Sie haben begonnen, den Artikel zu lesen. Dies ist kein Prozess, der im Allgemeinen als zu mühsam angesehen wird, sondern denken Sie nur: Ihr Gehirn schafft es, äußerst komplexe Mechanismen zu verwenden, um Symbole und Text zu entschlüsseln, die für die leistungsstärkste moderne Computertechnologie unzugänglich sind und nur ein Minimum an Energie verbrauchen. Unser eigener "Carbon-Computer" verbraucht nur 20 Watt, während der chinesische Supersportwagen Tianhe-2, der zum Zeitpunkt des Schreibens der schnellste war, nicht weniger als 17,6 Millionen Watt (17,6 MW) beträgt. Die Zahlen sind natürlich beeindruckend, aber es ist grundsätzlich möglich, diese Prozesse zu vergleichen. Sind sie von Natur aus ähnlich? Warum ist etwas, das für das Gehirn einfach ist (z. B. Mustererkennung), für einen Computer schwierig und umgekehrt?
Kehren wir zum Titel zurück. Aus einer Reihe von Buchstaben (Bäume, die unserer Metapher entsprechen) wurde die Bedeutung der Phrase in ihrer Gesamtheit ohne Schwierigkeiten und vorübergehende Probleme - der Wald - extrahiert. Wenn wir den kulturellen Kontext (Kenntnis der Sprüche) berücksichtigen, können wir daraus schließen, dass aus einem visuellen Reiz in Form von Lichtwellen unterschiedlicher Länge für unser Gehirn ziemlich schnell ein ganzer Waldpark wurde.
Das Lesen und Verstehen von Text aus neurophysiologischer Sicht ist ein nicht trivialer Prozess. Beginnen wir mit dem Erkennen einzelner Zeichen: Die Buchstaben sind verständlich, auch wenn sie im gotischen Stil geschrieben sind. Wenn unnötige Locken auf einem vertrauten Grafikrahmen gestapelt werden, gibt es keine große Verwirrung, und eine Vielzahl von Zeichenmethoden verwischt die Grenzen der Kanonizität des Umrisses selbst, die unter anderem aufgrund des Kontexts und der Erwartungen wahrgenommen wird. Die Handschrift des Arztes, die sich von der Kalligraphie zur abstrakten Kunst entwickelt hat, wird für seine Kollegen verständlich sein.
Und Erkennungsstörungen ohne Störungen auf der Ebene der Sinnesorgane werden "Agnosien" genannt, auf die weiter unten eingegangen wird.
Lassen Sie uns ein wenig über Neuroanatomie sprechen. Unsere Empfindungen und Bewegungen, die zusammen die Grundlage der neuropsychiatrischen Organisation bilden, haben eine komplexe hierarchische Struktur nicht nur innerhalb des Zentralnervensystems, dh des Gehirns und des Rückenmarks, sondern auch auf der letzten kortikalen Ebene. Die Großhirnrinde ist in vordere und hintere Abschnitte unterteilt. Die ersteren (frontal) sind für die Erstellung eines Programms aus Verhalten, individuellen Handlungen und motorischen Handlungen verantwortlich, und die letzteren können als Agenten der Wahrnehmung und Gnosis bezeichnet werden. Versuchen wir herauszufinden, wie die Karte dieser "Agentur" aussieht.
Es ist bekannt, dass wir Informationen über die Welt um uns herum von fünf Sinnen erhalten: Sehen, Hören, Berühren, Riechen, Schmecken und die Strukturen, die die Übertragung von jedem von ihnen sicherstellen, werden als „Analysatoren“bezeichnet. Es gibt auch fünf von ihnen. Signale von ihnen werden mit Ausnahme des Geruchssinns (dieses Gefühl steht etwas auseinander und hat direkte Verbindungen zu den ältesten Teilen unseres Gehirns) an die Cluster von Schaltzellen im Zwischenhirn (I? Der Thalamus oder genikulierte Körper) und erst dann in den Kortex gesendet. Hier entsteht das Bild, dh das eigentliche Bewusstsein findet statt.
