Можно ли записать мозг на цифровой носитель
«Прах ты и в прах возвратишься», говорит в Библии Бог Адаму, и хоть истинность этих слов очевидна каждому, человечество не оставляет попыток придумать для личности более надежную и долговечную основу, чем совокупность живых клеток.
Олег Макаров
Мозг мухи-дрозофилы имеет толщину 300 мкм. Этот крошечный биологический аппарат насчитывает несколько сотен тысяч нейронов, что не идет ни в какой сравнение со 100 млрд нейронов, заключенных в мозге Homo sapiens. Тем не менее дрозофила и ее родня по мушиному племени вовсе не являются примитивными существами. Попробуйте поймать муху, и она скорее всего ускользнет — такой реакции позавидует любой спортсмен. Эти насекомые умеют летать, видеть в ультрафиолетовых лучах и прекрасно ориентируются в пространстве без всякого GPS. Мозг мухи — ничтожная капля живой материи — работает как совершенный электронный вычислитель и устроен гораздо сложнее.
Разобрать на детали
Человек, конечно, куда более продвинутое существо. Его интеллект создал много удивительных вещей, например электронный микроскоп, делающий снимки с разрешением 10 млрд пикселей, или устройство, способное нарезать мозг дрозофилы на тончайшие пленочки толщиной 50 нм. Слой за слоем микроскоп фотографирует мозг мухи. Затем программное обеспечение анализирует снимки, распознавая тело нейрона, аксоны, дендриты, синапсы. Цель подобных исследований, которые проводились, например, в знаменитой нейробиологической лаборатории Janelia Farm, находящейся в штате Виргиния (США), — создать 3D-схему всех существующих в мозге насекомого соединений.
Человечество смотрит на роботов не только как на своих умелых помощников. Некоторые полагают, что развитие вычислительной техники и успехи нейробиологии будут постепенно сближать андроидов с Homo sapiens. Возможно, однажды люди смогут переселять свое «я» вместе со всем опытом и знаниями в электронный мозг машины, и уже в этом качестве обретать бессмертие. Пока это фантастика, но первые шаги к этой мечте наука уже делает.
Картографирование мозга живого существа — одно из самых интересных направлений современной нейробиологической науки. Ведь для того чтобы что-то чинить, неплохо бы иметь схему этого устройства и понимать, как оно работает. Причем очевидно, что хоть мозг той же дрозофилы на порядки проще, чем мозг человека, базовые принципы, на которых они работают, идентичны, а идти к сложному от простого куда легче. Чем ближе мы подходим к пониманию устройства мозга, тем скорее медицина научится помогать страдающим от тяжелых и ныне неизлечимых заболеваний, связанных с поражением серого вещества. Но дело не только в этом.
Сближение робота и человека идет по нескольким направлениям. Первое — это попытка создать математические модели процессов, происходящих внутри мозга, чтобы эмулировать эти процессы на компьютере. Второе направление — «очеловечивание» машинного интерфейса, попытки заставить робота или виртуальный аватар общаться с человеком с помощью выразительного языка и богатой мимики. Третье — создание виртуальных персонажей, которые вбирают в себя жизненный опыт реальных людей.
Чип подражает синапсу
Мозг принято сравнивать с компьютером, но давно уже известно, что это подобие лишь весьма поверхностно: под нашей черепной коробкой идут процессы, принципиально отличающиеся от цифровых вычислений, основанных на бинарной логике. С другой стороны, мозг есть природный объект, работающий по законам физики. А там, где физика — там и математика. Если правильно измерить все параметры мозга, численно оценить его работу в динамике, то возможно создать математическую модель серого вещества и эмулировать ее на цифровом компьютере. Действия в этом направлении уже активно предпринимаются — недавно мы рассказывали о проекте Blue Brain, в рамках которого создается компьютерная модель неокортекса крысы. В прошлом году сообщалось, что в лабораториях MIT были разработаны чипы, эмулирующие работу синапсов, то есть мест контакта между нейронами. Чипы имитируют действия ионных каналов, передающих от нейрона к нейрону электросигналы в виде ионов натрия, кальция или калия. В отличие от обычных микросхем, транзисторы которых имеют лишь два состояния, соответствующие логическим «1» и «0», чипы нового поколения варьируют силу сигналов в более широком диапазоне, именно так, как это происходит в мозге. О схожих достижениях публике докладывали представители IBM. Все это означает, что работы по своего рода реверсивному инжинирингу физических конструкций мозга уже идут вовсю.
Идея «цифрового бессмертия» впервые высказана в 1971 году. Нейроны мозга обмениваются электрохимическими сигналами со скоростью 150 м/с. Полная 3D-карта человеческого мозга будет содержать 20 000 TБ информации.
Соблазн сингулярности
К какому же горизонту стремится прогресс в этой области? В последнее время часто говорят о технологической сингулярности (ТС) — явлении, научное обоснование которому дал известный американский специалист по искусственному интеллекту Рэймонд Курцвейл. В общефилософском плане под ТС понимают некий качественный скачок в научно-техническом прогрессе, в результате которого он станет настолько сложным, что перестанет быть доступным пониманию обычным человеческим разумом. Однако в применении к прогрессу в вычислительной технике, когда речь идет о ТС, обычно имеется в виду, что в определенный момент (если закон Мура будет продолжать действовать) производительность компьютеров окажется достаточно высокой, чтобы полностью эмулировать человеческий мозг. С другой стороны, работы нейробиологов позволят к этому же моменту полностью разобраться с устройством мозга и подготовить все необходимое для… загрузки сознания на компьютер. Загрузку сознания (Mind Uploading) иногда еще называют созданием небиологического субстрата для человеческого разума. И в мире есть немало людей, в том числе имеющих отношение к науке, которые верят в возможность переноса личности с биологической основы на более надежную и нестареющую — на компьютерное «железо».