Комп’ютер у вашій голові?

Оригінал: https://faculty.washington.edu/chudler/computer.html

Ерік Х. Чадлер, доктор філософії
Вперше опубліковано в журналі ODYSSEY, 10:6-7, 2001 (березень), Cobblestone Publishing Co.

Що має мільярди окремих частин, трильйони з’єднань, важить приблизно 1,4 кілограма та працює на електрохімічній енергії? Якщо ви вгадали мінікомп’ютер, ви помилилися. Якщо ви вгадали людський мозок, ви маєте рацію! Людський мозок: маса біло-рожевої тканини, завдяки якій можна їздити на велосипеді, читати книгу, сміятися над жартом і запам’ятовувати номер телефону свого друга. І це лише для початку. Ваш мозок контролює ваші емоції, апетит, сон, пульс і дихання. Ваш мозок - це те, ким ви є, і все, чим ви станете.

Дивовижний мозок порівнювали з багатьма різними об’єктами та пристроями — від павутини до годинника та телефонного комутатора. Зараз люди люблять порівнювати його з комп’ютером. Чи справді ваш мозок схожий на металеву коробку, що гуде на вашому столі? Давайте розглянемо схожість і відмінності між ними.

Йдучи до Джерела

І комп’ютерам, і мозку потрібна енергія. Підключіть свій комп’ютер до розетки, натисніть кнопку, і він отримає необхідну потужність для роботи. Витягніть вилку, і він вимкнеться. Ваш мозок працює по-іншому. Він отримує енергію у вигляді глюкози з їжі, яку ви їсте. Ваша дієта також забезпечує необхідні речовини, такі як вітаміни та мінерали, для належної роботи мозку. На відміну від комп’ютера, ваш мозок не має вимикача. Навіть коли ви спите, ваш мозок активний.

Хоча комп’ютери та мозок живляться різними видами енергії, вони обидва використовують електричні сигнали для передачі інформації. Комп’ютери посилають електричні сигнали через дроти до пристроїв керування. (Ваш мозок також посилає електричні сигнали, але він надсилає їх через нервові клітини, які називаються нейронами. Сигнали в нейронах передають інформацію іншим нейронам і контролюють залози, органи або м’язи.

Існують фундаментальні відмінності в тому, як інформація передається через електричні ланцюги в комп’ютері та через нервові клітини у вашому мозку. Коли комп’ютер увімкнено, електричні сигнали або досягають частин машини, або ні. Іншими словами, комп’ютер використовує перемикачі, які увімкнено або вимкнено. У нервовій системі нейрони не просто включені або вимкнені. Окремий нейрон може отримувати інформацію від тисяч інших нейронів. Область, де інформація передається від одного нейрона до іншого, називається синапсом. Невелика щілина між нейронами розташована в синапсі. Коли інформація передається від одного нейрона до іншого, з кінця одного нейрона вивільняються молекули хімічних речовин («нейротрансмітери»). Нейромедіатори проходять через щілину, щоб досягти приймального нейрона, де вони прикріплюються до спеціальних структур, які називаються рецепторами. Це призводить до невеликої електричної реакції в приймальному нейроні. Однак ця маленька відповідь не означає, що повідомлення триватиме. Пам’ятайте, що приймаючий нейрон може отримувати тисячі малих сигналів у багатьох синапсах. Тільки коли загальний сигнал від усіх цих синапсів перевищить певний рівень, буде згенерований великий сигнал («потенціал дії»), і повідомлення продовжиться.

Форма. . .та функція

Незважаючи на відмінності в тому, як повідомлення надсилаються через дроти та нейрони, комп’ютери та мозок виконують багато подібних функцій. Наприклад, обидва можуть зберігати спогади — комп’ютери роблять це на мікросхемах, дисках і компакт-дисках, а мозок використовує нейронні ланцюги в усьому мозку. І комп’ютери, і мозок можна модифікувати для виконання нових завдань. Для додавання додаткової пам’яті та програм на комп’ютери можна встановити нове апаратне та програмне забезпечення. Мозок зазнає постійних змін і може навчатися новому. Мозок іноді може переналаштувати себе, коли це необхідно! Наприклад, після деяких видів травм головного мозку непошкоджена тканина мозку може взяти на себе функції, які раніше виконувала ушкоджена ділянка. Я хотів би побачити, як комп’ютер переставляти кабелі після того, як його жорсткий диск вийшов з ладу!

І комп’ютери, і мозок мають здатність стежити за своїм оточенням і реагувати поведінкою, щоб маніпулювати своїм середовищем. Датчики, підключені до комп’ютерів, можуть вимірювати рівень температури, вологості та освітлення. Комп’ютери можуть бути запрограмовані на керування обігрівачами, освітленням та іншим обладнанням у відповідь на отриману інформацію. Ваш мозок також підключений до датчиків або рецепторів у ваших очах, вухах, носі, роті та шкірі. Ваш мозок може автоматично реагувати на сенсорну інформацію (наприклад, змушувати ваше тіло тремтіти, коли дуже холодно), або це може змусити вас змінити свою поведінку. Наприклад, якщо в кімнаті занадто холодно, ваш мозок може посилати сигнали м’язам, щоб змусити вас переїхати в тепліше місце або одягнути светр.

Делікатний вміст усередині комп’ютера захищено твердою кришкою. Ваш череп виконує подібну функцію для вашого мозку. Тим не менш, усі зовнішні та внутрішні компоненти комп’ютерів і мозку чутливі до пошкоджень. Якщо ви впустите свій комп’ютер, заразите його вірусом або залишите його ввімкненим під час сильного стрибка напруги, ваша дорогоцінна машина, швидше за все, потрапить до ремонтної майстерні. Після заміни пошкоджених частин або усунення пошкоджень, спричинених вірусами, ваш комп’ютер має бути як новий. На жаль, мозок не так легко відновити. Вони тендітні, і немає замінних частин, щоб виправити пошкоджену тканину мозку. Однак для людей з ушкодженнями мозку та неврологічними розладами з’являється надія, оскільки вчені досліджують способи трансплантації нервових клітин і відновлення пошкодженого мозку.

Велика різниця

Безсумнівно, найбільша різниця між комп’ютером і вашим мозком – це свідомість. Хоча вам може бути важко описати свідомість, ви знаєте, що ви тут. Комп'ютери не мають такого усвідомлення. Хоча комп’ютери можуть виконувати надзвичайні обчислювальні роботи з приголомшливою швидкістю, вони не відчувають емоцій, мрій і думок, які є невід’ємною частиною того, що робить нас людьми. Принаймні поки що! Сучасні дослідження штучного інтелекту спрямовані на розвиток емоційних здібностей комп’ютерів і роботів. (Докладніше про це дивіться у номері ODYSSEY за січень 2001 року.)

У березні люди в усьому світі відзначатимуть Тиждень розумової інформації (BAW). Під час BAW студенти, викладачі та науковці по всій країні використовуватимуть свій мозок, щоб ділитися знаннями про найчудовішу, найскладнішу та загадкову структуру у Всесвіті. Тож налаштуйте свій розум і прочитайте цей номер «ОДІССЕЇ». Це чудовий спосіб почати.

Доктор Ерік Х. Чадлер є редактором-консультантом цього випуску.

Щоб дізнатися більше про Brain Awareness Week, перегляньте: