Что "переселять"?
ФСПД Анохина, как искомый инвариант "переселяемой" личности
“Ученые уже знают, где и как можно расположить в мозге человека датчики, чтобы вызвать определенные реакции организма, как расшифровать код нервных клеток, как осуществить контакт с передатчиком компьютера” [Максимович, 1978, c.133]
О принципиальной возможности решения“центральной психофизиологической проблемы”(которая, как известно, состоит в нахождении механизма взаимосвязи психического и физиологического в деятельности мозга), на наш взгляд, говорят работы Ю.М.Пратусевича, последователя школы “функциональных систем” П.К.Анохина [Анохин, 1973] и К.В.Судакова [Судаков, 1984]. Так, в работе [Пратусевич, и др., 1989] описывается успешно проведенный авторами эксперимент по классификации результатов решения учебных задач по биологии, математике, химии учащимися средней школы, по результатам статистической обработки их электроэнцефалограмм (ЭЭГ). Авторы предполагают, чтоуказанным механизмомвзаимосвязи может считаться ФСПД - “функциональная система психической деятельности”. Собственно, по нашему мнению, ФСПД и является теминвариантом, который необходимо "переселить" с одного материального субстрата на другой, конкретизирующем расплывчатые психологические термины "личность", "сознание", "душа", "психика". (Об определении этих терминов в психологии см., напр., в [Немов, 1994]).
Нам так же представляется перспективным моделирование "сознания" при помощи т.н. "универсальной самоприменимой ригидной машины Тьюринга" [Полосухин, 1993]
Рассмотрим последовательно возможные структурные уровни, конкретизирующие в математических и физических моделях механику ФСПД.
Синергетика
“Главное сейчас - изучить и точно описать ход интеллектуальной деятельности человека. В настоящее время закономерности мышления известны лишь в достаточно простых случаях. В сложных же, таких, скажем, как сфера творческой деятельности, исследования только начинаются” [Максимович, 1978, c.159]
А.Баблоянц в работе [Баблоянц, 1990] сообщает о “поразительном совпадении между экспериментальными данными по изучению ЭЭГ при эпилептическом припадке кошки и теоретическими расчетами для возбудимых мембранных потенциалов сравнительно небольшой нейронной сети”. Фактически, доказано возникновение аттракторов, т.е., продуктивность подхода к нейронным сетям с точки зрениягипотезы “непрерывной среды”,активной и диссипативной, и находящейся в неравновесном состоянии. (Определения и классификация аттракторов, бифуркаций и т.п. понятий синергетики даются, напр, в [Афраймович, 1987; Лоскутов, Михайлов, 1990].)
В предисловии к указанной работе [там же, c.8] И.Пригожин упоминает: “А.Баблоянц показала, что электрическая активность мозга в глубоком сне, которая регистрируется при помощи энцефалограммы, может быть моделирована при помощи “фрактального аттрактора”. Это очень примечательный факт, поскольку он доказывает, что головной мозг можно рассматривать как систему, обладающую внутренней сложностью и непредсказуемостью поведения”. На наш взгляд, это просто обязывает исследователей абстрагироваться от нейронно-клеточного уровня, и делает единственно возможным исключительносинергетический подход к задачам “переселения” сознания.
Уже в своей работе [Пригожин и др., 1994] И.Пригожин вновь ссылается на результаты [Babloyantz, etc., 1985-1991], прямо утверждая, что “в стадии глубокого снав активности головного мозга обнаруживаетсядетерминистический хаос с фрактальным аттрактором в пятимерном пространстве(пять независимых переменных). С другой стороны, в состоянии бодрствования конечномерный аттрактор не был идентифицирован. С точки зрения электрической активности мы имеем дело с истинной случайностью. Ничего удивительного в этом нет. Когда мозг взаимодействует с внешней средой, церебральная активность вряд ли может соответствовать динамически самогенерирующей системе. Наконец, приэпилептических припадкахЭЭГ свидетельствуют о появлениифрактального аттрактора малой размерности (размерности два).Эпилепсия отнюдь не приводит к хаотическим ЭЭГ. Наоборот, ЭЭГ больных эпилепсией чрезмерно “регулярны”. В определенном смысле“умственный порядок” патологичен, или, как писал французский поэт Поль Валери, “мозг - это сама нестабильность”. Разумеется, такая неустойчивость головного мозга отнюдь не случайна, она следует из той роли, которую биологическая эволюция отвела нашей центральной нервной системе, нашему наиболее чувствительному “интерфейсу” с внешним миром”.