Auf der Primärseite wird wie bei einem Suchscheinwerfer auf dem Bildschirm etwas aus dem zugrunde liegenden Kern mit einer Wiederholung seiner Organisation angezeigt. Beispielsweise enthält es Zellen, die Informationen zum Berühren der rechten Hand erhalten haben, und daneben diejenigen, die auf das Berühren des rechten Unterarms reagieren. Im primären Kortex existieren ähnliche „Sensoren“gleichzeitig (und in den gleichen Anteilen). Diese Struktur ist für individuelle einfache Empfindungen verantwortlich: Links bewegt sich eine glatte Oberfläche, runde Umrisse, rote Farbe, etwas von unregelmäßiger Form und rechts ein intermittierender lauter und hochfrequenter Ton … Das Bild der Welt fehlt hier - das umgebende Universum scheint ein Chaos einheitlicher Elementare zu sein Empfindungen.
Für die Faltung dieser einfachen Details und die Bildung einer komplexeren Wahrnehmung werden die Sekundärfelder des Kortex verwendet, die an die Primärfelder angrenzen und im Gegensatz zu ihnen nicht in Körperzonen unterteilt sind und keine klaren Grenzen haben. Sie fassen zusammen: Das Rot und Rund wurde zu einer Tomate, und das intermittierende Geräusch wurde zum nervigen Quietschen der Mikrowelle.
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Diese Bilder können aber noch nicht als Anerkennung im wahrsten Sinne des Wortes bezeichnet werden. Die endgültige Integration von Empfindungen, direkter Gnosis, die Bildung von Vorstellungen über Raum, Zeit, verschiedene Kontexte und den Ort des Objekts in ihnen ist die Funktion des tertiären Kortex, der sich für die hinteren Teile des Gehirns hauptsächlich im Bereich des Übergangs der parietalen, temporalen und okzipitalen Lappen der Hemisphären befindet. Die gebildeten Bilder entsprechen den bereits verfügbaren Informationen über die Welt, Erwartungen, Sprachkompetenz. Wenn wir die empfangenen Signale aus dem Speicher, den Vorhersagen, dem Wissen in einen Rahmen setzen, erhalten wir ein vollständiges Bild oder eine Gestalt. Hier spielt die aktive Fertigstellung der Bauarbeiten eine große Rolle. Ja, ja, wir sind auf neurophysiologischer Ebene voreingenommen. Es gibt sogar die sogenannte Kohortenhypothese, nach der die Menge der Reize so tief und vollständig wie nötig analysiert wird.um die erwarteten Informationen zu aktivieren, und nichts weiter.
Was ist jedoch mit der Tatsache, dass sich die vom Gehirn gebaute Gestalt manchmal als grundlegend anders herausstellt und ähnliche physikalische Eigenschaften der Eingabedaten aufweist? Warum ist eine Reihe von Klängen - Musik und die andere - Kakophonie, obwohl sie in ihren Wellenfrequenzcharakteristiken sehr nahe beieinander liegen? Wie wird dies auf physiologischer Ebene festgestellt? Aber es gibt Hirnläsionen, bei denen das Ohr für Musik im gnostischen Sinne des Wortes verschwindet: Für einen so armen Kerl verwandelt sich die Melodie in eine Reihe von Geräuschen, die manchmal äußerst unangenehm sind, und dies trotz der Tatsache, dass die Fähigkeit, Geräusche wahrzunehmen, nicht verloren geht! Wie das Gehirn, das elektrische Signale von Zellen empfängt, die einfach akustische Schwingungen aufnehmen, in der Lage ist, Nicht-Sprachgeräusche schnell von Sprache zu unterscheiden,Informationen in symbolischer Form tragen? Warum konnte der Geschmack von Madeleine-Kuchen im Protagonisten von M. Prousts Roman "Auf der Suche nach der verlorenen Zeit" die ganze Bandbreite vergessener Kindheitsempfindungen hervorrufen? Es scheint, dass die Dessertmoleküle einfach den Geschmack und die Geruchsrezeptoren stimulierten, aber im Gehirn wurde in sehr großem Maßstab in seiner Gesamtheit ein längst vergessenes Muster reproduziert, eine Zeichnung der Lichter von Millionen angeregter Neuronen, die in dieser Konfiguration einst brannten und jetzt das süße Aroma der Kindheit zurückgaben …die in dieser Konfiguration einst brannte und jetzt den süßen Duft der Kindheit zurückgab.die in dieser Konfiguration einst brannte und jetzt den süßen Duft der Kindheit zurückgab.
Es gibt keinen klar abgegrenzten Bereich, der für das Auftreten von Gestalt im Gehirn verantwortlich ist. Der Ansatz, der das Vorhandensein solcher Zonen impliziert, wird als "Lokalisierungist" bezeichnet und wird immer weniger populär. Ihm widerspricht die ganzheitliche Theorie, wonach die höheren Funktionen im gesamten Gehirn verteilt sind, aber auch dies gehört der Vergangenheit an. Die moderne Wissenschaft versucht, diese Sichtweisen zu "versöhnen".
