Глава 2. Мозг чувствующий

Двухмерная модель мозга – представление о двуединой, телесно-духовной, природе человека; при этом центральное (управляющее) значение имеет наделённая сложными чувствами душа.

Данную модель, возникшую, без сомнения, ещё на заре человечества, можно уверенно идентифицировать как целостную, объясняющую поведение человека, концепцию: в Европе с V веке до н.э. [13], в Китае с III века до н.э. [7]

Структурированную теорию двухмерного мозга – учение о душе – предложил мыслитель и теолог Блаженный Августин приблизительно в V веке (см. табл. 2). Теория сводится к следующим тезисам:

1. Душа и телесный разум (т.е. собственно мозг) – принципиально разные сущности. В то же время их смешение формирует специфический для человека феномен – «личность» [38].

2. Душа использует разум (его разнообразные инструменты-функции, включая память и интеллект) для познания Истины, т. е. Бога [4].

3. Душа способна проявлять сложные чувства, главное из которых – любовь [3].

В фольклоре воплощением модели является устоявшееся представление о якобы всё объясняющем внутреннем противостоянии в человеке «разума» (англ. sense – здесь: «душа», как высшая мыслящая и испытывающая сложные эмоции сущность) и «чувства» (англ. sensibility – здесь: «тело», как источник плохо контролируемых инстинктов и поступков).

В качестве яркого художественного примера укажем на известный роман Джейн Остин, в названии [5] и содержании которого отражен данный конфликт.

В науке о мозге двухмерная модель обсуждалась в контексте особенно актуальной в конце XIX века т.н. «психофизиологической проблемы» – дискуссии о том, что является причиной, а что – следствием: душевно-психическое или телесно-физиологическое [64] [74].

Однако сейчас в качестве научного объяснения мозговой деятельности дихотомия «разум и чувство» никем из исследователей не рассматривается.

Эта модель плохо разъясняет коллективные (групповые) и индивидуальные (семейные) стратегии поведения человека. Её использование не позволяет излечивать многочисленные и разнообразные психоневрологические расстройства.

Вместе с тем до сих пор распространены спекуляции, пропагандирующие двухмерную модель мозга и/или манипулирующие общественным мнением с её помощью (см. табл. 3).

Примером тому в публицистике служат работы Юваля Харари. Где выдуманный конфликт между «разумным» и «чувственным» подаётся в виде якобы уже существующего противостояния искусственного интеллекта и человеческого сознания [34]; тщательно нагнетается технофобия, внушаются теории заговора [32]; делаются истерические прогнозы о закате H.sapiens [33] и пр.

Глава 3. Мозг-машина

Механическая модель мозга – представление о разуме как о сложной машине, взаимодействие элементов которой отточено в процессе биологической эволюции, а её назначение детерминировано условиями внешней среды.

Идея трёхмерного мозга-машины принадлежит выдающемуся математику Рене Декарту.

Ключевая догадка состояла в рассмотрении соотношения телесного и душевного (в этом ему помогли изыскания в области теории чисел – в частности, исследование мнимых чисел [9]).

Учёный постулировал существование особой мозговой структуры: её физическим органом называл шишковидную железу, эпифиз [11] [12]; а психический эквивалент описывал как «действие воли» (лат. operatio voluntatis) [10] – то, что сейчас иногда зовётся самосознанием, саморефлексией и т. п.

Структурированная теория мозга на основе механической модели сложилась в конце самого «естественнонаучного», XIX, столетия.

Её первый вариант – рефлекторная теория физиологов Ивана Сеченова [29] и Ивана Павлова [26]. Второй вариант (в начале XX века) – динамическая теория личности за авторством психиатра Зигмунда Фрейда [31] (см. табл. 4).

В обеих трактовках описаны три измерения мозга:

1. Биологическое (в интерпретации Сеченова-Павлова – безусловные рефлексы, у Фрейда – бессознательные инстинкты).

2. Социальное (в обеих версиях – среда).

3. Психическое (у нейрофизиологов – «высшая нервная деятельность», у психоаналитиков – «Эго»/«Я»).

Прямыми следствиями утверждения механической модели мозга стали: изменение отношения к безумию – от «проклятия», с которым ничего нельзя поделать, к представлению о «поломке механизмов психики», которые можно исправить (деятельность Филиппа Пинеля по реорганизации психиатрических клиник во Франции); прорыв в диагностике и лечении некоторых, ранее считавшихся неизлечимыми, психических расстройств (например, эпилепсии); научное обоснование для новых терапевтических методов (психоанализ, гипноз); практика терапевтических сообществ (впервые реализована в лечебнице «The Retreat» в Йорке в начале XIX века); описание многих патологических симптомов и синдромов, выполненных новоиспеченными врачами-специалистами.