Синергетический подход к живомурассматривается так же в [Зотин, 1988; Современные проблемы биокинетики, 1987].
Кодирование в нейросети
Разумеется, ключевой момент нашего проекта - овладение нейрошифром самого мышления, способами кодирования и декодирования информации мозгом,раскрытие загадки памяти. Согласно интервалоселективной концепции Г.А.Вартаняна и А.А.Пирогова [Вартанян, Пирогов, 1991], главным информационным элементом, “единицей”, нейрокода, являетсявременнóй межимпульсный интервал (МИИ)активности электрогенной мембраны нейрона. Им кодируется все, в том числе ичастотный код(как предельный случай интервального кода, когда всеми интервалами в интервальной активности нейрона кодируется одна и та же информация), ипространственный код“номером канала” по Е.Н.Соколову (как вариант кодирования “меченой линией”, основанного на допущении сохранения специфичности возбуждения элементов, составляющих “линию”, и сохранение отношений между сигналом и ответом, те обособленность по качеству внешнего воздействия).
При такой трактовке кодирования, процесс декодирования авторы [там же] рассматривают как процесс перевода временнóго кода в пространственную функциональную связь между двумя нервными клетками или в динамическую “меченую линию” (линию, помеченную паттерном). Другими словами, процессдекодированияможет представлять собой процесс перевода временнóго кода в систему функциональных связей нейронов (динамических “меченых линий”). Напротив, процесскодированиябудет выглядеть как процесс перевода системы функциональных связей нейронов во временнóй код последовательности импульсов.
Особо примечательно то, что авторы [там же], результатами собственных прямых экспериментов, раскрывают механизмы управления памятью, процессами записи и считывания информации, которые обеспечиваютсямотивационно-эмоциогенными системамимозга, работающими на основе парадигмы “потребность - удовлетворение потребности”, проще - на принципе подкрепления, реализующегося с помощью нейрохимических факторов пептидной природы.
Моделирование одиночного нейрона
Моделирование одиночного нейрона имеет давнюю и почтенную историю, и мы не будем подробно останавливаться на этом. Напомним, что сейчас существуют и активно разрабатываются электротонические модели, корректно описывающие проведение нервного импульса в аксоне, по типу солитонной волны в электрическом кабеле [Беркенблит, Глаголева, 1988], развивающие модель Ходжкина-Хаксли [Ходжкин, Катц, 1949; Катц, 1968]. Авторами [Беркенблит, Глаголева, 1988] проводится “геометрическая” концепция,сводящаяпоследовательнонейрофизиологию к электрохимии, а от нее -к геометрии параметровмоделирующих нейроткани электронных схем. Ими рассмотрены модели сцинцития на плоскости и в объеме. Нам известны и некоторые современные публикации, напр., [Береговой, 1992; Нейрокомпьютер как основа мыслящих ЭВМ, 1993; Редько, 1994; Цетлин, 1995], сообщения [НКП-97] и, даже, программная, для персональных компьютеров, реализация [Нейроимитатор, 1996].
Итак, есть солидная теоретическая база на уровне нейроэлемента.
В ее развитие нами [СПИ-99] предлагается учитывать, помимо продольных сопротивлений аксоплазмы R, поперечных проводимостей G и емкостей С мембраны, еще и продольнуюсобственную индуктивность L. Нами получены предварительные прикидки, по которымсобственная резонансная частотанервов оказывается порядка1013 1015 Гц. Тогда можно будет попытаться превратить нерв в излучающую на резонансной частотеантеннуи, частотно промодулировав МИИ несущий сверхвысокочастотный сигнал, неинвазивно снять информацию о нейропроцессах.
Внутринейронная молекулярная память
Обязательно следует упомянуть об оригинальных исследованиях, д-ра биол. наук, Е.А.Либермана [Либерман, 1990; со списком работ автора с 1965 г.]. Им, в результате многолетних (с 1955 г.) практических исследований и теоретических изысканий, создана концепция внутринейронной параллельно-последовательной стохастической молекулярной вычислительной машины (МВМ).Позволим себе подробно процитировать, приводимые Е.А.Либерманом в указ. работе, выводы.
