Об интеллекте - Джеф Хокинс

В простейшем примере с крысой, ищущей сыр, крыса помнила лабиринт и использовала память для предсказания того, что она увидит сыр за углом. Хотя крыса могла бы повернуть налево или направо, только одновременные память о сыре и правильное поведение, «повернуть направо на развилке», могли бы заставить крысу сделать предсказания о сыре истинным. Хотя это тривиальный пример, он дает понимание того, насколько глубока связь сенсорных предсказаний и поведения. Любое поведение влияет на то, что мы видим, слышим и чувствуем. Большинство из того, что мы ощущаем в данный момент, сильно зависит от наших действий. Поместите вашу руку перед лицом. Чтоб предсказать, что вы увидите руку, ваш кортекс должен знать, что он дал руке команду двигаться. Если кортекс увидит вашу руку движущейся без соответствующих моторных команд, вы будете удивлены. Простейший путь интерпретировать это — предположить, что ваш мозг сначала двигает руку и только потом предсказывает, что он должен увидеть. Я считаю, что это неверно. Наоборот, я думаю, что кортекс сначала предсказывает увидеть руку, и это предсказание именно то, что вызывает моторные команды, делающие предсказание истинным. Сначала вы думаете, и это заставляет вас действовать, чтоб сделать ваши мысли правдой.

Сейчас мы хотим взглянуть на изменения, которые привели к тому, что человек обладает существенно расширенным репертуаром поведения. Существуют ли физические различия между кортексом обезьяны и человека, которые могли бы объяснить, почему только у человека есть речь и другое сложное поведение? Человеческий мозг примерно в три раза больше чем мозг шимпанзе. Но есть нечто большее, чем «больше — значит лучше». Ключ к пониманию к скачку человеческого поведения находится в соединениях между областями кортекса и частями старого мозга. Проще говоря, наш мозг и мозг шимпанзе отличаются соединениями.

Давайте взглянем поближе. Каждый знает, что мозг разделяется на левое и правое полушарие. Но есть также и другое разделение, которое менее известно, и именно там мы должны искать отличия человека. В любом мозге, особенно в большом, есть разделение кортекса на переднюю и заднюю половину. Ученые используют термин антериорная для передней и постериорная для задней. Разделением передней и задней половины является большая борозда, называемая «central sulcus». Задняя часть кортекса содержит сектора, куда приходит визуальная, слуховая и осязательная информация. Именно там в основном возникает сенсорное восприятие. Передняя часть содержит области кортекса, которые задействованы в высокоуровневом планировании и мышлении. Она также содержит моторный кортекс, отдел мозга, наиболее ответственный за движение мускулов и, следовательно, формирование поведения.

Когда неокортекс приматов стал со временем больше, антериорная половина стала непропорционально большой, особенно у человека. По сравнению с другими приматами и ранними гоминидами, у нас громадный лоб, предназначенный для того, чтоб вмещать наш очень большой антериорный кортекс. Но только этого увеличения недостаточно для объяснения развития наших моторных способностей по сравнению с другими существами. Наша способность производить исключительно сложные движения происходит из того факта, что наш моторный кортекс имеет гораздо больше соединений с мышцами нашего тела. У других млекопитающих передний кортекс играет менее ведущую роль в моторном поведении. Большинство животных полагаются в основном на старые части мозга для генерации их поведения. В отличие от этого, кортекс человека узурпировал большую часть моторного контроля у других частей мозга. Если вы повредите моторный кортекс крысы, крыса не получит какого либо заметного ущерба. Если повредить моторный кортекс человека, он станет парализованным.

Люди часто спрашивают меня о дельфинах. Большой ли у них мозг? Ответ — да; у дельфина большой неокортекс. Кортекс дельфина имеет более простую структуру, чем человеческий неокортекс (три слоя вместо наших шести), но по другим параметрам он больше. Похоже, что дельфин может помнить и понимать много вещей. Он может индивидуально распознавать других дельфинов. Возможно у него блестящая память о его собственной жизни, в автобиографическом смысле. Возможно он знает каждый уголок и каждую щелку в океане, где он когда-либо был. Но хотя он демонстрирует довольно сложное поведение, дельфины не близки к нам. Так что мы можем предполагать, что их кортекс имеет менее существенное влияние на их поведение. Суть в том, что кортекс эволюционировал в основном для обеспечения памяти о мире. Животные с большим кортексом могут воспринимать мир почти во многом как вы и я. Но люди единственные, у кого преобладающую, передовую роль в поведении играет кортекс. Вот почему у нас сложный язык и замысловатые приспособления, тогда как у других млекопитающих нет. Вот почему мы можем писать новеллы, бродить в интернете, посылать зонды на Марс и строить прогулочные корабли.