In seinem Buch "Refraction" spricht Lotto darüber, warum wir die Realität nicht so wahrnehmen, wie sie ist, und wie dies zur Entwicklung von Kreativität führen kann und dazu beiträgt, Arbeit, Liebe, Spiel, Beziehungen zu Verwandten und andere wichtige Dinge neu zu betrachten Ereignisse unseres Lebens.
Zum Beispiel ist das Bild einer Zitrone sowohl das Aussehen (sekundärer visueller Kortex) als auch der Geschmack (mit seinem kortikalen Territorium) und die Berührung sowie ein Wort, dh Ton, eine Art der Aussprache, Verwendungskontexte, Erinnerungen daran, wie eine Mutter es getan hat Limonade … Die "Unterteilungen", deren Neuronen an der Bildung eines solchen gewöhnlichen Bildes beteiligt sein sollten, können endlos aufgezählt werden.
In wissenschaftlicher Hinsicht bildet ein Ensemble von Neuronen ein dynamisches Muster der Aktivität neuronaler Netzwerke. Warum dynamisch? Da es nicht ein für allemal gebildet wird, ändert es sich, wenn Sie Erfahrung sammeln, einige Verbindungen schwächen sich, andere verstärken sich und natürlich erscheinen neue. Die Reproduzierbarkeit dieses Musters, dh die Fähigkeit aller oder vielmehr der meisten Mitglieder des Ensembles, sich zu aktivieren, liegt im Herzen der Erinnerung. Dementsprechend ist die Dynamik, über die wir gesprochen haben, eine notwendige Voraussetzung für das Lernen im weiteren Sinne des Wortes, Lernen als Anpassung.
Sobald ein Ensemble eines bestimmten Satzes von Neuronen erregt war, wurden ihre Verbindungen durch eine solche gemeinsame Aktivität gestärkt, und die Wahrscheinlichkeit, dass die anschließende Erregung eines Ensembles einen bestimmten Prozentsatz anderer Mitglieder dieser Gruppe aktivieren würde, die elektrische Unterstützung von ihm erhalten, nahm leicht zu. Je mehr es gemeinsame Bräunung gab, desto stärker ist nach Hebbs Regel diese Gestalt ("Zellen, die zusammen feuern, verdrahten"). Das Problem ist, dass ein Neuron in eine Vielzahl von Ensembles eintreten kann, die sich außerdem im Bruchteil einer Sekunde im Gehirn gegenseitig ersetzen. Ihre genaue Wiederholung ist äußerst unwahrscheinlich, daher bestimmt das Volumen aller Lebenserfahrungen statistisch unsere Wahrnehmung und unser Verständnis der Welt.
Schau dir die Gesichter deiner Lieben an. Was ist erforderlich, um sie mit niemandem zu verwechseln? Auf den ersten Blick ist die Frage seltsam. Hier ist meine Mutter, ich erkenne sie, auch wenn sie ihre Haarfarbe, Frisur ändert, Gewicht verliert oder zunimmt, am Ende ihre Garderobe komplett erneuert, ihr Gesicht für Halloween malt. Höchstwahrscheinlich überrascht Sie das nicht allzu sehr, aber glauben Sie mir: Aus Sicht der Informationssysteme ist die beschriebene Situation nicht einmal trivial. Nehmen wir an, Ihr Freund hat keine auffälligen Gesichtszüge wie eine hässliche Narbe, eine Lippenspalte oder einen Schnurrbart im Stil von Salvador Dali. Es gibt nichts, was das Gehirn dazu bringen würde, das, was es sah, sofort und genau in den Ordner Petya Bublikov zu legen. Wie kann die sofortige Erkennung einer Person algorithmisiert werden, wenn wir das Gehirn als großen Computer betrachten?
Das Problem der Agnosie zeigt sich hervorragend in der Arbeit des berühmten Neurologen und Popularisierers der Medizin Oliver Sachs "Der Mann, der seine Frau für einen Hut hielt". Die Hauptfigur, ein talentierter Musiker, Professor, bekam nach den Beobachtungen seiner Verwandten „Sehprobleme“. Tatsächlich hatte der Professor keine Augenkrankheiten, und die absolut fantastische Unkenntnis gewöhnlicher Alltagsgegenstände und der Gesichter enger Menschen war das Ergebnis einer visuellen Agnosie.