"Живые системы - настоящие управляющие системы, будущее которых зависит не только от прошлого, но и от принимаемых живой системой решений (с.8). Коды создаются не сетью нейронов, а внутринейронными компьютерами (с.10). Закодированные сообщения передаются в нервной системе одинаковыми электрическими импульсами. Смысл такого сообщения закодирован не только промежутками между импульсами, но и тем химическим веществом (медиатором), которое выделяется из окончания нервного волокна в момент прихода нервного импульса (с.14). Сигнал внутрь клетки шлет кальций. Ионы кальция взаимодействуют внутри клетки со специальными белками (с.17). Т.о., рецептор посылает сигнал внутрь клетки, там сигнал обрабатывают и сопоставляют с другими сигналами, а управление проницаемостью мембраны клетка ведет изнутри (с.19). Известно, что у человека хоть какое-то отношение к текстам белков имеет только 10% ДНК. Я думаю, что это записи молекулярных программ для молекулярной вычислительной машины. В программах закодированы не аминокислоты, а белки, в том числе и те, которые участвуют в работе самой МВМ, - белки, преобразующие молекулярный текст (с.20). Высказывается гипотеза, что клеточная мембрана содержит такой "компьютер", причем в качестве "триггеров" работают цепочки, переносящие через мембрану электроны, АТФазы, являющиеся протонными или ионными помпами, и управляемые ионные каналы (с.21).
В клетке есть молекулярная память, как долговременная (ДНК), так и оперативная (РНК). Как сделать адрес у молекулы? Молекулярные адреса, являющиеся частью молекулярных слов, и преобразующих эти слова молекулярных операторов - одно из главных отличительных свойств МВМ. (с.23). Молекулы-слова перерабатываются молекулярными операторами с подходящим адресом. Молекулы-слова слипаются с соответствующими мол. операторами в результате взаимодействия комплементарных частей молекул в процессе броуновского движения (с.25).
Энергетическая "цена действия"(в смысле формулы ПланкаE•t) МВМ за операцию порядка 1 kT, ~ 1013h. За счет теплового движения может осуществляться поиск молекулярными операторами молекулярных слов, и без затрат свободной энергии (с.26). Адресные ферменты в клетках уже открыты. Ген - это записанная молекулярными буквами программа для МВМ (с.29) Молекулярные выч. машины нейронов участвуют в работе мозга. Мозг организован из "мыслящих существ", обменивающихся сигналами (нервные импульсы) и книгами (молекулы-слова). Сознание локализовано в данное время в одной нервной клетке или в клетках, связанных "тесным контактом", в котором разрешен обмен молекулами-словами. Феномен человека состоит в том, чтонейроны способны превращать слова обычного языка людей в слова-молекулы РНК или даже ДНК(с.30).
Вход в МВМ, самое короткое однобуквенное молекулярное слово - циклическая РНК - знаменитыйцАМФ(с.33). Влияние цАМФ на проницаемость мембраны нейрона зависит не только от потенциала и времени, но и от состояния внутринейронной управляющей системы (с.37). Внутринейронная система, управляемая цАМФ, увеличивает проницаемость наружной мембраны, главным образом, для ионов натрия. И одновременно уменьшает проницаемость для ионов калия, что создает генераторный потенциал, который вызывает в аксоне код нервных импульсов - решение задачи, поставленной перед нейроном (с.43).
Почему цАМФ, а не кальций, который в самой нервной клетке передает сигнал внутрь нервных окончаний, и стимулирует выделение медиатора? В отличие от секреторных клеток (выделяющих белки), от нервных окончаний (выделяющих медиатор) и от мышечных волокон (производящих движение) здесь в теле нейрона создается информация - продуцируютсякоды нервных импульсов. Этовыход МВМнейрона. Каждый нервный импульс вызывает вход кальция в нейрон в момент генерации потенциала действия, и именно поэтому он не может служить входным сигналом (чтобы не возникла паразитная обр. связь между входом и выходом). Не исключено, чтовход кальция служит для контроля(как слух контролирует нашу речь) (с.45).
На инъекцию цАМФ нервная клетка отвечает быстрее, чем по механизму простой диффузии. Быстрый ответ, по-видимому, опосредован не активацией протеинкиназы и фосфорилированием мембранных белков, а механическим сигналом (с.47). За который отвечает внутринейронная структура - цитоскелет. Мы предположили, что связывание инъецированного цАМФ с регуляторной субъединицей протеинкиназы, которая связывается с ассоциированным с микротрубочками белком МАП2, вызывает механический сигнал, распространяющийся к мембране со скоростью, приближающейся к скорости звука. Словом, этоне просто химия, а еще и акустика(с.48-49).
