Текст книги "Эволюция разума"
Автор книги: Рэймонд Курцвейл
Жанр:
Биология
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 20 страниц)
Удовольствие и страх
Страх – главный источник суеверий и один из основных источников жестокости. Преодоление страха – начало премудрости.
Бертран Рассел
Итак, новая кора хороша для решения различных проблем, но что же является нашей главной проблемой? Проблема, которую всегда приходилось решать в ходе эволюции, заключается в выживании вида. А выживание вида подразумевает выживание каждого из нас, и каждый из нас использует свою новую кору, чтобы интерпретировать эту задачу миллиардами разных способов. Животным для выживания нужно добывать себе пищу и при этом не стать пищей для кого-нибудь другого. А еще им необходимо воспроизводиться. Уже на самых ранних этапах эволюции мозга возникли ощущения удовольствия и страха, которые способствовали реализации этих важнейших целей и сопутствующих им задач. Постепенное изменение среды и конкурирующих видов приводило к соответствующим модификациям. С появлением иерархического мышления удовлетворение насущных потребностей стало более сложным процессом, поскольку должно было соответствовать широкому кругу идей внутри других идей. Однако, несмотря на значительное влияние новой коры, старый мозг все еще жив и по-прежнему использует такие мотивации, как удовольствие и страх.
С ощущением удовольствия связан участок мозга, называемый прилежащим ядром. В знаменитых экспериментах 1950-х гг. было показано, что крысы, способные напрямую стимулировать этот небольшой участок мозга (нажимая на рычаг, активировавший имплантированные электроды), предпочитали это занятие всем другим, включая секс и еду, доводя себя до истощения и смерти[73]73
Olds, James, Pleasure centers in the brain. Scientific American. 1956, 105–116.
Routtenberg, Aryeh, The reward system of the brain. Scientific American. 1978, 154–164.
Berridge, K. C., Kringelbach, M. L. Affective neuroscience of pleasure: Reward in humans and other animals. Psychopharmacology 2008,199, 457–480.
Kringelbach, M. L. The pleasure center: Trust Your Animal Instincts. Oxford University Press, 2009.
[Закрыть]. У человека ощущение удовольствия связано и с другими отделами мозга, такими как вентральный паллидум (бледный шар) и, конечно же, сама новая кора.
Удовольствие регулируется такими химическими веществами, как дофамин и серотонин. Я не буду подробно рассказывать об их действии, скажу только, что мы унаследовали их от наших древнейших предков, существовавших еще до появления млекопитающих. Задача новой коры заключается в том, чтобы сделать нас хозяевами страха и удовольствия, а не их рабами. Однако, учитывая широкое распространение различных зависимостей, приходится признать, что новая кора не всегда справляется с этой задачей. В частности, дофамин является нейромедиатором, участвующим в реакции удовольствия. Когда мы переживаем приятный момент – выигрываем в лотерею, получаем одобрение коллег, обнимаем любимого человека или просто заставляем друга улыбнуться новой шутке, – у нас в организме происходит выделение дофамина. Иногда мы, как те крысы, что умирали от голода, стимулируя свои центры удовольствия, тоже стремимся прийти к удовольствию по короткому пути, что далеко не всегда хорошо.
Например, азартные игры могут стимулировать выброс дофамина, особенно при выигрыше, который, в свою очередь, зависит от удачи. В принципе, азартные игры могут служить для повышения уровня дофамина, но, учитывая, что шансы исходно против вас (иначе модель игорного бизнеса не могла бы работать), регулярная игра вас разорит. Все другие зависимости чреваты аналогичными опасностями. Одна врожденная мутация гена дофаминового D2-рецептора связана с очень сильным ощущением удовольствия при первом контакте с вызывающим привыкание веществом или опытом, однако, как многие знают (но не всегда помнят), способность этих веществ вызывать удовольствие при продолжительном использовании постепенно ослабевает. Другая генетическая мутация приводит к тому, что в организме человека не происходит нормального выброса дофамина, что также может привести к поиску других источников удовольствия и развитию зависимостей. Эта незначительная часть населения с подобными генетическими нарушениями создает огромную социальную и медицинскую проблему для общества в целом. Даже те, кто избегает серьезной зависимости, вынуждены балансировать между дофаминовым вознаграждением и желанием избежать его негативных последствий.
Серотонин – еще один нейромедиатор, который играет важнейшую роль в регуляции настроения. При высоком уровне серотонина человек ощущает моральный подъем и удовлетворение. Но серотонин выполняет и другие функции, включая модуляцию синаптического напряжения, аппетита, сна, сексуального влечения и пищеварения. Такие антидепрессанты, как селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (которые повышают уровень доступного для рецепторов серотонина), порой оказывают серьезное побочное действие (например, подавление либидо). В отличие от нормальных процессов в новой коре, в ходе которых распознавание образов и активация аксонов влияют лишь на небольшую часть нейронных цепей новой коры, эти вещества воздействуют на обширные области мозга или даже на всю нервную систему в целом.
Каждое полушарие мозга человека содержит миндалину (миндалевидное тело), состоящую из нескольких небольших долей. Это еще одна часть старого мозга, принимающая участие в различных эмоциональных реакциях, главной из которых является страх. У животных, стоящих на эволюционной лестнице ниже млекопитающих, некоторые предпрограммированные сигналы опасности поступают непосредственно на миндалины, запускающие реакции типа «борьба или бегство». У человека функция миндалин зависит от ощущения опасности, которое должно быть передано новой корой. Например, неудовольствие вашего начальника может стартовать подобную реакцию, вызывая у вас страх возможной потери работы (а может быть, и нет, если у вас есть запасной вариант). Если миндалины «решают», что вам грозит опасность, реализуется древний механизм: миндалины дают сигнал гипофизу выделить адренокортикотропный гормон, который, в свою очередь, стимулирует высвобождение гормона стресса кортизола из надпочечников, что приводит к приливу энергии к мышцам и нервной системе. Надпочечники также производят адреналин и норадреналин, которые подавляют функцию пищеварительной, иммунной и репродуктивной системы (поскольку в экстренной ситуации другие приоритеты). Повышается кровяное давление, а также уровень сахара, холестерина и фибриногена (который способствует свертыванию крови) в крови. Учащаются дыхание и сердцебиение. Даже зрачки расширяются и повышается острота зрения – так легче обнаружить врага или найти путь к отступлению. Все это чрезвычайно полезно, если вы сталкиваетесь с реальной опасностью, например с крупным хищником. Однако хорошо известно, что в современном мире частая активация механизма «борьба или бегство» может приводить к хроническим проблемам со здоровьем в форме повышенного артериального давления, высокого уровня холестерина и т. д.
Система регуляции уровня таких нейромедиаторов, как серотонин, и таких гормонов, как дофамин, весьма сложная и запутанная, и мы могли бы посвятить ей всю оставшуюся часть книги (замечу, что этой теме посвящено множество книг), но следует заметить, что скорость обработки информации в этой системе гораздо ниже, чем в новой коре. В функционировании этой системы участвует лишь несколько веществ, а их концентрация в головном мозге изменяется очень медленно и достаточно равномерно, тогда как новая кора состоит из сотен триллионов быстро изменяющихся связей.
Нужно сказать, что наши эмоциональные реакции происходят и в старой, и в новой части мозга. Мыслительные процессы осуществляются в новой коре, но чувства – продукт действия обеих частей мозга. Поэтому любая эмуляция человеческого поведения требует моделирования функции обеих частей. Но если мы хотим исследовать лишь познавательные способности человека, нам достаточно рассмотреть только новую кору. В таком случае мы можем заменить старый мозг прямой мотивацией небиологической новой коры. Например, в случае с Ватсоном была сформулирована задача: получить правильные ответы на вопросы «Джеопарди!» (однако для выбора стратегии использовалась другая программа, которая понимала суть игры). Задача новой версии Ватсона, созданной для медицинских целей совместными усилиями Nuance и IBM, заключается в том, чтобы помочь лечить людей. Перед будущими системами могут быть поставлены такие задачи, как полностью искоренять болезни или бороться с бедностью. В значительной мере система таких функций, как удовольствие и страх, для человека уже устарела, поскольку старый мозг эволюционировал задолго до того, как возникло даже самое примитивное человеческое общество. Во многом наш старый мозг аналогичен мозгу рептилий.
Между новым и старым мозгом человека идет постоянная борьба. Старый мозг пытается установить свой порядок, оперируя в рамках системы удовольствия и страха, тогда как новая кора пытается понять сравнительно простые алгоритмы старого мозга и научиться манипулировать ими для собственных нужд. Вспомним, что миндалины самостоятельно не могут оценить опасность – в мозге человека они опираются на сигналы новой коры. Этот человек друг или враг? Сторонник или предатель? Решить это может только новая кора.
Поскольку мы уже не участвуем в смертельных схватках с врагами и не охотимся, чтобы прокормиться, наша древнейшая мотивация, по крайней мере отчасти, уступила место творческим задачам. В следующей главе мы как раз и обратимся к теме любви и творчества[74]74
Liebowitz, Michael, R. The Chemistry of Love. Boston: Little, Brown, & Co. 1983.
Whitters, W. L. & Jones-Whitter, P. Human Sexuality – A Biological Perspective. New York: Van Nostrand. 1980.
[Закрыть].
Глава шестая
Трансцендентные способности
Знаешь, я не могу спать, я не могу перестать думать.
Битлз. I'm So Tired
Вот моя простая религия. Нет нужды в храмах, нет нужды в сложной философии. Наш мозг и наше сердце – вот наш храм. Философия – в доброте.
Далай-лама
Моя рука движется, потому что ее приводят в действие определенные усилия – электрические, магнетические и любые другие, которые могут быть созданы «нервной энергией», – порожденные моим мозгом. Эта нервная энергия, порождаемая мозгом, со временем, когда наука достигнет более высокого развития, может быть сведена к действию химических веществ, поступающих в мозг вместе с кровью и зависящих исключительно от пищи, которой я питаюсь, и воздуха, которым я дышу.
Наши эмоции также рождаются в новой коре, но формируются под влиянием разных отделов мозга – от миндалин в старом мозге до таких новых в эволюционном плане структур, как веретенообразные нейроны, которые, по-видимому, играют ключевую роль в формировании сложных эмоций. В отличие от структур новой коры с регулярным и рекурсивным строением, веретенообразные нейроны характеризуются чрезвычайно нерегулярной формой и связями. Это самые крупные нейроны головного мозга человека, пронизывающие мозг на всем его протяжении. Они плотно переплетены между собой за счет сотен тысяч связей в разных отделах новой коры.
Как было сказано выше, островки мозга помогают обрабатывать сенсорные сигналы, но они также играют важную роль в формировании сложных эмоций. Именно отсюда выходят веретенообразные клетки. Исследования с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии показывают, что эти клетки наиболее активны тогда, когда человек испытывает такие эмоции, как любовь, гнев, печаль и сексуальное влечение. Например, в ситуации, когда кто-то другой разглядывает вашего партнера или когда вы слышите плач своего ребенка.
Веретенообразные клетки имеют длинные выросты, называемые апикальными дендритами и способные связывать между собой отдаленные отделы новой коры. Такое «глубокое» связывание, посредством которого некоторые нейроны соединяют несколько отделов мозга, усиливается по мере продвижения по эволюционной лестнице. Нет ничего удивительного в том, что веретенообразные клетки, участвующие в регуляции эмоций и моральных суждений, обладают такой способностью образовывать связи, поскольку эмоциональные реакции возникают у нас при осмыслении самых разнообразных тем и событий. Наши сложные эмоции испытывают влияние всех перцептивных и когнитивных областей мозга, с которыми связаны веретенообразные клетки. Важно подчеркнуть, что эти клетки не занимаются рациональным решением проблем, и поэтому мы не можем рациональным образом контролировать свою реакцию на музыку или состояние влюбленности. Однако остальная часть мозга усиленно пытается придать смысл нашим загадочным сложным эмоциям.
Веретенообразных клеток в мозге не так много – около 80 тыс., из них примерно 45 тыс. сосредоточено в правом полушарии и 35 тыс. – в левом. Это небольшое неравенство отчасти объясняет, почему эмоциональное восприятие является прерогативой правого полушария мозга.
