Білі плями на карті мозку
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Чимало дивовижних відкриттів відбулось на наших очах в недавні роки. На Місяці виявили діючий вулкан, заглянули на зворотну сторону нашого небесного сусіда. У неосяжному списку зірок з’явилися нові члени. Виявлена ще одна незвичайна частка всередині атома… Відкриття ж, про які ми хочемо розповісти зараз, зроблені – де б ви думали? – Всередині нас самих. Нещодавно стало відомо, що ми заповнені живими напівпровідниками. Ними виявилися складові нас білки. Після цього ми дізналися, що в нашому організмі знаходяться мільйони електромагнітів. Відкриття всередині нас тривають далі, і сьогодні ми торкнемося самої загадкової і найменш вивченої частини нашого тіла – мозку.
Електронна машина дуже дурна, вона ніколи не буде думати. Але залишки сумнівів таки гніздилися десь у глибині свідомості. Як же тоді бути з настільки «розумними» машинами, які ставлять діагноз, грають у складні ігри … вчаться, нарешті!
Ну, і що ж, що вчаться, комп’ютер, штучний інтелект, вчиться, тому що йому веліли вчитися. Але це зовсім не означає, що він коли-небудь замінить того ж лікаря. Йому так далеко до думаючого мозку, що говорити про яку б то не було подібність між ними можна тільки дуже умовно, весь час пам’ятаючи, що мова йде про самі загальні принципи.
Коли хочуть показати різницю між сучасним комп’ютером і живим мозком, зазвичай називають число мікросхем і нервових клітин, які вони «зображують». Різниця дійсно виходить разюча: у звичайному комп’ютері (і навіть ноутбуці) «нервових клітин» принаймні, в мільйон разів менше, ніж у мозку.
І якщо вже порівнювати за таким принципом мозок і машину, то машину можна швидше уподібнити нервовій системі хруща, яка має як раз стільки клітин, скільки в середньому мікросхем в комп’ютері. До речі сказати, це порівняння цілком наукове: його приводять в серйозних роботах фізіологи.
Крім того, навіть якщо б і вдалося створити машину, рівну за кількістю мікросхем мозку, то для постачання її енергією потрібні були б гідроресурси цілого Ніагарського водоспаду. Для охолодження же нагрітих при роботі мікросхем – ще одна Ніагара. А живий думаючий мозок, всього близько літра об’ємом, витрачає стільки ж енергії, як і 25-ватна електрична лампочка. Зате вся ця енергія йде в справу, майже не розтрачуючись в тепло. І кров, що відтікає від мозку, виявляється лише на частки градуса тепліше, ніж та, що притікає до нього.
Але справа зовсім не в кількості складаючих машину робочих осередків. Насамперед, машини не обов’язково можуть бути «начинен » електронними мікросхемами. А що став майже класичним приклад з Ніагарою відноситься саме до машин, в яких використовуються електронні мікросхеми. І, по сут , приклад цей застарілий, оскільки вже давно створені машини більш ємкі за обсягом і кількістю елементів, ніж мозок.
Головне полягає в тому, що в електронній машині кожна її «клітина» більше чотирьох-п’яти зв’язків не має, а мозок володіє величезними просторовими зв’язками, що дозволяють йому реагувати незрівнянно різноманітніше, точніше, розумніше. Зараз складені так звані «топографічні карти» мозку. На них нанесено 52 різних за будовою і призначенням області.
Ще в 19-му столітті виявили, що в передніх відділах кори головного мозку знаходяться ділянки, пов’язані з роботою м’язів. Якщо їх дратувати електричним струмом, починають скорочуватися м’язи рук, ніг, спини … їх так і назвали – «моторні зони». Вони відповідають за правильність рухів нашого організму.
Управління рухами – лише невелика частина величезної організаторської роботи центральної нервової системи. «Провід» з’єднує мозок буквально з усіма «робочими механізмами» нашого тіла, до кожного волоконця м’язи тягнеться звідси ниточка нерва, кожна світлочутлива «колбочка» або «паличка», мільйони яких розташовані в оці, пов’язана з мозком спеціальним нервовим каналом. В одну сторону – від очей, вух, носа – надходять відомості про те, що ми бачимо, чуємо, відчуваємо. Зворотно, по інших нервах, передаються команди управління. Адже наші органи чуття – це лише «щупальці мозку», як назвав їх ще І. М. Сєченов, що дозволяють вловлювати самі різні впливи зовнішнього світу.
Повідомлення від очей надходять в потиличну частину мозку, де в області так званої «борозни пташиної шпори» розташований зоровий центр кори. Це 17-е поле кори мозку. Якщо ця область мозку виявляється пошкодженою, то навіть при абсолютно здорових очах і цілому зоровому нерві людина не зможе бачити.
Через очі в мозок надходить найбільша кількість відомостей – раз в 30 більше, ніж їх приходить в слухову область, розташовану на скронях. Якщо ми «бачимо» потилицею, а «чуємо» скронями, то відчутні відчуття від численних чутливих «датчиків», розкиданих по всьому тілу, надходять в тім’яну частину мозку. На жаль, настільки ж виразно сказати, де розташовані нюховий і смаковий центри кори, вчені ще не можуть.
Крім «входів», в які стікаються повідомлення від органів відчуттів, і «виходів», керуючих рухами рук, ніг, очей, в корі існують ділянки, не пов’язані безпосередньо з простими відчуттями і рухами м’язів. Вони розташовані попереду, на лобових долях мозку. Багато з таких «порожніх» областей виявлені тільки у людини.
Це змушує припустити, що саме тут здійснюється порівняння різних відчуттів, встановлюються логічні співвідношення між конкретними повідомленнями, виробляються узагальнені, абстрактні поняття. У всякому разі, саме пошкодження лобових часток мозку викликає такий розлад мови, коли хворий чує і розуміє, що йому говорять, але сам не може висловити свою думку словами. Ось чому цьому відділу мозку і приписується роль узагальнюючого механізму.
Тут же, мабуть, і зберігаються – теж в узагальненому вигляді – найважливіші відомості про колишні відчуття і дії. Адже у людини немає окремого «блоку пам’яті», як в комп’ютері. У всякому разі, спеціальний механізм, відповідальний за збереження нервових сигналів, досі в мозку не виявлено. Недарма фахівці з кібернетики кажуть іноді, що ми знаємо зараз про природу і розташування своєї пам’яті не більше, ніж древні греки, які вважали місцезнаходженням розуму грудну діафрагму.
Автор: Е. Сапарін.