Интеллект будущего. Что наука знает о мозге человека? Вольф Зингер, Александр Каплан. В дискуссии принимают участие профессор, директор Института по исследованию мозга им. Макса Планка Вольф Зингер (Германия) и руководитель группы изучения мозга человека (ГрИМ) биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова доктор биологических наук, профессор Александр Каплан (Россия). Нейронаука посвящается исследованию одной из самых сложных систем нашей вселенной. Как развивалась исследование мозга и какое значение она имеет для нашего будущего? Специалисты из России и Германии рассказывают о своих открытиях, делятся своим опытом и формулируют новые задачи. А, кроме того, Вы сами можете отправиться в интерактивное путешествие по человеческому мозгу! Скачать
Зингер Вольф - профессор Института Макса Планка по изучению головного мозга. Он родился в 1943 году в Мюнхене, изучал медицину в Париже и Мюнхене. В 1968 году Вольф Зингер получил степень доктора наук в Мюнхенском Университете, затем он проходил постдипломное обучение в области психофизики и поведения животных.
С 1973 года Вольф Зингер начинает работать на факультете нейрофизиологии в Институте психиатрии Макса Планка, с 1981 года становится руководителем Института Макса Планка по изучению мозга.
В 2004 году Вольф Зингер основал Институт перспективных исследований во Франкфурте (FIAS). Среди его работ – «Исследование мозга и медитация. Диалог» (2008), «От мозга к сознанию» (2006), «Разговоры об исследовании мозга» (2003), «Наблюдатель в мозге. Эссе об изучении мозга» (2002).
Будущее человека и технологий (интервью Вольф Зингер)
Покидаем дарвиновскую эволюцию?
Тобиас Хюльсвитт: Возможно ли, что в наше время мозг человека будет изменяться физически в результате взаимодействия с новыми технологиями – например, с интернетом?
Вольф Зингер: Здесь нужно разграничивать два аспекта. С одной стороны, генетически наш мозг мало чем отличается от мозга пещерных людей, так как в течение последних тридцати-сорока тысяч лет в геноме не происходило значительных изменений. Общая архитектура и все длинные связи задаются генетически. Поэтому мозг одного человека похож на мозг другого. С другой стороны, необходимо учитывать, что мозг современного взрослого человека сильно отличается от мозга пещерного человека в плане тонкой организации коротких связей. В мозгу, в первую очередь в коре большого мозга, имеется невероятно плотное сплетение коротких связей, которые по большей части формируются после рождения, в результате взаимодействия с окружающей средой. Биологическое развитие – это всегда диалог между геномом и окружением. Только примерно к двадцати годам анатомическая тонкая структура мозга окончательно формируется, выкристаллизовывается и фиксируется. А до той поры происходит мощный рост, в результате которого образуются мириады связей. При этом изначально образуется намного больше связей, чем в итоге остается, так как 30-40% связей снова подвергаются «переплавке». Развитие мозга – это постоянная перестройка, регулируемая активностью нейронов. А так как на активность нейронов влияют сигналы, поступающие от органов чувств, то, следовательно, микросвязи нашего мозга выстраиваются в соответствии с нашим сложным социокультурным миром и поэтому отличаются от связей, которые существовали в мозгу пещерного человека. Если бы это было не так, мы бы не смогли, например, водить машину, решать дифференциальные уравнения, сочинять симфонии и разговаривать, используя сложные конструкции. Видимо, генетически нам дана возможность такого усовершенствования. Значит, мы пользуемся авансом, который дает нам биологическая эволюция, и с выгодой для себя используем то обстоятельство, что от рождения до окончательного формирования мозга проходит очень много времени. Благодаря этому «замедленному» развитию мы можем использовать достижения культурной эволюции для совершенствования структур мозга – то есть, эпигенетическим путем внедрять в мозг культурные знания.
Хюльсвитт: Возьмем в качестве примера так называемых digital natives – тех, кто вырос в эпоху интернета. Для этого поколения характерны стремление к параллельной обработке информации, «многозадачность», усложненность мышления – «нелинейность», которая выражается в постоянной работе со множеством источников и большим количеством информации, постоянном контакте с другими людьми и потенциальном развитии мультиидентичности, так как в виртуальном мире можно вести себя иначе, чем в реальности. Эти обстоятельства помогают осознать, что личность имеет «сконструированный» характер. Может ли все это привести к тому, что потенциально у человека «на переплавку» будет отправляться менее 30-40% связей, о которых вы говорили? Возможно ли устойчивое увеличение числа связей?
Вольф Зингер:
Слишком мало связей – это плохо, но и слишком много – тоже плохо. Существует некий оптимум. То обстоятельство, что нормальное развитие мозга сопровождается «переплавкой» связей, уже наводит на размышления. Видимо, важно иметь не просто много связей, важно иметь правильные. Разумеется, современные технологии, работа с современными медиа, которые требуют от человека «многозадачности», будут оптимизировать структуры мозга таким образом, что человеку будет легче справляться с новыми задачами. Однако совершенно не ясно, как это повлияет на направление эволюции. Вернее, можно сказать, что эволюция вообще не имеет направления. Нельзя предсказать, куда она приведет. В любом случае, мозг не должен значительно увеличиться в размере, потому что в этом случае станет невозможным процесс родов. Если все же эволюция пойдет по этому пути – тогда, может быть, люди будущего будут появляться на свет еще более незрелыми, или возникнет соэволюционный процесс, в ходе которого родовые пути женщины также увеличатся в размере, или же рост головы будет происходить после рождения.