Одновременно с этим представление о мозге как о машине породило многочисленные спекуляции, ряд которых имели трагические последствия.

С 1936 г. в течение около двух десятков лет практиковалась варварская процедура хирургического вмешательства на мозге – лоботомия. До сих пор применяются, хоть и ограничены строгими показаниями, электросудорожная терапия при шизофрении и каллозотомия (разделение полушарий головного мозга путем рассечения мозолистого тела) при эпилепсии. В середине прошлого века расцвел бихевиоризм, сводивший поведение человека к примитивной схеме «стимул-реакция». В социальных и гуманитарных дисциплинах обрели популярность доктрины, отстаивающие доминирующее значение среды (социальный дарвинизм, марксизм, мальтузианство и пр.) (см. табл. 5).

Глава 4. Мозг-компьютер

Вычислительная модель мозга – представление о разуме, в котором ключевой является аналогия между живым мозгом и искусственным вычислителем, компьютером; при этом мозг-компьютер ограничен либо врождённой генетической программой (биологическая трактовка), либо информационным влиянием среды (социальная трактовка).

Идея о мозге, действующем по правилам бинарной (дедуктивной) логики, принадлежит блестящему математику Джорджу Булю [41].

Позднее дедуктивная логика была популяризована, например, в известных художественных произведениях А. Конана Дойла. А также – рассмотрена в работах математика Чарльза Сандерса Пирса.

Последним было предложено описание более целостного приёма логического рассуждения, абдукции [88] [89] (см. табл. 6). Которая много десятилетий спустя – формализована математиком Лотфи Заде в понятие «нечёткая логика» (англ. fuzzy logic) [112].

Математические результаты исследований, предпринятых, в том числе, Булем и касающихся сущности феномена вычислений, позволили Курту Гёделю в 1931 году доказать теорему о неполноте арифметики.

В частности стало понятно, что в области сложных задач (не только математических) существует граница между вычислимым и невычислимым [23].

Пять лет спустя этот результат был использован математиком Аланом Тьюрингом для создания абстрактной модели вычислительной машины (англ. computer). При этом Тьюринг исходил из гипотетической возможности вычислений по правилам бинарной логике в живом мозге (англ. computor) [107].

Структурированная теория о мозге-компьютере сформировалась в середине XX века на фоне утверждения цифровой парадигмы в науке и конструирования первых искусственных вычислителей [86].

Дисциплиной, в рамках которой родилась и развивалась вычислительная модель, стала кибернетика [6]. Концепция мозга-компьютера в интерпретации её пионеров, математиков Джона фон Неймана и Норберта Винера (см. табл. 7), сводится к следующему:

1. Мозг человека суть живой вычислитель.

2. Элементом мозга является нейрон, который работает как переключатель цифрового сигнала.

3. Интеллект функционирует на базе бинарной логики, а память – как создание/извлечение записей данных.

4. Главное назначение мозга – вычисление с целью поддержания равновесия в системе «мозг-среда». Гомеостатическая регуляция достигается при помощи обратных связей.

Кибернетическое толкование поначалу принесло нейронауке немало полезного: описан механизм «включения/выключения» нейрона как переключателя сигнала в нервном волокне (модель Ходжкина-Хаксли, модель ФитцХью-Нагумо) [67] [72] [85], предложен количественный метод оценки интеллекта (тест Векслера), описан феномен долговременной потенциации как механизм сохранения информации в мозге [39], система «мозг-среда» стала рассматриваться как функциональная система [22] и пр.

Однако накопленные со временем факты вынудили нейрофизиологов признать, что наш разум не похож на компьютер [25], а принципы устройства искусственных нейросетей имеют мало общего с реальной структурой живого мозга [46].

Оказалось, что нейрон не работает, подобно транзистору, как переключатель по закону «всё или ничего» [1]; что в мозге идет непрерывное образование новых клеток, нейрогенез, чего нет и не может быть в компьютере [61] [104]; что сложные функции, такие как интеллект, память, воображение, не только не локализованы в каких-либо областях мозга, но даже не ограничены его полушариями [92] [108].

К сожалению, в наши дни это не мешает распространению спекуляций, эксплуатирующих устаревшую вычислительную модель мозга: тиражируется убеждение в существовании «гена шизофрении»; старательно втолковывается вывод об оглуплении человечества на основе «отрицательного эффекта Флинна» (снижение среднего уровня IQ); поддерживаются концепции наподобие «полевой теории активности мозга» (синергетика Г. Хакена); ведётся пропаганда образа будущего человека как «постчеловека» (усовершенствованного живого автомата); внушается миф об искусственном интеллекте и искусственных нейросетях, которые якобы заменят человека в управлении сложными процессами; рекламируется представление о «сетевой»/«цифровой» карте мозга в качестве исчерпывающей модели принятия решений любого человека, позволяющей точно предсказывать его поведение, и пр. (см. табл. 8)

Глава 5. Физика мозга

На пороге третьего десятилетия XXI века превалирующей в физике концепцией является квантовая теория.