У горилл примерно 16 тыс. веретенообразных клеток, у карликовых шимпанзе бонобо – 2100, а у обыкновенных шимпанзе – 1800. У других млекопитающих этих клеток нет совсем.
Антропологи полагают, что веретенообразные клетки впервые появились от 10 до 15 млн лет назад у какого-то еще неизвестного предка гоминидов (предшественников человека) и быстро размножились примерно сотню тысяч лет назад. Интересно, что эти клетки отсутствуют у новорожденных детей, но начинают появляться в возрасте около четырех месяцев, и численность их значительно увеличивается от одного года до трех. Способность детей понимать моральные аспекты вопросов и переживать такие сложные эмоции, как любовь, развивается в этот же период.
Талант
Вольфганг Амадей Моцарт (1756–1791) в пять лет сочинил менуэт, а в шесть лет играл для императрицы Марии Терезии в императорском дворце в Вене. Он умер в возрасте 35 лет, но успел создать 600 музыкальных произведений, включая 41 симфонию, и считается величайшим европейским композитором-классиком. Смело можно сказать, что у него был музыкальный талант.
Что это означает в контексте нашей беседы о теории мысленного распознавания образов? Понятно, что часть того, что мы называем талантом, является продуктом влияния среды и окружающих людей. Моцарт родился в музыкальной семье. Его отец, Леопольд, служил композитором и капельмейстером в придворной капелле князя-архиепископа Зальцбурга. Юный Моцарт с самого детства был погружен в музыку, и отец начал учить его игре на скрипке и клавишных инструментах всего в трехлетнем возрасте.
Однако только влияние среды не может полностью объяснить гениальность Моцарта. Понятно, что какой-то вклад вносит сама природа. В какой же форме это проявляется? Как мы обсуждали в четвертой главе, в результате биологической эволюции отдельные участки новой коры были оптимизированы для обработки определенных типов образов. Безусловно, основной алгоритм распознавания образов один и тот же во всех модулях новой коры, но, поскольку некоторые типы образов проходят через определенные участки коры (например, лица – через веретенообразную извилину), эти участки лучше справляются с обработкой соответствующих образов. Существует множество параметров, определяющих реализацию общего алгоритма в каждом модуле. Например, насколько точное совпадение требуется для распознавания конкретного образа? Как этот порог изменяется, если модуль более высокого порядка посылает сигнал о том, что данный образ «ожидается»? Как учитываются параметры величины сигнала? Эти и другие факторы по-разному определяются в разных отделах коры для преимущественной обработки определенного типа образов. В нашей работе, связанной с созданием искусственного интеллекта, мы обратили внимание на это явление и имитировали эволюцию, направленную на оптимизацию этих параметров.
Если отдельные участки мозга могут быть оптимизированы для обработки разных типов образов, это означает, что мозг разных людей может различаться по способности заучивать, распознавать и создавать определенные типы образов. Например, мозг одного человека может иметь врожденную способность к музыке за счет лучшего распознавания ритмических образов или лучшего понимания геометрического строения гармонии. По-видимому, абсолютный слух (способность распознать и воспроизвести звук без помощи эталона), связанный с музыкальными способностями, имеет генетическую природу, однако его нужно развивать. Таким образом, абсолютный слух – продукт и природы, и воспитания. Генетические основы абсолютного слуха, по-видимому, связаны не с новой корой, а с процессом предварительной обработки слуховой информации, а вот развитие абсолютного слуха происходит в новой коре.
Степень человеческого таланта зависит от многих других навыков вне зависимости от того, идет ли речь о гениях или о вариабельности в общей популяции. Важную роль играют многие способности новой коры – например, способность контролировать сигналы страха, направляемые миндалинами, а также такие черты, как уверенность в себе, организаторские способности и умение убеждать других людей. Еще одна очень важная черта, о которой я уже говорил выше, заключается в смелости следовать идее, идущей вразрез с общепринятыми теориями. Все те, кого мы считаем гениями, проводили собственные мысленные эксперименты таким путем, который исходно не был понят или оценен их современниками. Талант Моцарта получил признание при жизни, но истинное почитание пришло позже. Он умер нищим, был зарыт в общей могиле, а его гроб провожали лишь двое музыкантов.