Генератор звука расположен на микротрубочке. Мы предположили, что генератор использует тепловую подкачку за счет всевозможных биохимических реакций, протекающих в цитоплазме, в непосредственной близости от микротрубочки. Ведь кристаллическая структура микротрубочекнапоминает кристалл обычного лазера, а высокочастотный звук (тепловые колебания метаболических реакций порядка 1010Гц) - лампу накачки этого лазера (с.51). В результате такого взаимодействия цАМФ с микротрубочками механический сигнал передается по цитоскелету, что ведет к открыванию натриевых и закрыванию калиевых каналов. Это должно происходить после внутринейронной обработки синаптических сигналов с использованием информации, закодированной на ДНК.
Внутринейронная переработкапроисходит, по-видимому, насистеме молекулярных квантовых голографических компьютеров, которые собираются внутри нейрона по программе, записанной на ДНК, и служат для быстрого решения физических задач (с.52). Переработка этой программы позволяет создавать тексты разнообразных минорных белков. И еслирешение квантового компьютера способно менять ДНК, то это уже настоящая управляющая система - система с чисто внутренней точкой зрения (с.48). Однако, если верна гипотеза о том, что управляющая система живой клетки - предельный молекулярный квантовый регулятор, в котором цена одиночной операции приближается к h - то проследить извне за всеми операциями внутри клетки нельзя, поскольку измерение меняет состояние квантовой системы (с.55). Однако внутреннюю точку зрения квантовых компьютеров в принципе можно выяснить воздействием, достаточно слабым, чтобы ее не менять.
Синаптические связи между нейронами очень многочисленны, разнообразны и случайны, непрерывно меняются в течение жизни с периодом в неделю. Случайные связи внутри нервных центров, образуя на теле нейроновразнообразные случайные картинки, могут служить кодами различных задач.Задача индивидуального нейронапри этом может состоять вузнавании образа, закодированного в МВМ данного нейрона, иосуществленного в видеподходящей"гиперзвуковой голограммы".Такая голографическая решетка может возникать в нейроне с помощью синтеза специфических белков. Основные данные об этих белках содержатся в геноме клетки. Однако новые комбинации элементов генома могут возникать в процессе обучения примерно по тем же принципам, по которым происходит образование антител (с.56).
Новая наукадает человекунадежду на личное бессмертие. И я уверен, она сумеет решить моральные проблемы.Создать эту науку - цель и основная надежда человечества(с.58)."
Если выдвигаемые авторами [Г.Р.Иваницким и А.Баблоянц, Г.А.Вартаняном, Е.Н.Соколовым, Е.А.Либерманом] концепции нейрокодирования: внеокортесев целом - аттракторами и игрой автоволн (синергетическая ВМ), внейросети- "межимпульсными интервалами” (электрохимическая ВМ), вмембране- цАМФ и структурой проводящих ионных каналов (жидкокристаллическая липидно-белковая ВМ), в теле нейроклетки- гиперзвуковой активностью микротрубочек цитоскелета (акусто-голографическая ВМ),в ядре нейроклетки- конформационно-молекулярной структурой генома (квантовая "предельная" ВМ), окажутся единственно верными и объективными, то тогда сформулированная нами сейчасконцепция "сквозного согласованного кодирования"уже может перейти в научно-техническую плоскостьсеттлеретики.
Как "переселять"?
Вживленные в мозг микросхемы
“В первом случае вводится в компьютер только ход мышления индивидуума или его отношение к каким-то событиям, фактам. Во втором - он полностью отдает свое самосознание, а значит, и всего себя, со своими эмоциями, чувствами и всем остальным, кроме, конечно, телесной оболочки, делая себя практически бессмертным” [Максимович, 1978, c.192]
Наконец-то, из короткого сообщения в научно-популярном издании [Осчастливить..., 1996], основывающемся на публикации в американском журнале “Тайм”, нам стало известно ореальномфинансировании проекта, подобного "переселению". Сообщалось, что в июле 1996 г. публичное заявление сделалКрис Винтер, руководитель проекта, в рамках широкой исследовательской программы “Искусственная жизнь”, телефонной компании British Telecom. Предполагается разработать специальныемикрочипы для вживления в сенсорные каналы(оптические, звуковые, обонятельные) человека-носителя, для фиксирования, оцифровывания и запоминания получаемой им сенсорной информации, в его личном банке данных внешнего стационарного компьютера. ФирмаBritish Telecom[там же], выделила на исследовательские работы около50 млн. долларов.
