Процесс мышления. Человеческий мозг – тайна эволюции

Созданный корпорацией IBM в рамках программы ASCI (Accelerated Strategic Computing Initiative) суперкомпьютер ASCI White работает в 1000 (!) раз быстрее, чем последняя модель DEEP BLUE. Система, построенная по заказу Министерства энергетики имеет производительность 12,3 TFLOPS и 8192 процессора, располагающихся на площади в две баскетбольные площадки.

Устрашающая мощь. Если добавить, что это детище IBM весит 106 т. и стоит 110 млн. долларов. Дух соревнования живет в человеке с самого его рождения. Но вот перещеголяет ли человек самого почтенного и мудрого своего соперника – природу? Человеческий мозг – нечто более совершенное, чем самые дерзкие мечты инженеров и даже фантастов. При массе от 1100 до 2000 грамм, имея минимальное энергопотребление головной мозг способен к параллельной обработке информации, запоминанию, управлению функциями организма... Кора головного мозга человека является протяженной, образованной нейронами поверхностью толщиной от 2 до 3 мм с площадью около 2200 см 2 , что вдвое превышает площадь поверхности стандартной клавиатуры. Кора головного мозга содержит около 10 11 нейронов, что приблизительно равно числу звезд Млечного пути.

Каждый нейрон связан с 10 3 - 10 4 другими нейронами. В целом мозг человека содержит приблизительно от 10 14 до 10 15 взаимосвязей.

Рабочей шестеренкой мозга («транзисторный эквивалент в ЭВМ») является нейрон. «Чувствительный нейрон номер семь триллионов шестьсот два миллиарда семьсот сорок два миллиона шестьсот тридцать семь тысяч шестьсот тридцать третий, по ведомству Зрения, колбочка, синий, первый перехват, правое желтое пятно, край, квадрат три, сверхсенсорный » – так бы отрапортовал нейрон, пересылающий синий сигнал от правого глаза, главному планировщику. Но в том то и дело, что мозг имеет распределенную структуру, нейроны в пределах своего участка взаимозаменяемы, трудно возложить функции планировщика на какой-то отдельный нейрон или участок, они равноправны.

Тысячи нейронов взаимодействуют с одним, а каждый еще с тысячами.

Вкратце взаимодействие объясняет рисунок 1. Рисунок 1. Нейрон. Когда нейрон находится в состоянии покоя – он тщательно отделяет отрицательные ионы от положительных и «выбрасывает» положительные из аксона наружу. Они все время стремятся залезть обратно, однако начинают работать силы электростатического отталкивания и нейрон старательно удерживает их на аксоне. Но вот поступает импульс на входной синапс – положительные ионы прыгают внутрь и деполяризуют нейрон. Этот способ передачи информации в нашем мозгу – электрохимический – не самый быстрый из известных.

Короткая серия импульсов, как правило, продолжительностью несколько мсек.

Сообщение передается посредством частотно-импульсной модуляции.

Частота может изменяться от нескольких единиц до сотен герц, что в миллион раз медленнее, чем самые быстродействующие переключательные электронные схемы. Тем не менее сложные решения по восприятию информации, как, например, распознавание лица, человек принимает за несколько сотен мс. Эти решения контролируются сетью нейронов, которые имеют скорость выполнения операций всего несколько мс. Это означает, что вычисления требуют не более 100 последовательных стадий.

Другими словами, для таких сложных задач мозг 'запускает' параллельные программы, содержащие около 100 шагов. Это известно как правило ста шагов.

Рассуждая аналогичным образом, можно обнаружить, что количество информации, посылаемое от одного нейрона другому, должно быть очень маленьким (несколько бит). Отсюда следует, что основная информация не передается непосредственно, а захватывается и распределяется в связях между нейронами. Более всего не идет ни в какое сравнение с ЭВМ сугубо человеческая (или нет?) функция мозга – мышление.

Каждый здравомыслящий человек еще в детстве осознал себя как личность и ничто не сможет переубедить или разуверить его в этом.

Считается, что за мышление ответственна область коры, покрывающая большие полушария Головного Мозга (рис.2). Рисунок 2. Строение мозга. Там расположены центры Зрения, Слуха, Обучения, Речи, Памяти и Воображения.