Творчество
Проблема состоит не в том, чтобы обзавестись новыми мыслями, а в том, чтобы избавиться от старых. Мозг любого человека – это здание, заполненное старьем. Освободите уголок своего мозга, и в нем немедленно поселится творчество.
Важнейший аспект творчества – поиск хороших метафор. Новая кора – великолепный аппарат для поиска метафор, который наделяет человека уникальными творческими способностями. Каждый из 300 млн распознающих модулей новой коры распознаёт и определяет образ, а также дает ему «имя» – в данном случае это просто определенный аксон, выходящий из данного распознающего модуля и возбуждающийся при обнаружении данного образа. Этот образ (или символ) становится частью другого образа. И каждый из этих образов по сути является метафорой. Модули могут активироваться до 100 раз в секунду, так что мы теоретически можем распознавать до 30 млрд метафор в секунду. Конечно, в каждом цикле активируются не все модули, но все же мы действительно способны распознавать миллионы метафор за одну секунду.
Естественно, одни метафоры лучше, другие хуже. Дарвин понял, что догадка Чарлза Лайеля о роли постепенных изменений ландшафта под действием струйки воды была прекрасной метафорой для описания того, как малые эволюционные изменения могут приводить к значительным различиям, определяющим разнообразие видов. Мысленные эксперименты, подобные экспериментам Эйнштейна, с помощью которых он пытался понять истинное значение экспериментов Майкельсона – Морли, также являются метафорами в том смысле, что «символизируют что-то другое», если следовать определению из «Американского словаря английского языка» издательства Мерриам – Уэбстер. Вы можете найти какую-нибудь метафору у Шекспира в Сонете 73?
То время года видишь ты во мне,
Когда один-другой багряный лист
От холода трепещет в вышине
На хорах, где умолк веселый свист.
Во мне ты видишь тот вечерний час,
Когда поблек на западе закат
И купол неба, отнятый у нас,
Подобьем смерти – сумраком объят.
Во мне ты видишь блеск того огня,
Который гаснет в пепле прошлых дней,
И то, что жизнью было для меня,
Могилою становится моей.
Ты видишь все. Но близостью конца
Теснее наши связаны сердца![80]80
Перевод С. Маршака.
[Закрыть]
Для описания происходящих с ним изменений поэт широко использует метафоры. Его возраст – это осень, когда на деревьях остался всего «один-другой багряный лист», когда стихли птицы и «умолк веселый свист». Его возраст подобен сумеркам, когда «поблек на западе закат и купол неба, отнятый у нас, подобьем смерти – сумраком объят». Он – лишь отблеск того огня, который «гаснет в пепле прошлых дней». Весь сонет – метафора, хотя одни фразы являются более яркими метафорами, чем другие.
Поиск метафор заключается в распознавании образов при изменении деталей и контекста – то, чем мы занимаемся постоянно в нашей каждодневной жизни. Значащие метафоры часто обнаруживаются на стыках разных дисциплин. Следовательно, деятельность, направленная против этой важнейшей способности к творчеству, является движением к еще большей специализации в рамках отдельных наук (и не только наук). Вот что писал американский математик Норберт Виннер (1894–1964) в своей знаменитой книге «Кибернетика», опубликованной в год моего рождения (1948):
«Ниже мы увидим, что существуют области научной работы, исследуемые с разных сторон чистой математикой, статистикой, электротехникой и нейрофизиологией. В этих областях каждое понятие получает особое название у каждой группы специалистов и многие важные исследования проделываются трижды или четырежды. В то же время другие важные исследования задерживаются из-за того, что в одной области неизвестны результаты, уже давно ставшие классическими в смежной области. Именно такие пограничные области науки открывают перед надлежаще подготовленным исследователем богатейшие возможности. Но изучение таких областей представляет и наибольшие трудности для обычного метода массового наступления с разделением труда»[81]81
Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине / Пер. с англ. И. В. Соловьева и Г. Н. Поварова. М.: Наука, 1983.