Отдельные попытки создания совмещенных киборгизированных систем(нейропротезов)предпринимаются в медицине для лечения спинномозговых травм уже сейчас. Так, в дайджесте [Киреев, 1997] описываются "три дороги нейротехнологии": 1) управление мышцами обездвиженной конечности - напряжением нормально работающих мускулов (например, шейных), путем съема с них ВПСП, и их передачи через внешний мини-компьютер 2) вживление чипа в роли "моста" непосредственно в поврежденный участок спинного мозга 3) регенерация собственной нейроткани, путем подавления апоптоза веществами-нейропротекторами, и стимуляции роста нервных волокон веществами-нейростимуляторами. (По п.3 [Киреев, 1997] указывает на работы: 1997 г. - нобелевского лауреата, японца Сусуму Тонегава в Массачусетском технологическом ин-те (США); 1994 г. - Мартина Шваба и Лизы Шнель из цюрихского Ин-та исследования головного мозга; Ларса Ольссона из стокгольмского Karolinska Institut; д-ра Ханса-Юргена Гернера из Гейдельбергского ун-та (Германия). )
Но, по нашему мнению, такого рода "вживления", являются грубой и недостаточной, для заявленного проекта, полумерой.
"Шпион с радиопередатчиком" в мембране тел нейронов
Заметим, что для решения поставленной задачи ТРИЗом [Альтшуллер, 1979] предлагаютсястандарты "на обнаружение,измерение и изменение", разрешающие противоречие путемвводав объект управления микроскопическихдобавок, дающих регистрируемый отклик на накладываемое внешнее "поле";либо, при невозможности введения таких добавок, должны быть использованырезонансные свойстваобъекта и внешней среды. На наш взгляд, такие " управляемые добавки" (искусственные мембраны) должны быть введены в естественные мембраны тел нервных клеток.
"Квантовая неопределенность" геномной ВМ, и ЭЭГ-хаос нейросети, слишком сложны для понимания и мониторинга в реальном времени. Правда, последние сенсационные сообщения об экспериментальной независимой проверке явления квантовой телепортациидвумя группами исследователей (Антон Цайлингер в Вене [Nature, 390, 575-579 (1997)]; и Франческо де Мартини в Риме [направлена в Physical Review Letters]), предсказанного четыре года назад в работе Чарльза Беннета с соавторами [Physical Rewiev Letters, 70, 1895-1899, (1993)], и использования ее для передачи информации (дайджест из [Вот и спутались. Поиск№52, 1997], со ссылкой на Nature от 11 декабря 1997 г.), оставляют надежду"переписать"информациюи из самого глубинного, квантового(по Е.А. Либерману) уровня информационной деятельности нервных клеток.
Соблазнительно было бы использовать традиционный механизм репликации ДНК для "копирования молекулярной (по Е.А. Либерману) индвидуальной памяти". Для транспортировки генетическойинформации при этом можно было бы использоватьспециально сконструированныеметодами генной инженериивирусы.Тем более, что недавно учеными из Уайтхедского ин-та биомедицинских исследований и сотрудникам Женского госпиталя в Бостоне, наконец-то удалось получить небольшой кристаллик-"ключик" из фрагмента белка, с помощью которого вирус (в данн. случае, мышиной лейкемии) выбирает "подходящую" клетку, распознает ее рецепторы, и проникает в нее. Исследовав его рентгеновскими лучами, ученые выяснили структуру этого вещества. (См. дайджест в [Магический кристалл, Поиск№41, 1997] со ссылкой на Science).
Мы предполагаем, что дополнительными носителями "кода памяти личности"в теле нейроклетки являютсявысшие структуры ДНК и белков - третичная и четвертичная; при репликации (отжиге) они теряются - ведь не зря нервные клетки мозга не делятся в течение всей жизни организма, да и личная память, как известно, для индивида не передается по наследству. Высшие структуры, в которые самосворачиваются ДНК у только что поделившихся клеток, видимо, стандартны, и подобны "форматированию дорожек" чистой дискетты компьютером.
