Суперзірка нейробіології пояснює, чому ШІ слабкий, чому ми бачимо сни і не тільки

Якщо ви цікавитеся мозком, то вас зацікавить творчість Девіда Іглмана. Будь то його науково-популярні книги-бестселери, телевізійний серіал “Мозок з Девідом Іглманом”, номінований на премію “Еммі”, або його новаторські дослідження, опубліковані в таких журналах, як Science і Nature, є велика ймовірність того, що ви вже добре знайомі з тим, чим він займається.

З нагоди презентації 25 серпня нової книги Іглмана “Живий мозок: Внутрішня історія мозку, що постійно змінюється, Digital Trends поспілкувався з ад’юнкт-професором Стенфордського університету і генеральним директором компанії Neosensory, якого називають “Малкольмом Гладуелом науки про мозок”.

Digital Trends: Назва Вашої книги – “Живі дроти”. Багато людей вживають термін “жорстко запрограмований”, коли говорять про мозок. Що Ви маєте на увазі під словом “живий” і чому поняття “жорсткої проводки” є недостатнім, коли ми говоримо про те, як працює мозок?

Девід Іглман: Особливо в цю сучасну епоху, коли ми думаємо про мозок, більшість людей мислить у комп’ютерній метафорі. Але за своєю суттю мозок дуже відрізняється від цифрового комп’ютера. Як приклад, ви не можете вирвати половину схеми зі свого мобільного телефону і очікувати, що він все одно буде працювати. Але з мозком можна зробити так звану гемісферектомію, коли у маленької дитини видаляють половину мозку, і з нею все гаразд, тому що відсутні функції підлаштовуються під нерухомість, що залишилася.

Замість того, щоб говорити про мозок у термінах апаратного та програмного забезпечення, ми повинні вигадати новий термін для цього – і тому я вигадав livewire. У нас вже є концепція під назвою “пластичність мозку”. Воно походить від ідеї пластику, з якого можна зліпити будь-яку форму, і який потім утримує цю форму. Але я зрозумів, що мозок здатен на більше. Це не іграшка, яку ви формуєте один раз, а потім вона зберігає цю форму. Він постійно змінюється кожної миті вашого життя до самої смерті.

ДТ: Ви згадали про обчислювальну метафору. Що Ви думаєте про штучний інтелект і, зокрема, про прагнення до штучного загального інтелекту (AGI). Чи вважаєте Ви це можливим, і чи сучасні дослідження ШІ йдуть у правильному напрямку?

Д.Е.: Майже всі ми, хто займається нейронауками, підозрюємо, що можливо відтворити мозок. Це надзвичайно складна машина, але, врешті-решт, це машина, кожна клітина якої керується іншими клітинами. Питання полягає в тому, чи відтворює ШІ в тому вигляді, в якому ми його зараз застосовуємо, деякі принципи роботи мозку. Я думаю, що відповідь полягає в тому, що сучасний ШІ був натхненний наукою про мозок, але пішов дуже різними шляхами.

Але це лише поверхневе уявлення про те, чим займається мозок і як він працює. Сучасний ШІ базується на ідеї “нейронів” і “синапсів” та зміні сили цих зв’язків. Але всередині біологічних нейронів відбувається цілий космос. У вас є перерозподіл каналів, які знаходяться в мембрані, у вас є зміни в біохімічних каскадах, які відбуваються всередині нейронів, аж до змін в експресії генів всередині ядра нейрона.

Чому ми не включаємо все це в ШІ? Тому що дуже складно в 2020 році побачити щось з цього. У нас немає жодної хорошої технології, щоб виміряти це в реальному часі. Тому ми просто концентруємося на нейронах і зв’язках між ними. Таким чином, ми схожі на п’яницю, який шукає свої ключі під вуличним ліхтарем, тому що там краще світло, хоча він загубив їх зовсім не там.

Ми використовуємо те, що можемо виміряти, і на основі цього будуємо моделі. Це дуже вражає, але сучасний ШІ не може зробити те, що може зробити трирічна дитина. Якщо ви навчите мережу відрізняти зображення котів від собак, а потім попросите її відрізнити верблюдів від ведмедів-панд, вона зазнає катастрофічної невдачі. Вона не дуже гнучка.