[Закрыть].
Техника борьбы с возрастающей специализацией, которую сам я использовал в своей работе, состояла в том, чтобы соединить усилия многих экспертов (например, в исследованиях по распознаванию речи участвовали лингвисты, психоакустики и специалисты по распознаванию образов, а также, естественно, компьютерщики) и стимулировать каждого из них объяснять всем другим членам коллектива свои методы и свою терминологию. Затем мы отбросили всю эту терминологию и разработали общую. Нам всегда удавалось найти метафоры из одной дисциплины, которые разрешали проблемы в другой дисциплине.
Можно сказать, что мышь, пытающаяся найти путь к побегу, спасаясь от домашнего кота в какой-то новой ситуации, занимается творчеством. Наш с вами творческий потенциал несоизмеримо больше, чем у мыши, и происходит на гораздо более высоком уровне абстракции, поскольку мы являемся обладателями гораздо более развитой новой коры, способной к более сложным иерархическим построениям. Таким образом, один из способов повышения творческого потенциала заключается в эффективной сборке более объемной новой коры.
Одна из возможностей – совместная деятельность многих людей. Это рутинная практика, заключающаяся в общении между людьми, занятыми решением общей задачи. Недавно для усиления этой практики в области математики и других дисциплин стали применяться возможности работы в интерактивном режиме в реальном времени[82]82
Nielsen, Michael. Reinventing discovery: the new era of networked science. Princeton, N. J.: Princeton University Press. 2012, pp. 1–3. Gowers, T. Nielsen, M. Massively collaborative mathematics. Nature 2009,461:879–881. http://gowers.wordpress.com/2009/02/01/a-combinatorial-approach-to-density-hales-jewett/.
Nielsen, Michael. The Polymath project: scope of participation (200 903-20) http://michaelnielsen.org/blog/?p=584.
Rehmeyer, Julie SIAM: Massively Collaborative Mathematics, siam.org. 1 April 2010. http://www.siam.org/news/news.php?id=1731.
[Закрыть].
Следующим шагом, конечно же, будет увеличение объема самой новой коры за счет ее небиологического эквивалента. Это будет высшее достижение творчества: создание способности создавать! В итоге небиологическая новая кора сможет быстрее работать и быстрее находить метафоры, вдохновлявшие Дарвина и Эйнштейна. Она будет систематически эксплуатировать все пограничные зоны между экспоненциально расширяющимися областями знаний.
Некоторые беспокоятся о том, что станет с людьми, которые не примут участия в этом расширении разума. Я хочу заметить, что этот дополнительный разум будет главным образом находиться в облаке (в экспоненциально расширяющейся компьютерной инфраструктуре, к которой мы подключаемся для интерактивного общения), где уже теперь сосредоточена большая часть имеющегося в нашем распоряжении «машинного разума». Когда вы используете поисковую систему, узнаёте голос в телефоне, консультируетесь с виртуальным помощником типа Сири или используете телефон для перевода информации на другой язык, «разум» заключен не в том устройстве, с которым вы имеете дело, а в облаке. И наша расширенная новая кора тоже будет там. Возможно, мы станем обращаться к этому разуму путем прямого контакта через нервные клетки, а может быть, так, как мы это делаем сейчас, – через вспомогательные устройства. Мне кажется, что все мы сможем расширить свои творческие способности вне зависимости от того, решимся мы напрямую подсоединиться к этому расширенному разуму или нет. Мы уже передали облаку значительную часть нашей персональной, социальной, исторической и культурной памяти и в итоге поступим так же и с нашим иерархическим мышлением.
Осуществленный Эйнштейном прорыв в науке объясняется не только тем, что он использовал метафоры в своих мысленных экспериментах, но и тем, что у него хватило смелости верить в эти метафоры. Он смог отступиться от традиционных теорий, не сумевших объяснить его эксперименты, и выдержать насмешки современников за те нелепые объяснения, которые он выдвигал на основе своих метафор. Эти качества – вера в метафору и убежденность – мы тоже сможем программировать в нашей небиологической новой коре.
