Hai iniziato a leggere l'articolo. Non si tratta di un processo generalmente considerato troppo laborioso, ma basti pensare: il tuo cervello riesce ad utilizzare meccanismi estremamente complessi nella semplice questione di decifrare simboli e testi, inaccessibili alle più potenti moderne tecnologie informatiche, spendendo una minima quantità di energia. Il nostro "computer al carbonio" consuma solo 20 watt, mentre la supercar cinese Tianhe-2, la più veloce al momento della scrittura, non è inferiore a 17,6 milioni di watt (17,6 MW). I numeri, ovviamente, sono impressionanti, ma in linea di principio è possibile confrontare questi processi. Sono simili in natura? Perché qualcosa che è facile per il cervello (ad esempio, il riconoscimento di schemi) è difficile per un computer e viceversa?
Torniamo al titolo. Da un insieme di lettere (alberi, aderendo alla nostra metafora), il significato della frase nella sua interezza è stato estratto senza difficoltà e intoppi temporanei: la foresta. Se prendiamo in considerazione il contesto culturale (conoscenza dei detti), possiamo concludere che abbastanza rapidamente uno stimolo visivo sotto forma di onde luminose di diversa lunghezza per il nostro cervello si è trasformato in un intero parco forestale.
Leggere e comprendere il testo da un punto di vista neurofisiologico è un processo non banale. Cominciamo col riconoscere i singoli caratteri: le lettere sono comprensibili, anche se scritte in stile gotico. Quando i riccioli non necessari sono ammucchiati su una cornice grafica familiare, non c'è grande confusione e un numero enorme di metodi di disegno offusca i confini della canonicità del contorno stesso, che viene percepito, tra le altre cose, grazie al contesto e alle aspettative. La calligrafia del dottore, che si è evoluta dalla calligrafia all'arte astratta, sarà comprensibile ai suoi colleghi.
E i disturbi del riconoscimento senza disturbi a livello degli organi di senso sono chiamati "agnosie", saranno discussi di seguito.
Parliamo un po 'di neuroanatomia. Le nostre sensazioni e movimenti, che insieme costituiscono la base dell'organizzazione neuropsichiatrica, hanno una complessa struttura gerarchica non solo all'interno del sistema nervoso centrale, cioè cervello e midollo spinale, ma anche all'ultimo livello corticale. La corteccia cerebrale è divisa in sezioni anteriore e posteriore. I primi (frontali) sono responsabili dell'elaborazione di un programma di comportamento, azioni individuali e atti motori, e questi ultimi possono essere chiamati agenti di percezione e gnosi. Proviamo a capire come appare la mappa di questa "agenzia".
È noto che riceviamo informazioni sul mondo che ci circonda da cinque sensi: vista, udito, tatto, olfatto, gusto e le strutture che ne assicurano la trasmissione da ciascuno di essi sono chiamate “analizzatori”. Ce ne sono anche cinque. I segnali da essi, ad eccezione del senso olfattivo (questa sensazione è un po 'a parte e ha connessioni dirette con le parti più antiche del nostro cervello), vengono inviati ai gruppi di cellule switch nel diencefalo (I? Il talamo o corpi genicolati) e solo allora nella corteccia. È qui che nasce l'immagine, cioè avviene l'effettiva consapevolezza.
Sul primario, come un riflettore sullo schermo, qualcosa dal nucleo sottostante viene visualizzato con una ripetizione della sua organizzazione. Ad esempio, contiene le celle che hanno ricevuto informazioni sul tocco della mano destra e accanto a esse - quelle che rispondono al tocco dell'avambraccio destro. Nella corteccia primaria coesistono anche “sensori” simili (e nelle stesse proporzioni). Questa struttura è responsabile delle singole sensazioni semplici: una superficie liscia, contorni rotondi, colore rosso, qualcosa di una forma irregolare si muove a sinistra e un suono intermittente forte e ad alta frequenza è stato sentito a destra … L'immagine del mondo è assente qui - l'universo circostante sembra essere un caos di elementare unificato sensazioni.
Per la piegatura di questi semplici dettagli e la formazione di una percezione più complessa, vengono utilizzati i campi secondari della corteccia, che sono adiacenti a quelli primari e, a differenza di essi, non sono divisi in zone del corpo e non hanno confini chiari. Riassumono: il rosso e il tondo sono diventati un pomodoro, e il suono intermittente è diventato il fastidioso cigolio del microonde.