Роман Бринцаник: Уже сейчас с помощью генной инженерии можно выводить так называемых «умных мышей», которые обладают улучшенными когнитивными способностями – например, лучшей обучаемостью, или имеют притупленное чувство страха. Таких результатов можно достичь, к примеру, путем внесения человеческого гена FOXP2, который, судя по всему, играет важную роль в становлении речи, или путем постоянной активации гена NR2B. Подобные эксперименты важны для понимания таких заболеваний, как дислексия и деменция. Но, может быть, они также помогут нам понять, как в будущем можно будет оптимизировать человеческий мозг «в дополнение» к результатам биологической эволюции?
Вольф Зингер:
Я думаю, до этого еще очень, очень далеко. Наука генетика поведения стремится объяснить определенные особенности поведения или сложные когнитивные способности через гены. И при этом выясняется, что, как правило, за то или иное свойство отвечает вовсе не один-единственный ген. Обычно за проявлением или непроявлением тех или иных свойств характера, черт личности и когнитивных способностей стоит взаимодействие огромного множества генов в геноме. И, кстати говоря, именно поэтому так сложно найти генетические причины наследственных психических болезней. Разумеется, определенные способности мозга можно целенаправленно изменять. Наиболее эффективные инструменты для этого – воспитание, обучение и упражнения. Возможна и фармакологическая коррекция, но она, как и другие допинговые стратегии, имеет свою цену. После кратковременного улучшения способностей наступает фаза побочных эффектов: это усталость, токсические побочные эффекты, зависимость и так далее. Видимо, эволюция всегда придерживается оптимума. Но как бы то ни было: пока что чудо-средств у нас нет, и не похоже, что они появятся в ближайшем будущем. Личность человека
Хюльсвитт: Что вы думаете о концепциях нейробиолога Дэвида Иглмэна, который полагает, что мы будем вечно жить в кремнии? Мы научимся загружать сознание на жесткие диски и...
Вольф Зингер:
И в кого же мы превратимся? Можно, конечно, занять такую точку зрения: все, из чего мы состоим, вся плоть и кровь и насос, это все только система энергообеспечения; надо лишь понять, как устроен мозг, и тогда его можно будет переписать на кремниевый носитель, и мы получим полноценную личность с характером, интеллектом, историей и опытом. Можно провести такой мысленный эксперимент, даже если его реализация пока еще находится в области утопического. Но чем станут эти кремниевые создания, какой онтологический статус они будут иметь? Нельзя забывать и о том, что архитектура известных нам вычислительных систем не имеет практически ничего общего с процессами, протекающими в мозгу. Конечно, можно попытаться эмулировать на компьютере процессы, которые, как мы предполагаем, происходят в мозгу. В настоящее время предпринимаются такие попытки. Но смоделировать то, что делает одна-единственная нервная клетка, удается лишь на большом компьютере-мейнфрейме, очень приблизительно и очень упрощенно. И зачастую для воспроизведения активности, которая в реальности длится одну секунду, требуются часы. Все это настраивает на скептический лад.
Бринцаник: В наше время ученые уже приступили к разработке гибридных вычислительных систем, состоящих из биологических и электронных элементов. Также идет работа над разработкой интерфейсов между нервными клетками и искусственными наноструктурами. Насколько далеко можно продвинуться по этому пути?
Вольф Зингер:
Я могу себе представить, что путем доработки входных и выходных функций удастся заставить нейронные сети выполнять определенные процессы сохранения информации или ассоциативные функции. Но это должны быть простые нейронные сети, которые можно вырастить в культуральной чашке. Комбинирование такой адаптивной сети с компьютером, возможно, даст некие элегантные решения для проблем обработки информации. Однако, например, идея передачи интерпретируемой информации непосредственно в мозг представляется мне совершенно абсурдной. В настоящее время удается осуществлять такую передачу на очень периферийных уровнях, например, в ушной улитке, так как там еще преобладают стереотипные принципы организации. При электрическом раздражении определенной точки пациент слышит определенный звук. Это вполне ожидаемый результат, так как электрический стимул воздействует именно на те клеточные рецепторы, на которые воздействует и тот звук. Однако передача визуальных образов на сетчатку с помощью электрической стимуляции совершенно не удается. А при непосредственной стимуляции коры большого мозга все становится еще более непонятным. При раздражении точки первичной зрительной коры, где процессы протекают еще более-менее упорядоченно, испытуемый видит в лучшем случае вспышки света или движущиеся световые полоски. Все попытки добиться появления оформленных визуальных образов путем структурированного раздражения зрительной коры до настоящего момента терпели сокрушительную неудачу, ведь нейронный код нам неизвестен. Что ж, можно надеяться, что мозг научится извлекать определенную информацию из совершенно ненормальных паттернов возбуждения. Но как можно «загрузить» куда-либо содержимое памяти? Как можно скопировать биографическую память человека? Это наивные предположения, основанные, видимо, на упрощенном представлении об организации мозга. Мы ведь даже не знаем, где и как в мозгу конфигурируются энграммы.
