Как получить бытие из сознания

Иллюстрация: Сандро Боттичелли/Wikipedia

О том, как связано бытие и сознание, философы всегда рассуждали столь путано и туманно, что постепенно все перестали воспринимать их всерьез. Вот, например, марксистский диалектический материализм учил — уныло, долго и безраздельно учил всех студентов СССР — что «сознание есть отражение». Ясно, что он либо имел в виду что-то очень абстрактное и малосодержательное, либо попросту врал. Потому что, если понимать слова буквально, никакого отражения в человеческой голове нет. 

Когда вы видите, например, своего друга Васю, то последнее место, где возникает маленькое перевернутое отражение Васи, — это сетчатка вашего глаза. А дальше, во мраке мозга, нет уже ровным счетом ничего, хоть чем-то напоминающего Васю. Там происходит нечто совершенно другое — какие-то трансмембранные потенциалы, движения ионов, молекулы нейротрансмиттеров. Изучай их сколько хочешь, но тебе ни за что не удастся из этой мешанины восстановить облик того Васи, о котором в этот момент заблагорассудилось вспомнить хозяину мозга.

«Человеческая мысль ничем не похожа на то, о чем эта мысль» — этот неоспоримый тезис взяли на вооружение уже отнюдь не марксисты, а философы совсем другого толка. Вы могли, например, читать об этом у К. С. Льюиса, или у каких-то других любителей всюду протаскивать поповщину. В приличном кругу их еще называют идеалистами. Но мы зря потеряем время на объяснение их позиции, потому что скоро, видимо, ситуация изменится. 

Дело в том, что естественные науки, следуя своей привычке никогда не слушать философов, вроде бы нашли, как мысль однозначно связана с тем, о чем эта мысль. А именно, они нашли во мраке человеческого* мозга вышеупомянутого Васю. И хоть этот Вася действительно ничем не похож на настоящего, они (то есть нейрофизиологи) научились расшифровывать всякие мозговые явления настолько достоверно, что облик Васи вырисовывается из них с потрясающей отчетливостью. 

Речь идет именно о распознавании лиц; вернее — о сенсационной работе, опубликованной в этом месяце в журнале Cell. Но для начала лучше покажем картинки.

New Scientist, фото предоставлены доктором Дорис Цао, соавтором исследования

Если придерживаться принятой у нас с вами терминологии, то слева — настоящие Васи, а справа их облик, реконструированный Лэ Чаном и Дорис Цао из Калтеха на основании нейронной активности в мозгах макак-резусов. 

Какие именно части мозга задействованы у людей в распознавании лиц, было известно уже довольно давно, но авторам исследования пришлось повторить эти опыты на макаках. Обезьянам показывали разные предметы, в том числе и человеческие лица, и с помощью магнитной томографии в конце концов нашли район мозга, который оставался равнодушным, что бы ему ни предъявили, — кроме человеческого лица.

А затем обезьянышам стали показывать одно за одним человеческие лица, общим числом две тысячи. Тем временем в их крошечный мозг были вставлены электроды, которые фиксировали активность нейронов. Всего-то 205 нейронов пришлось проанализировать в этой работе, прошу обратить внимание на эту скромную цифру (а всего в мозгу у макаки несколько миллиардов нейронов).

Кроме активности нейронов, ученые фиксировали параметры лиц. Этих параметров насчитали пятьдесят, от оттенка кожи до расстояния между глазами и высоты лба. Потом осталось только попросить компьютер сравнить оба эти массива данных. Выяснилось, что многие из двух сотен выбранных нейронов реагируют только на один или небольшое число параметров антропометрии, причем общая картина активности всех двух сотен нейронов соответствует чертам лица. 

Но это все было бы не слишком сенсационно, если бы не последний этап: теперь ученые использовали свои данные о возбуждении нейронов, чтобы попытаться восстановить облик лица, которое увидела испытуемая макака. Если тут среди нас есть математики, то можно сказать им так: человеческие лица компьютер рассматривал как точки в 50-мерном пространстве, и для вычисления координат этих точек использовались значения 205 параметров — активности нейронов в «лицевой области». И вот эти-то результаты вы и можете видеть на вышеприведенной картинке. Они ошеломляют: лица удалось реконструировать с фантастической точностью.

Человеку с воображением (а особенно со склонностью к праздному философствованию) не надо объяснять, насколько это круто: зафиксировать в голове «мысль» и по ее «внешнему виду» с достоверностью восстановить, о чем она. Но, кроме этого милого нашему сердцу эмоционально-философского аспекта, тут есть еще и простой естественно-научный аспект. Нейрофизиологи давно уже пытаются догадаться, как мозг распознает образы, в особенности лица. До этой публикации ученый консенсус выглядел примерно так: отдельные нейроны кодируют знакомые лица. Новое лицо оценивается по сходству с теми, которые мозг уже помнит. Это не очень экономно с алгоритмической точки зрения, ну так природа никогда и не пыталась никого поразить своим программистским гением, у нее все сделано громоздко, избыточно, нелогично, зато надежно. 

А оказалось, что в данном случае природа шла практически тем же путем, что и все современные программы распознавания лиц — от общего к частному путем постепенной детализации (именно поэтому, видимо, компьютеру и оказалось настолько легко хакнуть этот код). Отсюда и фантастическая экономичность: всего 205 нейронов практически решают задачу. Надо думать, если добавить к ним еще сотню, которых ученые не заметили, точность станет стопроцентной. Остальным миллиардам нейронов остается заниматься другими задачами, и если они работают по таким же ясным и экономичным алгоритмам, становится понятнее, отчего мы с вами такие умные.

Прочитать об этой работе на чистом английском языке можно, к примеру, здесь или здесь. А прочитав, самое время поразмышлять, сколько еще сюрпризов принесет нам нейрофизиология за те годы, что осталось нам прожить на этой земле. Если кто-то собирался, выйдя на пенсию, лежать в гамаке со стаканом холодного пива и философствовать, возможно, его ждет неприятный сюрприз. То есть пива-то будет в избытке, а вот философствовать станет уже не о чем. Зато вы сможете сколько угодно сожалеть, что посвятили свою жизнь не науке, а какой-то праздной чепухе. И в результате так и не успели понять и прочувствовать, как просто и гениально устроен мир.

* Примечание: То, что в описанном исследовании вместо человеческих мозгов использовались мозги макак-резусов, ничего по существу не меняет.