Д. Т.: Що Ви можете порадити людям, які хочуть – і це страшний термін – отримати максимальну віддачу від свого мозку? Чи є якісь зміни у способі життя, які ми повинні зробити, або чого ми повинні прагнути навчитися, щоб сприяти своєрідному здоров’ю мозку?

ДЕ: Виявляється, що найважливіше для мозку – залишатися гнучким. Робота мозку полягає в тому, щоб будувати внутрішню модель світу. Що відбувається, так це те, що, коли люди стають старшими і оптимізуються у світі, вони схильні вчитися все менше і менше, тому що все менше потреби щось змінювати в цій моделі. Єдиний позитивний момент, який я побачив у цій пандемії коронавірусу, полягає в тому, що вона вибила всіх з нашого хом’ячого колеса. Ми більше не просто виконуємо наші рутинні завдання, а натомість це змусило нас все переосмислити.

“Єдиний позитивний момент, який я побачив у цій пандемії коронавірусу, полягає в тому, що вона вибила всіх з колії”.

Виявляється, це найкраще, що можна зробити для мозку. У мене навіть є невелика підозра, що через десятиліття у тих з нас, хто доживе до похилого віку, буде менше деменції, тому що у нас був такий період у житті, коли ми дійсно кидали собі виклик і багато думали про нові способи робити речі. Це дуже важливо для здоров’я мозку – і це було доведено великими дослідженнями, які проводилися протягом десятиліть. Люди, які постійно шукають новизну і стикаються з новими викликами, менше хворіють на деменцію. Це не означає, що вони не хворіють, наприклад, на хворобу Альцгеймера. Просто у них не так проявляються когнітивні ефекти, тому що вони постійно прокладають нові шляхи в мозку, навіть якщо частина цих карт погіршується.

Д. Т.: Ви говорили про коронавірус, і, безумовно, є зміни, які нав’язуються нам, хочемо ми цього чи ні. Люди можуть втратити роботу або кар’єру, і їм доведеться [розвивати нові навички]. Але що з того, що люди можуть зробити проактивно, можна зробити на випередження?

ДЕ: Важливо переконатися, що ви робите щось по-іншому. Наприклад, я намагаюся щодня їхати з роботи додому іншим маршрутом, щоб побачити щось нове. Інакше ви стаєте автоматизованим зомбі. Ви, напевно, помітили, що час скорочується все більше і більше, коли ви стаєте автоматизованими у виконанні певних завдань.

Моя дорога додому з роботи займає 20 хвилин, але якщо я їду додому так само щодня, то починає здаватися, що часу проходить все менше і менше. Це тому, що ти працюєш на автопілоті. Я спробую голитися іншою рукою, або чистити зуби іншою рукою, або перевести годинник на іншу руку. Це все прості речі, але всі вони змушують мозок переосмислити те, що він вже автоматизував. Скажімо, хтось вийшов на пенсію і взявся розгадувати кросворди, це чудово. Але тільки до тих пір, поки ви не станете досить добрими в цьому. Потім кидайте це і беріться за щось нове, в чому ви погано розбираєтеся.

Д. Т.: Ще одна тема, яку Ви обговорюєте в книзі, – це поняття нейронної передислокації. Чи не могли б Ви пояснити, що це означає? Здається, це дуже цікаве явище.

Д.Е.: Зазвичай ми думаємо про мозок, як про виділені ділянки, на кшталт: “ця частина – для зору, ця – для слуху, ця – для дотику” і так далі. Але, насправді, вся система є надзвичайно плинною. Існує певна кількість нерухомості, і ця нерухомість використовується тим, що є активним. Тому, коли дитина сліпне [вона цілком може стати кращою в обробці звуків, ніж зряча людина]. Це стосується слуху, дотику, будь-чого.

Коли ми дійсно подивимося на дані, то побачимо, що це дуже мінлива система. Як аналогію я використовую ідею дрейфу континентальних плит, де, якщо подивитися на Землю, все здається закріпленим на своїх місцях. Але, насправді, континенти плавають навколо, як латаття, протягом певного періоду часу. Це, по суті, те, що відбувається з мозком. Там відбуваються реальні зміни з плином часу.

Д. Т.: Що для Вас було найглибшою розробкою чи дослідженням у галузі нейронаук за останні роки? Яке останнє відкриття дійсно змінило Ваше уявлення про мозок?

