На подступах к кинопроектору разума
Событие года в нейровизуализации.
Сначала поясню про кинопроектор.
- В основе работы разума процесс сопоставления сенсорных данных об окружающем мире с моделью мира, содержащейся в мозге, и базой данных всего предыдущего опыта живого существа. Итог этого процесса — оптимальный выбор, что делать в данной ситуации на основе имеющегося опыта.
- База данных опыта больше всего напоминает авторское кино. Это не объективный сборник из каждой прожитой нами секунды, а набор видео-историй, описывающих избранные моменты/сцены жизни (что чувствовал, хотел, делал и что получилось). У человека эта база данных способна хранить «кино его жизни» примерно за 100 лет, записанных в разумном разрешении (закодированный непрерывный сенсорный входной поток со скоростью примерно 10⁵ бит/сек в течение 3 × 10⁹ сек).
- До тех пор, пока люди не научатся раскодировать записанное в мозге «кино нашей жизни», разобраться в работе разум будет невозможно. Существующие методы нейровизуализации в принципе не способны раскодировать «кино нашей жизни». Их использование для этой цели подобно попытке посмотреть кинофильм, вложив CD диск в слайд-проектор (если забыли, что это, погуглите «диапроектор»).
Две новые работы Фристона и Со. обещают великую революцию в нейровизуализации процессов разума. Вместо диапроектора придуман даже не видео-магнитофон, способный показывать кино. Придумана чудо-программа видео-плеера с встроенным видео-поиском по ключевым словам, семантическим образам, месту, времени и т.д. Эта чудо-программа показывает процессы, которые невозможно увидеть ни одним из существующих способов нейровизуализации:
- ни коннектомикой — методами отслеживания связей нейронов в мозге, отражаемых его картированием,
- ни методами выявления неориентированной функциональной связности (т. е. измеримых корреляций) при различном поведении и различных реакциях мозга на уровне отдельных нейронов, групп нейронов или даже интегрированной сети.
Ибо связи и корреляции невозможно раскодировать в «кино нашей жизни».
Поясню на примере.
На фронтальной стороне (консоли) 4-х первых поколений «настоящих компьютеров» (мейнфремов) было много лампочек, мигание которых неведомым образом коррелировало с тем, что делал компьютер, выполняя конкретные программы.
Как думаете, можно по этому миганию было понять, что делает компьютер?
Увы, нет (хотя опытный оператор, взглянув на консоль, мог определить, что компьютер завис).
А можно ли тогда понять работу компьютера (или хотя бы одной его интегральной схемы) определив все физические связи элементов и рассчитав всевозможные корреляции между данными на входе /выходе и коммуникационно-вычислительной динамикой всего множества арифметически-логических элементов и элементов памяти?
Увы, но тоже нет (и все подобные попытки закончились ничем).
Аналогичная тупиковая ситуация наблюдается в нейровизуализации (тупиковая — лишь в смысле понимания процессов разума, ибо для всех остальных прикладных задач медицины эти методы чрезвычайно полезны и эффективны).
Новый метод, имхо, способный раскодировать «кино нашей жизни», основан на выявлении эффективной связности, которая говорит о появлении в мозге внутренних сетей и критической динамике в них, являющейся эмерджентным свойством конкретных разделов нейронных состояний на все более грубых масштабах. В итоге, авторы нашли способ связать динамику состояний на ориентированных графах с феноменологией внутренних мозговых сетей.
Кроме того, в соответствии с принципом свободной энергии, нейронные корреляты определены в терминах нейронной динамики, а не нейронных состояний, путем определения вычислительных коррелятов сознания (в терминах вероятностей, кодируемых нейронными состояниями). Тем самым делается переход от вычислительных коррелятов к вычислительному объяснению процессов разума.