Теперь мы можем увидеть картину целиком. Сначала природа создала животных, таких как рептилии с усложненным восприятием и усложненным, но относительно ригидным поведением. Затем она обнаружила, что путем добавления системы памяти и направления в нее сенсорного потока животное может помнить прошлый опыт. Когда животное обнаруживает себя в той же самой или подобной ситуации, должны всплыть воспоминания, ведущие к предсказанию того, что скорей всего должно произойти потом. Таким образом, интеллект и понимание начались с системы памяти, которая направляла предсказания в сенсорный поток. Эти предсказания являются сутью понимания. Знать что-то обозначает уметь сделать предсказание об этом.

Кортекс эволюционировал в двух направлениях. Во первых, он стал больше и сложнее по типам воспоминаний, которые он может хранить; он стал способен помнить больше вещей и делать предсказания, основанные на более сложных отношениях. Во-вторых, он начал взаимодействовать с моторной системой старого мозга. Для предсказания того, что вы увидите, услышите и почувствуете потом, ему нужно знать, какие действия будут предприняты. В случае людей кортекс перехватил большую часть нашего моторного поведения. Вместо того, чтобы просто делать предсказания на основе поведения старого мозга, человеческий неокортекс управляет поведением, чтобы удовлетворить свои предсказания.

Человеческий кортекс особенно большой и, следовательно, имеет огромную емкость. Он постоянно предсказывает, что вы увидите, услышите и почувствуете в основном таким образом, что вы это не осознаете. Эти предсказания являются нашими мыслями, и, в комбинации с сенсорной информацией, они являются нашим восприятием. Я называю эту точку зрения на мозг моделью «память-предсказание».

Если бы Китайская Комната Серла содержала подобную систему памяти, которая могла бы делать предсказания о том, какие китайские символы должны появиться следующими и что потом должно происходить в рассказе, мы могли бы с уверенностью сказать, что комната понимает китайский язык и понимает рассказ. Теперь мы можем видеть, в чем ошибался Алан Тьюринг. Предсказание, а не поведение является доказательством интеллекта.

Сейчас мы готовы вдаться в детали этой новой модели «память-предсказание». Для того, чтоб делать предсказания будущих событий, ваш неокортекс должен хранить последовательности паттернов. Чтобы вызвать соответствующие воспоминания, необходимо затребовать паттерны по их сходству с прошлыми паттернами (автоассоциативная память). И, наконец, воспоминания должны быть сохранены в инвариантной форме, так чтобы знания о прошлых событиях могли бы быть применены к новой ситуации, которая похожа, но не идентична прошлой. То, как кортекс разрешает эти задачи, а также более полное исследование его иерархии, является темой следующей главы.

6. Как работает кортекс

Попытки понять, как работает мозг, подобны решению гигантской головоломки из кусочков картинки. Вы можете подходить к ее решению двумя способами. Используя подход «сверху вниз», вы начинаете с того, что берете цельную картинку, и, пользуясь ей, решаете, какие кусочки игнорировать, а какие искать. Другой подход, «снизу вверх», когда вы фокусируетесь непосредственно на самих кусочках. Вы изучаете их на наличие особенностей и ищите наиболее подходящие среди других кусочков. Если у вас нет цельной картинки-решения, метод «снизу вверх» является иногда единственным путем.

Головоломка «познай мозг» особенно устрашающая. В отсутствии хорошего теоретического обоснования для понимания интеллекта ученые стараются придерживаться подхода «снизу вверх». Но задача очень трудна, если вообще не неосуществима, если головоломка такая сложная, как мозг. Чтобы ощутить трудность, вообразите головоломку с несколькими тысячами кусочков. Большинство кусочков могут быть интерпретированы различными путями, как если бы у каждого была подходящая картинка на обоих сторонах, но только одна из них правильная. Все кусочки почти одинаковы по форме, так что вы не смогли бы определенно сказать, подходят два кусочка или нет. Большинство из них не будет использовано в конечном решении, но вы не знаете, какие и сколько. Каждый месяц новые кусочки приходят по почте. Некоторые из этих новых кусочков заменяли бы более старые, как если бы разработчик головоломки сказал, «Я знаю, что вы работали с этими старыми кусочками несколько лет, но оказалось, что они не годятся. Извините. Вместо них используйте эти новые кусочки до будущих извещений». К сожалению, у вас нет идей, на что будет похож конечный результат; еще хуже, если у вас были идеи, но они оказались неправильными.