Übrigens sind solche isolierten Störungen in der Praxis eines Neurologen nicht häufig und sicherlich nicht so ausgeprägt. Normalerweise beeinträchtigen diese Störungen das Erkennen von "lauten", wiederholt durchgestrichenen Bildern in speziellen Tests, aber niemand nimmt eine Frau für einen Kleidungsstück. Darüber hinaus ist der pathologische Prozess im Gehirn in der Regel nicht so selektiv, und die zerstörerische Wirkung erstreckt sich auf eine Vielzahl höherer geistiger Funktionen. Daher vermischen sich Agnosien beim Patienten mit vielen anderen Störungen, und es wird zu einer unmöglichen Aufgabe, sich voneinander zu trennen.
Der Fall des Professors ist also faszinierend und sein Verhalten mit einem hohen Maß an Intelligenz und Kultur sorgt für echte Verwirrung. Er mustert den Handschuh und unternimmt einen schüchternen Versuch, dieses Kleidungsstück als "aufgerollte Oberfläche mit fünf Taschen" zu definieren. Ja, es ist schwierig, sie an einer solchen Beschreibung zu erkennen, aber leider hat der Professor nur visuelle Abstraktionen. Er nimmt seinen Fuß für einen Schuh - anscheinend erkennt er, wenn er auf die Umrisse achtet und den Rest logisch überlegt, sein eigenes Gesicht und seinen Bruder auf dem Foto nicht, aber es gab keine Probleme mit dem Bild von Einstein, weil der schelmische Schuss mit ausgestreckter Zunge praktisch zu einem Mem wurde. Schließlich verwechselte er seine Frau mit einem Hut, und die Liste der Exzentrizitäten des Helden endet hier nicht.
Sachs 'Buch mag gruselig oder im Gegenteil lustig erscheinen, aber die Frage bleibt äußerst interessant: Was ist die Welt des Professors? Wie sieht er aus? Und ist das Wort "aussehen wie" in diesem Zusammenhang eine gute Sache? Tatsache ist, dass der visuelle Raum des Helden, der in separate Fragmente zerfiel, die sich nicht mehr zu bedeutungsvollen Bildern vereinigten und sich zu einer Ansammlung von Abstraktionen verwandelten, mit Musik gesättigt war.
Wenn eine Person jeden Tag hinter einem Förderband stand, dann nach Hause kam, sich auf das Sofa legte, fernsah und dies sein ganzes Leben lang tat, dh „entlang markierter Linien ging“und diese „Unterauslastung“des Gehirns nicht kompensierte, wird er sich im Alter nicht fühlen nur Schwierigkeiten mit dem Gedächtnis und anderen intellektuellen Problemen, aber höchstwahrscheinlich körperliche Probleme.
Der Held schien in der von Picasso gezeichneten Welt zu leben, in der es zwischen unterbrochenen Linien, Formen und Farbflecken keine Möglichkeit gibt, die Essenz des Geschehens zu erfassen und mit diesen Abstraktionen zu interagieren.
Das beschriebene Problem enthält viel tiefere Schichten als die "banalen" Schwierigkeiten bei der Erkennung und Bildung eines "Bildes". Es steht in direktem Zusammenhang mit Themen wie dem Phänomen der subjektiven Realität, das sich aus einer Reihe verschiedener Signale ergibt, dem Erleben von Erfahrung und Gedächtnis als der Möglichkeit seiner teilweisen oder vollständigen Reproduktion. Was ist der Zweck solcher kognitiven Konstrukte, die weit über das notwendige "Wahrnehmen und Reagieren" hinausgehen? Was ist der evolutionäre Sinn unseres mentalen Lebens, wenn es als Verhaltensreaktion überflüssig ist, da es unser Überleben nicht sichert? Und wie richtig ist der Vergleich des Gehirns mit einem Computer angesichts all dessen, was gesagt wurde?
Wie wir bereits gesagt haben, gibt es Dinge, die für das Gehirn einfach sind, aber für die Maschine mit großen Schwierigkeiten: sofortige Verarbeitung von Bildern, Gestaltwahrnehmung, schnelles Denken wie "Einfallsreichtum" und vieles mehr, die banalere alltägliche Inspiration erfordern als strenge logische Konstruktionen.
