Разум искусственный – утопия

 В развитии искусственного интеллекта необходимо различать два направления: во-первых, внедрение вычислительной (компьютерной) техники в различные сферы общественной жизни; во-вторых, научить машину мыслить подобно человеку. Дабы не отождествляют эти две тенденции, будем использовать словосочетание «искусственный интеллект» относительного первого случая, для второго – разум искусственный.

Обратим внимание на то, что для доказательства успешного развития первого направления можно привести огромное количество примеров (смартфоны, беспилотные грузовики Volvo Trucks, голосовые ассистенты Siri или Google Assistant), что же касается второго, то, увы, ни одного. Причина неудач заключаются в следующем. Мышление – это процесс манипулирования информацией в формате трехмерного, полимодального (цвет, звук, запах) образа (дом, трава, река). Оперировать подобной информацией может головной мозг, «мозг» же компьютера – процессор работает с информацией в формате цифрового бита, принимающего два значении – 0 и 1. Вот это качественное различие и является ключевым фактором неудач.

Встает резонный вопрос: а нельзя ли сконструировать машину, способную оперировать трехмерными образами? Для того чтобы ответить на данный вопрос, заглянем в мастерскую Природы. В основе мышления лежит такое явление, как ощущение. Его физиология базируется на процессе нервного возбуждения, возникающего в результате воздействия внешней среды на клетки-рецепторы органов чувств. Затем из этих ощущений формируется восприятие объекта внешнего мира в форме трехмерного, полимодального образа. Органом, ответственным за генерацию образов, является специальный отдел головного мозга – центр мышления (см. Иленов, 2).

В ходе эволюции головной мозг претерпел ряд существенных трансформаций, которые привели к образованию трех основных видов. В связи с этим разделим всех обладателей головного мозга на три группы: немлекопитающие (рыбы, земноводные, рептилии, птицы), млекопитающие и человек.

1. Головной мозг немлекопитающих. Головной мозг немлекопитающих делится, как правило, на пять отделов: продолговатый, задний, средний, промежуточный и конечный мозг (отсчет ведется от спинного мозга). Центр мышления, имеющий вид двухолмия, расположен в среднем мозгу в верхней его части и называется тектумом (лат. крыша). Двухолмие состоит из шести основных слоев нервных клеток, причем три верхних слоя связаны с сетчаткой глаза. В случае удаления одного из холмов животное слепнет на один глаз, при удалении же обоих – наступает полная слепота. Сенсорные поля в тектуме размещаются слоями один над другим, благодаря этому нейронные образы разной модальности интегрируются, образуя один полимодальный образ. Поле моторики располагается в нижних слоях. Оптические и все нижележащие слои упорядочены ретинотопически, т.е. имеет упорядоченную проекцию относительно сетчатки. Такое строение позволяет животному устанавливать соответствие тела и окружающей среды, обеспечивая пространственную ориентацию. Все слои пронизываются нейронами с радиально ориентированными дендритами, которые представляют отдел мышления. Сенсорные поля и поле моторики вкупе с отделом мышления формируют центр мышления.

Что касается памяти, то выделяют два вида – кратковременную и долговременную. Непродолжительная (до 30 минут) память базируется на инерционной активности нейронов центра мышления. Запоминание на долгие годы происходит за счет образования новых связей между нейронами. У немлекопитающих события, связанные с пространством, локализуются в дорсолатеральной (Dl) зоне конечного мозга, у млекопитающих же и человека гомологом этой области выступает гиппокамп. Моторная память (навыки, умения) представлена базальными ганглиями, расположенными в основании конечного мозга у всех групп.

Особо отметим взаимодействие центра мышления с вегетативными системами организма. Это взаимодействие осуществляется через висцеральный отдел. У первой группы он расположен в дорсомедиальной (DM) зоне конечного мозга, у остальных же гомологом является миндалевидное тело (amygdala). Импульсы от вегетативных систем в висцеральном отделе трансформируется в нейронные образы – вегетативные чувства (жажда, голод, холод, боль) – понятные для восприятия центром мышления. С другой стороны, когда центр мышления анализирует конкретную обстановку, то формирует отношение к ней в формате нейронного образа – индивидуального чувства (страха, удовольствия, агрессии), которое становится для висцерального отдела ориентиром настройки вегетативных систем организма. Для выполнения этих двух функций висцеральный отдел имеет взаимные связи с гипоталамо-гипофизарной эндокринной системой, системой награды (дофамин, серотонин), системой боли (вещество Р), ретикулярной формацией (сон и бодрствование), голубым пятном (активация мышечных реакций). Кроме того висцеральный отдел получает информацию от всех сенсорных систем, которая интегрируется здесь с индивидуальными чувствами и запоминается, формируя индивидуальный стереотип восприятия объектов внешней среды (например, змея вызывает страх, лимон провоцирует выделение слюны). Это – третья функция висцерального отдела.

