Жива мрежа – дайте на мозъка данни и той ще създаде свят

  След „Мозъкът. Това си ти“ невроученият Дейвид Игълман идва с „Жива мрежа“, още една чудесна и образователна книга от един не само прекрасен популяризатор на науката, но и практик, който пряко използва научните пробиви, за да помага на хора в нужда. В тази той показва множество хитроумни начини, по които може да се преконфигурира начинът, по който човешкият мозък получава информация, за да замести липсващи сетива например – слепи да „виждат“ с езика си, глухи да „чуват“ с кожата си, и това не е фантазия, а просто прилагане на изумителните възможности в мозъка, които невронауката разкрива. А пътем формулира и крайно интересна теория за сънищата, която включва война между различните мозъчни части. И само като бонус – Игълма е научен консултант на сериала „Западен свят“ 🙂

    Както винаги, в текста си за такъв тип книги се осланям предимно на думите на автора, защото той най-добре може да опише материята си. Тук Игълман се стреми да ни покаже мозъка като жужаща, постоянно работеща машина, която е много повече от сбора на отделните си части, които обаче далеч не може да се каже, че работят в някакъв идиличен синхрон:

Мозъкът е динамична система, по­стоянно променяща собствените си схеми, за да отговарят те на изискванията на средата и способностите на тялото. Ако имахте вълшебна видеокамера, която да се вмъкне и да заснеме живия ми­кроскопичен космос вътре в черепа, щяхте да видите как пипало­видните удължения на невроните се протягат наоколо си, опипват, блъскат се едни в други, търсят подходящите връзки, които да об­разуват или откажат, като граждани на една страна, които създават приятелства, бракове, съседства, политически партии, вендети и социални мрежи. Представяйте си мозъка като жива общност от три­лиони преплитащи се организми. Много по-удивителен от учебни­карска картинка, мозъкът е загадъчен тип изчислителен материал, жива триизмерна тъкан, която се размества, реагира и настройва, за да увеличи максимално ефективността си. Сложната конфигурация от връзки в мозъка – неговите схеми на свързване – е пълна с живот: връзките между невроните неспирно процъфтяват, умират и се пре­конфигурират. Вие сте различен човек от онзи, който сте били мина­лата година по същото време, защото грамадният килим на мозъка ви се е преизтъкал в нещо ново.

  Той силно набляга на това, че в главите ни се води постоянна война, която именно ни изгражда и променя през десетилетията, казвайки: „Мозъкът разпределя ресурсите си съобразно важността и го пра­ви, прилагайки съперничество на живот и смърт между всички части, които го изграждат.“ Именно в тази посока е и теорията му за сънуването, която той сумира накратко:

Нашата хипотеза е, че сънуването съществува, за да предпазва зрителната кора от превземане от страна на съседните области. В края на краищата въртенето на планетата не засяга нищо в способността ви да докосвате, чувате, вкусвате или помирисвате – само зрението страда в тъмнината. В резултат на това зрителната кора всяка нощ се оказва в опасност да бъде превзета от другите сетива. А предвид изне­надващата бързина, с която могат да станат промените в територията (припомнете си онези 40 до 60 минути, за които току-що научихме), заплахата е сериозна. Сънищата са средството, чрез което зрителната кора предотвратява превземането.

    Идеята на Игълман е, че всъщност ние ставаме това, което получаваме като информация – че мозъкът няма естествена предразположеност към един или друг тип информация, а обратно, това, което му се подава, оформя невроните и самите нас в крайна сметка.

Погледнете ли мозъчната кора, тя изглежда приблизително ед­накво, накъдето и да кръстосвате издатините и вдлъбнатините ѝ. Но когато видим мозъка на скенер или пъхнем миниатюрни електроди в желеподобната му маса, откриваме, че в различните региони се крият различни видове информация. Тези разлики са позволили на невроучените да поставят етикети на областите: този регион е за зрението, онзи за слуха, този за допира от палеца на левия крак и т.н. Ами ако областите стават това, което са, само поради входните си сигнали? Ами ако „зрителната“ кора е зрителна само заради данните, които по­лучава? Ами ако специализацията се развива по-скоро от особености­те на постъпващите данни, отколкото от предварителната генетична спецификация на модулите? При такъв подход мозъчната кора е об­щоцелева машина за обработка на данни. Подайте ѝ данни и тя ще ги смели и ще извлече статистически закономерности. С други думи, тя приема с готовност всякакви входни сигнали, включени в нея, и изпълнява върху тях едни и същи основни алгоритми. Според този възглед никоя част от мозъчната кора не е предопределена да бъде зрителна, слухова и пр. Така че дали един организъм иска да засича въздушно налягане или фотони, всичко, което трябва да направи, е да включи в мозъчната кора снопа влакна с постъпващите сигнали и шестслойна­та машина ще задейства един много общ алгоритъм за извличане на съответния тип информация. Данните създават областта.

   И точно въз основа на това той описва толкова интереснитре механизми, с които хора „виждат“ с езика си, или пък „чуват“ с кожата си, а прогнозира и че е възможно в близкото бъдеще да се създават цели нови сетива: „В хода на еволюцията, ако случайни генетични мутации успеят да преобразуват някакъв източник на информация в електрически сигнали, мозъкът може да ги третира като „плъг енд плей“, дешифрирайки постъпва­щата информация, каквато и да е тя. Включете очи в някой участък от мозъчната кора и той ще стане зрителна кора, включете в него уши и той ще стане слухова кора, включете кожа и ще стане соматосетив­на. Това разкрива един от големите трикове на природата – за да се възползва от нови енергийни източници от света, тя няма нужда всеки път да препроектира мозъка от нула. Вместо това трябва само да про­ектира нови периферни устройства – сензори за светлина, скоросто­мери, сензори за налягане, топлинни ямки, електрорецепция, магне­тит, пръстоподобни носове или каквото още успее да измисли.“

     Бях силно улеснен да сумирам основното послание на „Жива мрежа“ – Игълман сам го прави в седем представителни точки:

Според мен живото свързване е може би най-великолепното яв­ление в биологията. В тази книга аз се постарах да сведа основните черти на живото свързване до седем принципа:

1. Отразяване на света. Мозъкът се съгласува с входните си данни.

2. Увиване около входните сигнали. Мозъкът се възползва от постъпващата информация, каквато и да е тя.

3. Управление на всякаква апаратура. Мозъкът се научава да контролира всеки телесен план, в който е открил, че се намира.

4. Запазване на важното. Мозъкът разпределя ресурсите си според значимостта.

5. Закрепване на стабилната информация. Някои части на мозъка са по-гъвкави от други в зависимост от входните сигнали.

6. Борба или смърт. Пластичността възниква от борбата за оце­ляване на частите на системата.

7. Движение към данните. Мозъкът изгражда вътрешен модел на света и го коригира, когато предсказанията са неверни.

    Но в книгата има и много повече – описани са различни причудливи мозъчни състояния, как мозъкът се самоизгражда в младите години, как сетивата могат да се разместват, защо мозъкът се променя с опита и какво обяснява това, защо влюбените чувстват, че губят част от себе си, ако загубят обекта на чувствата си, опит за обясняване на рака като сбъркана пластичност, запазването и губенето на спомените и още, и още… в „Жива мрежа“ Игълман прави показно как науката може да бъде обяснена достъпно, без да губи своята истинност, както и показва какви невероятни открития се трупат около ни и как те прокарват път към едно все по-странно бъдеще.