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Ma queste immagini non possono ancora essere chiamate riconoscimento nel vero senso della parola. L'integrazione finale delle sensazioni, direttamente la gnosi, la formazione di idee sullo spazio, il tempo, i vari contesti e il luogo dell'oggetto in essi è la funzione della corteccia terziaria, che per le parti posteriori del cervello si trova principalmente nella regione della giunzione dei lobi parietale, temporale e occipitale degli emisferi. Le immagini formate corrispondono alle informazioni già disponibili sul mondo, aspettative, competenza linguistica. Mettendo i segnali ricevuti in un frame dalla memoria, previsioni, conoscenza, otteniamo un'immagine completa o gestalt. Il completamento attivo della costruzione gioca un ruolo importante qui. Sì, sì, siamo di parte a livello neurofisiologico. Esiste anche la cosiddetta ipotesi di coorte, secondo la quale l'insieme di stimoli viene analizzato nel modo più profondo e completo necessario,per attivare le informazioni previste e niente di più.
Tuttavia, che dire del fatto che la gestalt costruita dal cervello a volte risulta essere fondamentalmente diversa con caratteristiche fisiche simili dei dati di input? Perché un insieme di suoni - la musica e l'altro - è cacofonico, sebbene siano molto vicini nelle caratteristiche della frequenza d'onda? Come viene determinato a livello fisiologico? Ma ci sono lesioni cerebrali in cui scompare l'orecchio per la musica nel senso gnostico del termine: per un poveretto la melodia si trasforma in un insieme di rumori, a volte estremamente sgradevoli, e questo nonostante non si perda la stessa capacità di percepire i suoni! In che modo il cervello, ricevendo segnali elettrici da cellule che semplicemente captano vibrazioni acustiche, è in grado di distinguere rapidamente il rumore non verbale dal parlato,trasportare informazioni in forma simbolica? Perché il gusto delle torte di Madeleine poteva evocare l'intera gamma di sensazioni infantili dimenticate nel protagonista del ciclo di romanzi di M. Proust "Alla ricerca del tempo perduto"? Sembrerebbe che le molecole del dessert abbiano semplicemente stimolato il gusto e i recettori olfattivi, ma nel cervello, su scala molto ampia, nella sua interezza, è stato riprodotto uno schema a lungo dimenticato, un disegno delle luci di milioni di neuroni eccitati, che in questa configurazione un tempo bruciavano e ora restituivano il dolce aroma dell'infanzia. …che, in questa configurazione, una volta bruciava e ora restituiva il dolce profumo dell'infanzia.che, in questa configurazione, una volta bruciava e ora restituiva il dolce profumo dell'infanzia.
Non esiste un'area chiaramente delineata responsabile della presenza di gestalt nel cervello. L'approccio che implica la presenza di tali zone è chiamato "localizzazionista", e sta diventando meno popolare. A lui si oppone la teoria olistica, secondo la quale le funzioni superiori sono distribuite in tutto il cervello, ma anche questo è un ricordo del passato. La scienza moderna sta cercando di "conciliare" questi punti di vista.
Nel suo libro "Refraction" Lotto parla del perché non percepiamo la realtà così com'è, e di come questo possa portare allo sviluppo della creatività e aiuti a dare uno sguardo nuovo al lavoro, all'amore, al gioco, ai rapporti con i parenti e ad altre cose importanti eventi della nostra vita.
Ad esempio, l'immagine di un limone è sia aspetto (corteccia visiva secondaria), sia gusto (con il suo territorio corticale), e tatto, così come una parola, cioè suono, un modo di pronunciare, contesti d'uso, ricordi di come faceva una madre limonata … Le "suddivisioni" i cui neuroni dovrebbero essere coinvolti nella formazione di un'immagine così ordinaria possono essere enumerate all'infinito.
In termini scientifici, un insieme di neuroni forma un modello dinamico di attività della rete neurale. Perché dinamico? Poiché non si forma una volta per tutte, cambia man mano che acquisisci esperienza, alcune connessioni si indeboliscono, altre si rafforzano e, naturalmente, ne appaiono di nuove. La riproducibilità di questo schema, cioè la capacità di attivarsi di tutti, o meglio della maggior parte dei membri dell'insieme, è al centro della memoria. Di conseguenza, il dinamismo di cui abbiamo parlato è una condizione necessaria per apprendere in senso lato, apprendere come adattamento.
Una volta che un insieme di un certo insieme di neuroni era eccitato, le loro connessioni da tale attività articolare erano rafforzate e la probabilità che la successiva eccitazione di uno avrebbe attivato una certa percentuale di altri membri di questo gruppo, ricevendo da lui supporto elettrico, aumentava leggermente. Più c'era la concia delle articolazioni, secondo la regola di Hebb, più forte era questa gestalt ("cellule che si accendono insieme, si collegano insieme"). Il problema è che un neurone può entrare in una miriade di insiemi, che per di più si sostituiscono nel cervello ogni frazione di secondo. La loro esatta ripetizione è estremamente improbabile, quindi il volume di tutta l'esperienza di vita determina statisticamente la nostra percezione e comprensione del mondo.