Надежду вселяют успешные попытки компьютерной расшифровки высших конформационных структур.Так, в дайджестах [Решение верное - структура трехмерная. Сестры-синтазы, Поиск,№45, 1997] сообщается следующее. Со ссылкой на Science, информируется о работах биолога Стивена Мэйо и химика Бэзила Дохьята из Калифорнийского технологического ин-та в Пасадине, собравшим искусственный белок. Новый белок оказался немного похожим на короткий природный протеин, известный под жаргонным названием "цинковый палец". Для этого авторам потребовалось написать копьютерную программу, которая обработала известные трехмерные структуры аминокислот, вычислила и удалила их "неработающие" последовательности, "смонтировала" трехмерную структуру белка из последовательности аминокислот. Затем с помощью ЯМР была проверена форма синтезированного белка, и она совпала с расчетной.
Ученым из Пенсильванского университета и Университета Брауна (США) удалось получить трехмерную структуру двух родственных веществ - белков синтазы терпина и синтазы пенталинина. Использовав компьютерные модели, ученые выяснили расположение важных структурных частей белков, и описали, как они "сворачиваются".
Тогда ближайшая задача - расшифровка шифра, преобразующего кодировку "межимпульсными интервалами" в цАМФ-активность (вход), и обратного шифра (выход).(То, что подобное управление технически реально, доказывает сам факт экспериментов Е.А.Либермана, создавшего компьютерно-биологический комплекс для отдельных нейронов, для проверки доказательства своей теории.)
Как же техническими средствамисоздать снаружиэлектрогенных мембраннейронов сплошную“виртуальную оболочку-двойника”,способную непрерывно, и без искажений, регистрировать их электрическую активность, и химически-пептидным путем ее искусственно стимулировать? Или на внутренней поверхности мембраны - снимая акустическую гиперзвуковую активность цитоскелета? Возможно, стоит "снимать" информацию и с внутренней, и с наружной стороны - тогданаш "шпион" должен размещаться внутри мембраны, либо включать ее в свой двойной слой? Может быть, это будетсистема искусственных ионных каналов(которые, как известно, "протыкают насквозь" мембрану)?
Искусственные мембраны, и пересадка "целиком", ставшего искусственым, мозга, в тело-носитель.
А, может быть, стоит постепенно замещать все естественные нейромембраны - искусственными? Начало работ по моделированию искусственной мембраны равной естественной функционально, и обучающейся в процессе жизни организма человека, описано в [Бергельсон, 1982]? (О клеточных мембранах, и процессах в них, популярно - см., напр., в [Лев, 1975; Бергельсон, 1982; Твердиславов и др., 1987; Молекулярные..., 1987; Беркенблит, 1988]).
Тогда отпадает необходимость и расшифровки кода (обучится!), и точнейшего дублирования и вывода информации за пределы мозга, но риск гибели от случайных внешних причин такой бисистемы остается равным нынешнему. "Переселение” при этомбудет заключатьсяв разовой прямой трансплантации мозга, состоящего,к концу жизниорганизма,целиком из искусственных электрогенныхмембран нейроткани,в биоклон(и подключении его к молодому мозгу биоклона с "чистой" памятью) или в киборг(с подключениемк сети киборгизированных ЭВМ - носителю Планетарного Сверхсознания)? Это уже прямое задание будущей наукесеттлеретике.
Томография
“Известно, что уже сейчас многими учеными серьезно обсуждается проблема передачи машине информации с помощью ... биотоков. И когда проблема эта будет решена, человеку достаточно будет надеть на голову специальный шлем, который улавливает импульсы тока, выделяемые мозгом в процессе его деятельности, и импульсы эти автоматически будут расшифровываться, переводиться на машинный язык, и вводиться в компьютер... Именно таким образом можно достичь полного симбиоза человека и машины, получить полную совместимость работы мозга и компьютера” [Максимович, 1978, c.187]
Для съема информации непосредственно с работающего головного мозга могут быть применены как инвазивные, так и неинвазивные методы.
Изготовление отдельного микроэлектродадля регистрации активности и его вживление - общеизвестный с послевоенных времен, и легко воспроизводимый процесс. Но вживление электродов в ткань мозга обычно вызываетповреждения, и нарушает его нормальное функционирование. [Ноздрачев и др., 1987]. Тем более, что в рамках заявленной тематики требовалось бы вводить электрод в каждую из миллиардов нервных клеток, что технически неосуществимо.
Поэтому в настоящий момент перспективным считается снятие информациис работающего мозга методами томографии, например, позитронно-эмиссионной.
В дайджесте [Рентген для памяти, Поиск, 28-29, 1997], со ссылкой на журнал Lancet, по сообщению д-ра Тошиаки Ири с коллегами из Национального института радиобиологических наук (Япония), путем сканирования мозга научились выявлять болезнь Альцгеймера с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Визуализация удалась путем введения безопасной радиоактивной метки в фермент ацетилхолинэстеразу, взаимодействующую с медиатором ацетилхолином, управляющим процессами запоминания.
