The main problems of neurobiology

Главные проблемы нейробиологии

“Мозг является своеобразным компьютером, хотя большинство его свойств пока остаётся непознанным. Охарактеризовать мозг как компьютер далеко не просто, и такие попытки не следует считать излишней вольностью.”

[Черчленд, Черчленд, 1990]

Термин „мышление” в современной физиологии практически не используется. Применяется термин „высшая нервная деятельность”, под которым понимается „совокупность взаимосвязанных нервных процессов, происходящих в высших отделах центральной нервной системы и обеспечивающих протекание поведенческих реакций животных и человека.” [Чайченко, Харченко, 1981]

В таком термине отразилась приземлённость нейрофизиологии ХХ-го века, которая, по существу, и не замахивалась на выяснение биологической природы высших проявлений человеческого разума.

К „поведенческим реакциям” трудно свести гениальные творения поэтов и художников, фантастические научные открытия и талантливые инженерные разработки. Искусственное снижение планки высшей нервной деятельности призвано было скрыть тот неприятный факт, что нейрофизиологи не могут разобраться даже в природе собачьего условного рефлекса, как в целостном физиологическом процессе.

Чтобы разорвать заколдованный круг „загадок мозга”, нужно, прежде всего, понять основные принципы его работы. К сожалению, даже для формулировки вопросов, ждущих решения, приходится выходить за

that neurobiological investigations provide very little material for understanding the mechanisms of instantaneous solution of such problems by the human brain.

Actually, in the modern physiology the term “thinking” is not of common use. The term “higher nervous activity” is used instead, which means “a set of interrelated nervous processes that take place in higher parts of the central nervous system and enable the occurrence of behavioral responses of animals and human being.” [Chaichenko, Kharchenko, 1981].

This term reflects a limited nature of neurophysiology of the XXth century, which in fact was not aimed at investigating the biological essence of higher forms of the human mind.

The greatest work of poets and artists, fantastic scientific discoveries and fine engineering developments can be hardly referred to as “behavioral responses”. The artificial lowering of higher nervous activity was aimed at hiding the unpleasant fact that neurophysiologists could not even gain an understanding of the nature of dog’s conditioned reflex as the integral physiological process.

To break the magic circle of the “puzzles of brain”, one must understand the key principles of its functioning. Unfortunately, even to formulate the questions to be answered, one must go beyond the boundaries of neurobiological

пределы нейробиологической терминологии, что само по себе свидетельствует об узости этой науки в её сегодняшней трактовке и о необходимости расширения её границ.

Попытаемся перечислить эти вопросы.

Какая математическая операция лежит в основе работы мозга? Использует ли мозг одну базовую операцию (как вся работа персональных компьютеров основана на сложении двоичных чисел) или несколько разных математических операций?

Какие вообще математические операции необходимы, чтобы обеспечить все известные нам виды мышления? Действительно ли математические операции, которые мы находим у мозга, способны охватить все известные нам случаи мышления, вплоть до художественного творчества, гениальных озарений, пионерских открытий?

Как именно мозг выполняет свои математические операции? Какие особенности анатомии и физиологии он здесь использует?

В каком виде представлена сенсорная информация в момент выполнения математических операций? Как и в каком виде переносится информация из одной части мозга в другую?

Как используется память, что в ней запоминается и в каком виде? Как адресуется информация в памяти?

Является ли мозг единой рассредоточенной вычислительной системой или же в нём можно выделить несколько отдельных, хотя и связанных друг с другом, процессоров? Если в нём несколько процессоров, то сколько их? Как они выглядят анатомически?

Выполняет ли мозг свои вычисления непрерывно или же он действует циклически, обрабатывая каждый раз некоторую порцию информации? Если циклически, то как часто следуют эти циклы, какой объём информации обрабатывается за один раз?

Где лежит граница между сознательным и бессознательным компонентами мышления?

Где проходит водораздел между человеческим разумом и „разумом” вычислительной машины? Благодаря какому отличию информационных процессов мозг человека понимает смысл воспринимаемой информации, тогда как машина манипулирует

terminology, that shows the limited nature of this science in its today’s interpretation and speaks of the need to broaden its limits.

Let us try to list those questions.

What mathematical operation forms the basis of the brain functioning? Does the brain use one primirive operation (like the entire operation of personal computers that is based on adding binary numbers) or several different mathematical operations?

What mathematical operations are needed in general so that to provide the known types of thinking? Is it true that mathematical operations that we find in the brain are capable to cover all the known cases of thinking, including the art works, aha factors, pioneer discoveries, etc.?

How does the brain perform its mathematical operations? What specific features of anatomy and physiology does it use for that?

In what way is the sensory information presented at the moment of performing mathematical operation? How and in what form is the information transferred from one part of the brain to another?

How the memory is used, what is stored in it and in what form? How the information is being addressed in memory?

Is the brain a uniform distributed computing system or it consists of several individual but interrelated processors? If it has several processors, then how many of them? How they look like in terms of anatomy?

Does the brain perform its computations continuously or it works in cycles, each time processing some portion of information? If in cycles, then how frequent are those cycles and what amount of information can be processed at one time?

Where lies the boundary between the conscious and unconscious (instinctive) components of thinking?

Where lies the divide line between the human mind and computer’s “mind”? Due to what difference of information processes can the human brain understand the sense of perceived information, while a computer manipulates

символами, не вникая в их смысловое содержание?

В чём отличие между мозгом человека и мозгом других животных? Насколько оно принципиально?

В последующих разделах данной части книги будет изложена концепция, дающая принципиальные ответы на эти непростые вопросы. Высказываемые автором положения являются в значительной степени гипотетическими, но главные из них имеют довольно прочные основания и близки к уровню подробной теории. Менее подкреплённые гипотезы намеренно выделены автором в отдельные главы (см. гл. 3.4.9., 3.4.10.) и вынесены в конец третьей части книги.

Дата добавления: 2015-06-04