Die Idee der künstlichen Intelligenz basiert auf der Annahme, dass unsere kognitiven Prozesse (und einige Forscher erweitern diesen Bereich auf alle mentalen Reaktionen) als Berechnung behandelt werden. Wir sprechen aber nicht von Arithmetik, sondern von formalen Operationen - von allem, was im Prinzip programmiert werden kann. Heute ist klar geworden, dass dies nicht ganz stimmt, und KI-Forscher sind gezwungen, das Computerparadigma zu überdenken. Architekturen des Gehirndenkens haben laut modernen Kognitionswissenschaftlern wie T. V. Chernigovskaya und K. V. Anokhin praktisch nichts mit elektronischem Rechnen zu tun. Die Sprache der Informatik ist als Metapher praktisch, wenn wir über Datenverarbeitung, Speicherung, Zugriff, Lesen usw. sprechen. Das Prinzip, das Computeralgorithmen zugrunde liegt, ist jedoch völlig anders. Primäres Signalsystem für das Gehirn,mit welcher kognitiven Aktivität beginnt - bildlich; symbolisch muss er lernen, und dafür braucht er ein soziales Umfeld. Die Bilder in unserem Kopf werden schnell verarbeitet, wie - es ist noch nicht klar; Wenn alle Dinge gleich sind, dauert es länger, bis ein Computer dies tut, aber er kann sie mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit wie das Gehirn analysieren, nur weil sein Prozessor millionenfach leistungsfähiger ist.
Es wird immer mehr über die Notwendigkeit einer neuen Theorie gesprochen. Zum Beispiel wird versucht, das Bewusstsein durch Quantenanomalien zu erklären, und es wird sogar vorgeschlagen, zur quantenkognitiven Wissenschaft überzugehen, um das Problem der Reduzierung obskurer Bewusstseinsphänomene auf physiologische Prozesse zu überwinden.
Qualia, der lateinische Begriff für subjektive Erfahrung in all seiner Vielfalt, ist keine Kopie oder gar eine Summe physikalischer Signale, die durch unsere Analysegeräte kommen. Das Gehirn baut es unabhängig auf und bildet subjektive Bilder, die für jeden Einzelnen einzigartig sind. Zwei globale Fragen der heutigen Neurowissenschaften: "Wie entsteht Qualia?" und "Wofür ist es?" - bleiben bisher unbeantwortet. Objektive Forschung ist in diesem Fall äußerst schwierig, wir können nur die Qualia eines anderen beurteilen und dann nur durch das eigene Brechungsmedium.
„Wenn Sie in einem Tablet / Telefon stecken bleiben - und so jeden Tag - erwarten Sie nicht, dass Ihr Gehirn Ihnen dankt. Wenn eine Person mit einer schwierigen Frage im Kopf einschläft und nicht weiß, wie sie zu lösen ist, hat sie am nächsten Morgen eine Antwort. Das Gehirn mag kein Fett und Fleisch.
Der renommierte Neurowissenschaftler Joseph Bogen, der versuchte, das Bewusstsein zu definieren, fand eine gute Analogie. Laut dem Wissenschaftler ist es "wie der Wind: Es ist unmöglich, ihn zu sehen und zu fangen, aber die Ergebnisse seiner Aktivität sind offensichtlich - Biegen von Bäumen, Wellen oder sogar eines Tsunamis."
Zusammenfassen. Wir sind die glücklichen Besitzer von etwas, das wir brauchen, aber von Künstlern und Dichtern, einer bewussten Erfahrung oder einer inneren Welt so hoch geschätzt und gelobt, was nicht klar ist, warum. Sein Inhalt ist von erheblichem Interesse, aber der Ursprung dieses Phänomens ist viel faszinierender. Überraschende neurologische Störungen wie Agnosien bringen uns der Beantwortung der Frage nach der inneren Realität nur näher. Die enormen Fortschritte in der künstlichen Intelligenz und im maschinellen Lernen haben nicht dazu geführt, dass etwas wirklich Wahrnehmbares geschaffen wurde. Die Lücke zwischen einer einfachen menschlichen Empfindung und einem unempfindlichen neuronalen Netzwerk, das sogar sentimentale oder andere "zu menschliche" Gespräche führen kann, scheint unüberwindbar. Werden wir jemals in der Lage sein, seine eigene Struktur durch das Prisma der subjektiven Realität zu erkennen (und wir haben keinen anderen Weg)? Auf die eine oder andere Weise schärft das Verständnis der Bandbreite der Probleme und Probleme, mit denen die Neurowissenschaften konfrontiert sind, nur unsere eigene Wahrnehmung und bereichert unsere persönliche Erfahrung, lässt uns über einfache Dinge nachdenken, uns selbst auf eine neue Art und Weise verstehen und möglicherweise auch andere.
