Все нейроны делают это

Идея оцифровки человеческого мозга стала уже достоянием массовой культуры – она активно используется, например, в рекламных плакатах.

Даже удивительно, насколько живучи оказываются вроде бы вдрызг раскритикованные попытки воссоздать в лабораторных условиях работу, возможно, самого сложного объекта во Вселенной – мозга человека. Так, Фрэнсис Крик, один из легендарных первооткрывателей двойной спирали ДНК, заметил как-то: «Поразительная гипотеза состоит в том, что ваши радости и печали, ваши воспоминания и амбиции, ваше чувство собственного «Я» и свобода воли – все это фактически не более чем проявление деятельности огромного комплекса нервных клеток и связанных с ними молекул. Как выразила бы это Алиса из сказок Льюиса Кэрролла, вы просто мешок нейронов».

Вот именно работу этого «мешка нейронов» и попробуют смоделировать исследователи из Политехнической школы Лозанны (EPFL). Желание разобраться в том, что же происходит внутри черепной коробки человека, занятого, например, изучением содержимого этой черепной коробки, было настолько велико, что EPFL приобрела у IBM суперкомпьютер Blue Gene. Удовольствие это, надо сказать, не из самых дешевых: в 2003 году модели Blue Gene/L продавались по цене 2 млн. долларов за 1024-процессорный блок. (В только что опубликованном рейтинге Топ-500 суперкомпьютеров мира Blue Gene/L даже в недостроенном виде показал очередной рекордный результат – 136,8 терафлопса (триллионов операций в секунду).)

Теперь на «Голубом Гене» попытаются воспроизвести функции мозга. Швейцарцы, в частности, собираются смоделировать электрохимические процессы, происходящие в неокортексе («новой мозговой коре»). Первым предметом изучения станет достаточно малый участок коры – изолированная колонка нервных клеток. Каждый из 4096 процессоров 23-терафлопового суперкомпьютера будет изображать отдельный нейрон. В будущем предполагается создать полноценные трехмерные модели обширных областей мозга. Заявленная цель исследования достаточно серьезна – установить механизмы памяти, восприятия и причины возникновения сложных психических расстройств.

Впрочем, сказать «достаточно серьезна» – ничего не сказать. В принципе такое моделирование действительно возможно. Физическая модель в данном случае вроде бы очевидна. Любой нейрон, на входы которого поступит сигнал от сработавшего соседа, примет этот сигнал и соответственно изменит уровень своей активности. Все просто, если бы не одно «но»┘ Андрей Коротков, специалист в области структурной лингвистики, искусственных языков и информационных технологий в своей книге «Послесловие к матрице: виртуальные миры или искусственная жизнь» (2004 г.) приводит оценку вычислительной мощности одного нейрона. «Представьте себе суперкомпьютер, – пишет Коротков, – который будет содержать 20 млрд. самых современных процессоров, соединенных с помощью 100 трлн. кабелей, и вы приблизитесь к пониманию того, сколь это сложно. Это означает, что один-единственный человек – вы, например, – находится на том же уровне, что вся вычислительная мощь компьютеров». В общем, если бы мозг был достаточно прост, чтобы его можно было понять, мы были бы слишком тупыми, чтобы понять это.

Достаточно сдержанную оценку перспектив моделирования «в лоб» процессов в мозге человека высказал в беседе с корреспондентом «НГТ» и директор РосНИИ искусственного интеллекта Александр Нариньяни. «С одной стороны, использование суперкомпьютеров для больших и сложных задач – дело нормальное (например, исследовали молекулярную динамику белков – если адекватная модель есть, то от такого исследования может быть толк), с другой – качество модели отдельного нейрона: тут естественны большие сомнения. – подчеркнул Александр Нариньяни. – Конечно, даже грубая аппроксимация, если она удачна, может дать интересные результаты, но вот насколько эта аппроксимация будет удачной, может показать только эксперимент. Хотя вряд ли авторы признаются в неудачной трате таких денег и пустом пиаре. Все равно сделают хорошую мину».

Все это так. И все-таки┘ Не забудем во всех наших расчетах и мнение выдающегося британского биолога Ричарда Докинза: «Нет никакой жизненной силы, влекомой духом, нет пульсирующего, колышущегося, множащегося, протоплазменного загадочного студенистого вещества. Жизнь – это биты, биты и биты цифровой информации».