Это фундаментальная теория – в том смысле, что отвечает на фундаментальный вопрос: «Какова природа бытия: из чего состоят разум, Вселенная, жизнь и всё остальное?».

Примером объяснения в рамках квантовой теории может служить общепризнанное в настоящем понимание устройства атома: модель, сначала предложенная физиком Нильсом Бором и затем существенно уточненная в работах Макса Борна, Паскуаля Йордана, Вернера Гейзенберга [42] [43] [71]. На этой модели зиждется вся атомная физика и все современные технологии, с нею связанные.

По нашему глубокому убеждению, специалистам по мозгу человека ничего не остаётся, как отказаться от архаичных, механической и вычислительной, научных моделей, и взяться за конструирование нового объяснения на основе квантовой теории.

Для этого, помимо безоговорочного признания учёными квантовой теории в качестве нашей лучшей научной концепции, существуют, по крайней мере, ещё два серьёзных аргумента.

Во-первых, нередко в прошлом озвучивалась критика квантовой модели разума на том основании, что в масштабе мозговых макрофеноменов квантовые эффекты незначительны или вообще не происходят [106]. Сегодня этот тезис убедительно опровергнут [75] [79]; развивается такой междисциплинарный подход как квантовая биология [48], причём уже предложен практический способ изучения квантовых событий в мозге [44].

Во-вторых, идея описания мозговых процессов и событий существует с 1960 года [110], а до конца прошлого столетия было предложено уже несколько квантовых моделей мозга. В конструировании, как минимум, трёх из них принимали участие физики с мировым именем [40] [90] [113] (см. табл. 9).

Квантовое понимание природы, квантовая парадигма, есть развитие идеи вычисляемой дискретности (т.е. предыдущей, цифровой, парадигмы), но не повторяющее и не дополняющее, а значительно её изменяющее. Очень кратко текущую научную парадигму можно свести к двум пунктам:

1. Взаимодействие частиц вещества осуществляется посредством обмена квантами, в которых процесс и событие объединены.

2. Цепочка «один процесс – одно событие» (и наоборот) есть кажимость. Один и тот же процесс может приводить к бесконечному числу событий; одно и то же событие может начинать различные (пусть, и бесконечно похожие) процессы.

Пункт 2, кроме прочего, позволяет по-новому трактовать один из традиционных постулатов науки – принцип причинности.

В классических научных теориях (теории Ньютона, теории Фарадея-Максвелла) реальность уподобляется непрерывной линии, на которую нанизаны точки-события. Последние строго разграничены и не могут быть совмещены. Так что, одна причина – одно следствие (см. рис. 2).

Первоначальная версия квантовой механики провозглашала суперсимметрию (это отразилось в основном уравнении новой теории, предложенном Эрвином Шрёдингером в 1926 году [99]). Речь шла о принципиальной обратимости всякого природного процесса. В обычных условиях, когда квантовые объекты находятся в своих основных состояниях, события-причины подчиняются статистическим законам, поэтому цепочка «причина-следствие» ничем не отличается от классического толкования. Но в особых условиях (сверхвысокая температура, плотность и пр.) увеличивается вероятность обратного процесса: тогда «следствие» становится «причиной» (см. рис. 3).

Однако попытки доказать суперсимметрию в экспериментах на Большом Адронном Коллайдере не увенчались успехом. Среди физиков-теоретиков это привело даже к мнению о том, что сама идея неверна и от неё следует отказаться [101].

Это может означать более тонкое, чем было принято даже в ранней квантовой теории, понимание причинности: сосуществование на самом глубоком уровне бытия суперсимметрии и суперасимметрии.

В привычной нам реальности первая проявляется высоковероятными цепочками событий, преимущественно обратимыми, вторая – маловероятными и средневероятными последовательностями, которые чаще необратимы (см. рис. 4).

Следствием такого объяснения для теории мозга является, например, тезис об обратимых и необратимых сдвигах динамических режимов колебаний элементов, приводящих к заметной трансформации его т.н. «когнитивных» функций.²

Говоря совсем просто: мозг устроен так, что может произвольно менять – сжимать, расширять – то, что мы называем «памятью» и «интеллектом».

Однако для конструирования квантовой модели мозга ещё более важным представляется применение пункта 1 квантовой парадигмы.