Д.Е.: Одним з найбільших сюрпризів для мене є те, як швидко ділянки мозку починають зазіхати на інші ділянки мозку. Якщо зав’язати людині очі і помістити її в сканер мозку, то приблизно через годину ви почнете бачити, що такі речі, як дотик і слух, роблять невеликі активації в зоровій системі. Система каже: “О, я бачу. Я більше нічого не бачу. Це круто. Це означає, що ця територія доступна для захоплення”. Це спонукало мене запропонувати абсолютно нову гіпотезу про те, чому ми бачимо сни вночі. Протягом всієї історії людства ми бачили сни щоночі, але не розуміли, чому вони нам сняться.

Моя гіпотеза, спільно з колишнім студентом, полягає в тому, що сновидіння – це боротьба з поглинанням зорової системи в нічний час, коли планета обертається в темряві. Іншими словами, слух, дотик і все інше в темряві все ще працює нормально, і ці системи намагаються захопити вашу зорову систему.

Д.Е.: Вже близько 14 років я керую Центром науки і права. Проблема, по суті, полягає в тому, що ми припускаємо, що всі мізки створені рівними. Це дуже милосердне припущення, але воно явно помилкове. За будь-якою віссю, за якою ви вимірюєте мозок, ви побачите, що вони дуже відрізняються один від одного. Ми також припускаємо, що мозок має свободу волі. Сучасна нейронаука показує, що жодне з цих припущень насправді не відповідає дійсності. Проблема в тому, що внаслідок цього ми ставимося до ув’язнення як до універсального рішення.

“Сучасна нейронаука має так багато сказати про те, що робити з психічними захворюваннями, з наркозалежністю, з черепно-мозковими травмами і так далі. Саме тому дуже важливо, щоб ми залучили нейронауку до правової системи”.

За оцінками, 30% ув’язнених мають ті чи інші психічні захворювання. Якщо ви візьмете людину з шизофренією і змусите її розбивати каміння під спекотним літнім сонцем, це не вилікує її шизофренію. Кількість ув’язнених в Америці зросла у вісім разів відтоді, як ми оголосили війну наркотикам. Якщо ви візьмете наркозалежну людину і кинете її до в’язниці, це не вилікує її наркозалежність. Сучасна неврологія має дуже багато чого сказати про те, що робити з психічними захворюваннями, з наркоманією, черепно-мозковими травмами і так далі. Тому дуже важливо, щоб ми залучили нейронауку в правову систему.

До речі, це нікого не знімає з гачка. Людей все одно засуджують точно так само, але вся справа в тому, що ви робите далі. Замість ретроспективної системи, яка каже, що “цей злочин дорівнює п’яти рокам ув’язнення”, ця система дивиться вперед і каже: “Гаразд, ви вчинили цей злочин. Ось як ми можемо допомогти вам пройти через систему, щоб у вас була певна реабілітаційна стратегія, яку ми зможемо максимізувати”.

ДТ: Наостанок, чи можете Ви розповісти про роботу, яку Ви виконуєте в Neosensory?

ДЕ: Кілька років тому моя лабораторія дуже зацікавилася питанням, чи можемо ми створити системи сенсорної заміни для глухих людей. Це означає, що ми приймаємо звук, але замість того, щоб вкладати його у вуха, як це зазвичай відбувається, ми подаємо його до мозку через шкіру. Ми створили пристрої, які вловлюють звуки і перетворюють їх на просторово-часові вібрації на шкірі, які глухі люди можуть навчитися розуміти.

Спочатку ми створили це як жилет, вкритий вібраційними двигунами. Ні, ми зменшили його до браслета, який вже півроку як з’явився на ринку. Він працює чудово. Ми щодня отримуємо електронні листи від людей, які кажуть, що вони почули звуки, про які навіть не підозрювали. Вони можуть реагувати на людей, які кличуть їх на ім’я або знають, коли машина подає звуковий сигнал. Було дуже приємно взяти дуже глибокий принцип нейронауки і мати можливість створити компанію з моєї лабораторії, щоб побудувати пристрій, який безпосередньо впливає на життя людей.

Це інтерв’ю було відредаговано для збільшення обсягу та ясності.

Рекомендації редакторів

Наступна велика річ у науці вже у ваших руках

Source: digitaltrends.com