Другой способ позитронно-эмиссионной томографии амилоидных бляшек - основного признака болезни Альцгеймера - изложен в дайджесте [Вход разрешен! Поиск №42, 1997], со ссылкой на сообщение в Journal of Clinical Investigation Уильяма Парджриджа, с коллегами, из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Ониобошли гематоэнцефальный барьерна пути проникновения лекарств в мозг,введя помеченный радиоактивным изотопом амилоид в антитело- транспортировщик инсулина.
В дайджесте [Семь пядей во лбу. Поиск, 32-33, 1997], со ссылкой на Science News, кратко информируется о результатах дальнейшего применения томографов на ядерном магнитном резонансе (ЯМР) для изучения механизмов мозга. Исследованиями Сьюзан М.Кортни и Лесли Г.Уиндлера, произведенными с помощью ЯМР, выяснено, что различать слова, узнавать лица и ориентироватьсяв незнакомом месте позволяют различные частилобных отделов. А Джону Д.Е. Габриэли из Станфордского университета удалось даже выяснить, где расположены эти центры. Например,решением пространственных задач,оказывается, больше всего занятаправая сторона верхней части переднего отдела коры мозга. Патриция Голдман-Ракик из Йельского университета, на основании ЯМР-анализа, считает, что работаоперативной кратковременной памятисильно зависитот концентрациинейромедиаторадофамина, и активности его рецепторов.
Прямым наблюдением, методом позитронно-электронной томографии, исследователи из Лондонского ин-та неврологии (рук-ль исследования Элинойр Магайр, дайджест из [Куда идем? Поиск №41, 1997] со ссылкой на Journal of Neurosciences) определили, чтоза пространственную ориентациюи у животных, и у птиц, и у человека, отвечаетгиппокамп.
По сообщению агенства Eurekalert (дайджест из [Помеченный рак. Поиск №51, 1997]), в Мичиганском медицинском центре разработали новую технологию PET, позволяющую быстрообнаруживать раковыеклетки, введениемрадиоактивно помеченной глюкозы. Вообще, метод позитронно-электронной томографии (PET) д-р медицины и дир-р центра PET Мичиганского ун-та Ричард Уол, считает наилучшим для медицины.
К тому же, разрешающая способность томографоввсе времяувеличивается.Так, в дайджесте [Мы видим, как мы видим. Поиск№4, 1998], со ссылкой на Journal of Neurosciences, сообщается об усовершенствовании учеными из Института психиатрии Макса Планка (Германия) и Вейцмановского института (под рук., проф. нейробиологического департамента института, Амирана Гринвальда, Израиль) магнитно-резонансного устройства F-MRI, применяющегося для сканирования мозга. Им удалосьповыситьразрешающую способность приборас 1 кв. мм до 0.05 кв. мм., что позволило наблюдать за электрической активностью нервных клеток зрительного центра. Они выяснили, что в момент "включения" в работузрительного центраегонейроны образуют строгие геометрические фигуры; например, группы клеток, отвечающие за восприятие расстояния, во время работы образуют две параллельные колонны. (Для контакта приводится адрес в Интернете: Luba Vikhanski RRLUBA@weizmann.weizmann.ac.il Weizmann Institute of Science Rehovot, Israel.)
"Огонек" по "бикфордову шнуру"
“Только самоорганизующиеся компьютеры смогут стать по настоящему умными. Когда они сумеют сами накапливать необходимые знания, сами учиться на своем опыте, и на опыте других машин, им удастся стать поистине электронным мозгом уже без кавычек” [Максимович, 1978, c.20]
Даже если нам и удастся буквально “один к одному” снимать всю электрическую активность мозга-донора, и путем химически-пептидного воздействия записать полученную картину в память мозга-реципиента, то нет гарантии, что точно будет передан смысл информации. Так как нейроструктура “от рождения” мозга-реципиента, даже клонированного от донора, может существенно отличаться от структуры мозга-донора. Видимо, не обойтись без обобщения информации, фильтрации сигнала от шума, и выделения существенных, инвариантных характеристик. Т.е., безрасшифровки синтаксиса, семантики и прагматики нейрокода. Что же может сегодня претендовать на роль таких инвариантов?
