13 февраля цикл онлайн-встреч с экспертами продолжился встречей с Александром Капланом, доктором биологических наук, профессором, заведующим лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов на биофаке МГУ им. М. В. Ломоносова. Беседа была посвящена работе мозга — изучением этого вопроса Александр Яковлевич занимается уже много лет.

Одна из главных тайн мозга, по мнению нейрофизиологов, это то, каким образом то, что мы видим, попадает внутрь мозга. Для наглядности постановки проблемы эксперт сравнил перенос видимого глазом изображения в мозг с процессом фотографирования, а работу мозга с нервными импульсами — с процессом кодирования. “Нервные импульсы и их отсутствие могли бы быть метками единичек и ноликов. Однако мозг — система физиологическая, в мозге нет задатчика тактовой частоты, как в вычислительных устройствах”, — подчеркнул эксперт.

Что мы знаем о мозге? В мозге человека содержится 86 млрд нейронов — на 80 млрд больше, чем у обезьяны. Размер мозга не имеет значения (у Эйнштейна он был 1,23 кг — меньше и легче среднего). Мозг — это всего лишь 2% тела, но он потребляет 25% энергии организма в активном состоянии. Про некоторые области мы знаем точно, например, что они отвечают за какие-то конкретные функции — за речь, за мышцы, за чувствительность. Большая часть массы мозга приходится на кору, и большая часть нейронов сосредоточена тоже в коре, если не брать мозжечок. Кора головного мозга человека составляет более 80% массы мозга и в среднем 44%от объема всего полушария в целом. Площадь поверхности коры одного полушария у взрослого человека — 2400 кв. см. На поверхностные части приходится одна треть, в глубине между извилинами — две трети всей площади коры.

По мнению Александра Каплана, операциональные единицы мозга — не нервные клетки, а контакты между ними, потому что именно в контактах решается вопрос о том, будет ли подана дальше информация или нет. Миллион миллиардов контактов, операциональных единиц — это можно сравнить только с процессором, и то весьма отдаленно: в самом мощном из них — не более 5 млрд транзисторов.

Ученые пытаются  проникнуть в мозг с помощью микроэлектродов. Электрод располагают рядом с клеткой и подхватывают частоту импульсов. Но что значат эти импульсы, как их расшифровать? Значительный вклад в понимание этого внесли нобелевские лауреаты Торстен Визел и Дэвид Хьюбел, доказавшие существование наборов нейронов, чувствительных к изображениям — треугольникам, крестикам и пр. Затем кора, по мнению ученых, детектирует иерархические сборки из этих элементов, чтобы описать более сложные изображения. По этому принципу сейчас работает и распознавание в машинном обучении. Кто же обучает специализированные нервные клетки? Сама жизнь, окружающая среда.

Лекция Александра Каплана 13 февраля

80 млрд нейронов, отличающих нас от обезьяны, нам нужны, чтобы выстроить не просто совокупность образов, а динамическую ментальную модель внешнего физического мира, делает вывод эксперт. И мы начали познавать мир вне наших биологических необходимостей именно для того, чтобы продолжать достраивать эту модель.