Guarda i volti dei tuoi cari. Cosa è necessario per non confonderli con nessuno? A prima vista, la domanda è strana. Ecco mia madre, la riconosco, anche se cambia colore di capelli, acconciatura, perde peso o ingrassa, rinnova completamente il suo guardaroba, si tinge il viso per Halloween, alla fine. Molto probabilmente questo non ti sorprende più di tanto, ma credimi: dal punto di vista dei sistemi informativi la situazione descritta non è nemmeno banale. Diciamo che il tuo amico non ha caratteristiche facciali evidenti come una brutta cicatrice, un labbro leporino o un paio di baffi nello stile di Salvador Dalì, non c'è nulla che possa far sì che il cervello collochi istantaneamente e accuratamente ciò che ha visto nella cartella di Petya Bublikov. Come algoritmizzare il riconoscimento istantaneo di una persona se consideriamo il cervello come un grande computer?
Il problema dell'agnosia è splendidamente rivelato nel lavoro del famoso neurologo e divulgatore di medicina Oliver Sachs "The Man Who Mistook His Wife for a Hat". Il personaggio principale, un musicista di talento, professore, secondo le osservazioni dei suoi parenti, iniziò ad avere "problemi di vista". In effetti, il professore non aveva malattie agli occhi e il non riconoscimento assolutamente fantastico di oggetti ordinari e quotidiani e dei volti di persone vicine era il risultato dell'agnosia visiva.
A proposito, tali disturbi isolati non sono comuni nella pratica di un neurologo e certamente non così pronunciati. Di solito, questi disturbi interferiscono con il riconoscimento di immagini "rumorose", ripetutamente cancellate in prove speciali, ma nessuno prende una moglie per un capo del guardaroba. Inoltre, il processo patologico nel cervello, di regola, non è così selettivo e l'effetto distruttivo si estende a una varietà di funzioni mentali superiori, quindi le agnosie nel paziente si mescolano con molti altri disturbi e diventa un compito impossibile separare l'una dall'altra.
Quindi il caso del professore è affascinante, e il suo comportamento con un alto livello di intelligenza e cultura provoca autentico sconcerto. Scruta il guanto e fa un timido tentativo di definire questo capo del guardaroba come "superficie arrotolata con cinque tasche". Sì, è difficile riconoscerla da una descrizione del genere, ma, sfortunatamente, il professore ha solo astrazioni visive. Prende il piede per una scarpa - apparentemente, prestando attenzione ai contorni e pensando al resto logicamente, non riconosce il proprio volto e fratello nella foto, ma non ci sono stati problemi con l'immagine di Einstein, perché lo scatto malizioso con la lingua fuori è diventato praticamente un meme. Alla fine, ha scambiato sua moglie per un cappello e l'elenco delle eccentricità dell'eroe non finisce qui.
Il libro di Sachs può sembrare inquietante o, al contrario, divertente, ma la domanda rimane estremamente interessante, qual è il mondo del professore dopotutto? Che aspetto ha? E la parola "assomiglia" è una buona cosa in questo contesto? Il fatto è che lo spazio visivo dell'eroe, che è andato in pezzi in frammenti separati, che ha cessato di unirsi in immagini significative e si è trasformato in un ammasso di astrazioni, era saturo di musica.
Se una persona si trovava dietro un nastro trasportatore ogni giorno, poi tornava a casa, si sdraiava sul divano, guardava la TV e faceva questo per tutta la vita, cioè "camminava lungo linee marcate" e non compensava questa "sottoutilizzazione" del cervello, allora nella vecchiaia non si sentirà solo difficoltà con la memoria e altri problemi intellettuali, ma, molto probabilmente, problemi fisici.
L'eroe sembrava vivere nel mondo disegnato da Picasso, dove, tra linee spezzate, forme e macchie di colore, non c'è modo di catturare l'essenza di ciò che sta accadendo e interagire con queste astrazioni.
Il problema descritto contiene strati molto più profondi delle difficoltà "banali" con il riconoscimento e la formazione di un "quadro". È direttamente correlato a questioni come il fenomeno della realtà soggettiva derivante da un insieme di segnali diversi, l'esperienza dell'esperienza e della memoria come possibilità della sua riproduzione parziale o completa. Qual è lo scopo di tali costrutti cognitivi, che vanno ben oltre il necessario "percepire e reagire"? Qual è il significato evolutivo della nostra vita mentale se, come risposta comportamentale, è ridondante, poiché non garantisce la nostra sopravvivenza? E quanto è corretto il confronto del cervello con un computer alla luce di tutto ciò che è stato detto?