Если сделать тот вывод, что “мозг”нейрокибернетического“посредника”для “переселения”должен быть самоорганизующейся средой, топринципом “переселения” стать“передача” макропараметров дифф. уравнений, описывающих динамическую активность мозга “переселенца”. В ситуации с сознанием мы принципиально не сможем переписать информацию “байт в байт”, как это мы делаем в случае с магнитными носителями современной компьютерной техники. Так как ассоциативные принципы записи “базы знаний” отличны от адресных принципов записи “базы данных”. Но мы можем попытатьсявоссоздать точную информационную копиюв самоорганизующейся среде,задав ей инварианты параметров средыи развития, и дав ейвозможность самой развитьсяв задаваемом нами направлении. Движением в этом направлении, по нашему мнению, стало быобобщение понятий простого и странного аттракторов, выбором “подходящего” преобразования фазового пространства (например, в смысле дробного интегродифференциирования и нестандартного анализа), с учетом его фрактальных закономерностей [Корчмарюк, Галиярова, НООТЕХ-97]
Скорее, самый подходящий образ для этого процесса - язычок пламени, бегущий по бикфордову шнуру, и “перетекающий” на другой шнур. (Аналогия с горением корректно опирается на автоволновые свойства “активной среды”, описанной, например, в [Иваницкий и др., 1984; Давыдов, 1987; Маломед, 1987; Иваницкий, 1991, и др.].) Все, что необходимо обеспечить (в этой аналогии) -подборматериала“новой” активной средыс той же скоростью взаимодействия, что и у “старой”,и обеспечениетех же начальных и граничныхусловий. Можно предположить, что и в случае с реальным мозгом, при всей несоизмеримой его сложности,“переселение”может происходить путем взаимодействия - "игры” автоволновых колебаний, порождаемых развертыванием во времени и пространстве нейросреды простых и странных аттракторов (“мыслей”). Обретает буквальный смысл древняя мудрость: “Ученики - это не сосуды, которые надо наполнить, но факелы, которые надо зажечь!”.
А можно ли искусственно сделатьадекватную нейросреду для возбуждения в ней аттрактора? Адекватностьсинергетического подхода к нейросредерассматривается еще в [Веденов и др., 1987; Ижикевич, Малинецкий, 1993]. В докладе А.Н. Покровского [Покровский, НООТЕХ-97] автор рассматривает “простую модель однородной нейронной сети, состоящей из двух типов нейронов (возбуждающих и тормозящих), связанных отрицательной обратной связью. Уравнения сети усреднены и линеаризованы”. Система дифф. уравнений, приведенных автором, и ее решения, показывают, что на искусственных нейронахдействительно замоделирован аттрактор.
Нейромодель С.П.Романова [Романов, НООТЕХ-97], по утверждению ее автора, подобна нейроструктуре мозжечка, и позволяет “формировать на выходе опережающее значение входного сигнала”.
Мы не одиноки в концепции построения искусственной сети “нейропосредника” через системный макроподход, заданием извне набора параметров, под которые эта среда должна самоорганизоваться. Так, В.Т.Шуваев и С.В.Сурма в докладе [Шуваев и др., НООТЕХ-97], прямо предлагает “выращивать нервную сеть” в рамках искусственной протосреды, функции которой приводятся к функциям исследуемого объекта. Согласно авторам доклада, “мы определяем только критерии, которым должны удовлетворять выбираемые действия. Правильностью выборов критериев и действий будет служить совпадение функций искусственной сети и изучаемой естественной системы. Вводимые критерии должны базироваться на основных фундаментальных законах, например, энергетических, временных, и тд., что обеспечит возможность установления структурного соответствия естественных и искусственных систем при совпадении функций на всех уровнях.” Нам особо импонирует, что авторы прямо называют такое моделирование -“копированием”исследуемого объекта, ноне путем анализаего отдельных функций, их модельного представления и обобщения до уровня структуры, апутем формирования такой структуры в искусственной среде”.
Какой же логикедолжны подчиняться функциональные процессы в случайной среде - царстве аттракторов? Один из подходов к построению такой ассоциативной логики, предлагает А.Н. Радченко в докладе [Радченко, НООТЕХ-97]. Об особенностях временнóго и пространственного кодирования в естественных и искусственных нейросредах, в своих докладах рассказывают Э.А. Бурых [Бурых, НООТЕХ-97] и С.М.Герасюта и А.Н.Порошин [Герасюта, Порошин, НООТЕХ-97].