Центр мышления на основе принятого решения и настроя организма запускает двигательную программу, которая может состоять из двух компонентов: эмоций и целенаправленного действия.

Ввиду того, что центр мышления работает с конкретной информацией, мышление характеризуется как конкретное. В свою очередь, конкретное мышление делится на реальное и субреальное. Реальное мышление – оперирование центром мышления сенсорной информацией, поступающей от рецепторов в реальном режиме времени. Субреальное мышление – оперирование центром мышления информацией, поступающей как от рецепторов, так и из памяти.

Итак, у первой группы животных выделим две формы мышления.

2. Головной мозг млекопитающих. Что касается млекопитающих, то у них наличествует еще и второй центр мышления – неокортекс конечного мозга. При этом первичный центр мышления получает дальнейшее развитие, превращаясь из двухолмия в четверохолмие (передние бугры связаны со зрением, задние – со слухом).

В неокортексе сенсорные поля локализованы в отдельных областях (в затылочной области располагается зрительная зона, в височной – зона слуха, в теменной – зона общей чувствительности). В сенсорных областях кроме первичных (проекционных) полей выделяют вторичные и третичные поля, которые представляют собой особую форму долговременной памяти.

Главной особенностью второго центра мышления состоит в том, что отражение объектов внешнего мира здесь происходит через память. Поступающая в проекционную зону сенсорная информация сначала членится с помощью нейронных кортикальных модулей на простые элементы. Затем нейроны ощущения, представляющие элементы образа, объединяются между собой через нейроны вторичной зоны, благодаря конвергенции связей. Во вторичных зонах сохраняются связи одномодальных образов. В третичных зонах (теменная область), расположенных на стыках вторичных зон, формируются полимодальные связи. После запоминания начинается обратный процесс – инициация памяти вплоть до простых элементов первичной зоны, из которых и воссоздается отраженный образ. Из-за такой сложной процедуры отражение объектов внешнего мира происходит с большой задержкой – 140-180 мс (латентность волн ВП).

Моторная зона неокортекса состоит из первичной и вторичной моторной коры, поддерживает сложную и тонкую координацию движений. Первичная моторная кора (прецентральная извилина) – это поле моторных колонок. Стимуляция отдельного нейрона активизирует сокращение целой группы мышц, что вызывает движение определенной части тела. Вторичная моторная кора (премоторная кора) – это место моторной памяти, где запоминаются сложные движения.

Роль отдела мышления неокортекса играет префронтальная кора (лобные доли) совместно с передней цингулярной корой. Благодаря второму центру мышления, у млекопитающих появляется третья форма мышления - корковое конкретное мышление.

Два центра мышления действуют слаженно, гармонично дополняя друг друга. Тектум отвечает за панорамное восприятие пространства и быструю реакцию. Неокортекс работает медленно, но точно и ювелирно, тщательно анализирует объект до мельчайших деталей. В случаи скоростных актов тектум действует один, когда же включается неспешный неокортекс, тектум продолжает функционировать, но в режиме фона (например, боковое (периферическое) зрение, фоновое восприятие звука).

3. Головной мозг человека. В одно время (около 5 млн. лет назад) префронтальная кора получила возможность, с одной стороны, блокировать приток сенсорной информации в первичные зоны коры, а с другой стороны, активировать участки долговременной памяти, используя в обоих случаях таламус. Так у одного вида высших приматов появилась новая форма мышления – мемориальное мышление (memory англ. – память), что знаменовало собой становление нового биологического вида  –  Homo (человек). Мысленно отрываясь от действительности, человек получил возможность проникать в сущность вещей и явлений, познавать законы развития. Когда мемориальное мышление заканчивает свою работу, в памяти сохраняются новые образы, которые становятся доступны конкретному мышлению. В связи с этим человек обрел еще одну форму мышления – интеллектуальное мышление. Таким образом, у человека насчитывается целых пять форм мышления.

Подведем итоги. Способностью восприятия окружающей среды в формате трехмерного, полимодального образа обладает, исключительно, живая материя в форме головного мозга. Отсюда следует вывод: для создания разума искусственного необходим искусственный головной мозг. Гипотетически возможно, практически – чистая утопия. Чтобы думать как человек, надо родиться человеком.

Литература

1. Иленов В.В. Почему искусственный интеллект невозможен, ч.1 http://h.ua/story/446624/

2. Иленов В.В. Почему искусственный интеллект невозможен, ч.2  http://h.ua/story/447050/

Ишунов В.В. 17.01.2020.