Come abbiamo già detto, ci sono cose facili per il cervello, ma per la macchina con grande difficoltà: elaborazione istantanea delle immagini, percezione gestaltica, ragionamenti veloci come "ingegno" e molto altro, che richiedono un'ispirazione quotidiana più banale che rigorose costruzioni logiche.
L'idea stessa di intelligenza artificiale si basa sul presupposto che i nostri processi cognitivi (e alcuni ricercatori estendono questo intervallo a tutte le reazioni mentali) siano trattati come calcoli. Ma non stiamo parlando di aritmetica, ma di operazioni formali, di tutto ciò che, in linea di principio, può essere programmato. Oggi è diventato chiaro che questo non è del tutto vero e i ricercatori di intelligenza artificiale sono costretti a ripensare il paradigma del computer. Le architetture del pensiero cerebrale non hanno praticamente nulla a che fare con il calcolo elettronico, secondo i moderni scienziati cognitivi come T. V. Chernigovskaya e K. V. Anokhin. Il linguaggio dell'informatica è utile come metafora quando parliamo di elaborazione dei dati, archiviazione, accesso, lettura, ecc. Ma il principio stesso alla base degli algoritmi informatici è completamente diverso. Sistema di segnalazione primaria per il cervello,con cui inizia l'attività cognitiva - figurativa; simbolico, deve imparare, e per questo ha bisogno di un ambiente sociale. Le immagini nella nostra testa vengono elaborate rapidamente, come - non è ancora chiaro; A parità di condizioni, un computer impiega più tempo per farlo, ma riesce ad analizzarli all'incirca alla stessa velocità del cervello, solo perché il suo processore è un milione di volte più potente.
Si parla sempre di più della necessità di una nuova teoria. Ad esempio, si sta tentando di spiegare la coscienza mediante anomalie quantistiche, e si propone persino di passare alla scienza cognitiva quantistica, che aiuterebbe a superare il problema di ridurre i fenomeni oscuri della coscienza a processi fisiologici.
Qualia, il termine latino per l'esperienza soggettiva in tutta la sua diversità, non è una copia o anche una somma di segnali fisici provenienti dai nostri analizzatori. Il cervello lo costruisce in modo indipendente, formando immagini soggettive uniche per ogni individuo. Due domande globali delle neuroscienze odierne: "Come nasce qualia?" e "A cosa serve?" - finora rimangono senza risposta. La ricerca oggettiva in questo caso è estremamente difficile, possiamo giudicare solo i qualia di un altro, e quindi solo attraverso il nostro mezzo di rifrazione.
“Se sei bloccato in un tablet / telefono - e così ogni giorno, non aspettarti che il tuo cervello ti ringrazi. Se una persona si addormenta con una domanda difficile in testa e non sa come risolverla, la mattina dopo avrà una risposta. Il cervello non ama il grasso e la carne.
Il famoso neuroscienziato Joseph Bogen, cercando di definire la coscienza, ha trovato una buona analogia. Secondo lo scienziato, "è come il vento: è impossibile vederlo e catturarlo, ma i risultati della sua attività sono evidenti: alberi piegati, onde o anche uno tsunami".
Ricapitolare. Siamo i felici proprietari di qualcosa di cui abbiamo bisogno, ma così molto apprezzati e lodati da artisti e poeti, un'esperienza cosciente o un mondo interiore, di cui non è chiaro il motivo. Il suo contenuto è di notevole interesse, ma l'origine di questo fenomeno è molto più intrigante. Sorprendenti disturbi neurologici, come l'agnosie, ci avvicinano solo a rispondere alla domanda su cosa sia la realtà interiore. Gli enormi progressi nell'intelligenza artificiale e nell'apprendimento automatico non hanno portato alla creazione di qualcosa di veramente percettivo. Il divario tra una semplice sensazione umana e una rete neurale insensibile, anche in grado di condurre conversazioni sentimentali o altre conversazioni "troppo umane", sembra insormontabile. Saremo mai in grado di conoscere la propria struttura attraverso il prisma della realtà soggettiva (e non abbiamo altro modo)? In un modo o nell'altro, comprendere la gamma di questioni e problemi che affrontano le neuroscienze non fa che acuire la nostra percezione e arricchire la nostra esperienza personale, ci fa riflettere su cose semplici, capire noi stessi e, possibilmente, gli altri in un modo nuovo.
