Розділ 14: "Мозок як суперкомп'ютер"

Під час наступної зустрічі Аліса, Професор Біт і Байт вирушили в незвичайне місце — міський музей науки, де була виставка про людський мозок.

— Знаєш, Алісо, — почав Професор, коли вони зупинились перед величезною моделлю мозку, — ми довго говорили про комп'ютери, але ще не обговорили найдивовижніший комп'ютер у всесвіті — той, що знаходиться у тебе в голові.

Аліса здивовано подивилась на Професора:
— Ви про мозок? Невже він схожий на комп'ютер?

— У певному сенсі, так, — кивнув Професор. — Хоча людський мозок і комп'ютер влаштовані по-різному, між ними є багато спільного. І, можливо, найцікавіше — твій мозок у багатьох речах перевершує навіть найпотужніші комп'ютери у світі!

— Справді? — очі Аліси розширились від здивування. — Чим же він кращий?

Логік, що сиділа на плечі Професора, розправила крила:
— Почнемо з того, що твій мозок важить близько 1,5 кілограмів, споживає енергії менше, ніж лампочка (всього близько 20 ват), але при цьому містить приблизно 86 мільярдів нейронів, які утворюють понад 100 трильйонів зв'язків!

Байт видав звук, схожий на присвист:
— Це більше, ніж зірок у нашій галактиці!

Професор підвів Алісу до інтерактивного екрану, на якому була зображена схема мозку з різними кольоровими зонами.

— Дивись, Алісо, мозок — це не просто однорідна маса. Він складається з різних частин, кожна з яких виконує свої функції, як різні компоненти комп'ютера.

Професор вказав на різні зони:

— Ось лобова частка — тут відбувається планування, прийняття рішень і контроль поведінки. Це як центральний процесор комп'ютера. А ось потилична частка — вона відповідає за обробку зорової інформації, як відеокарта в комп'ютері. Скронева частка обробляє звуки і бере участь у формуванні пам'яті, а тім'яна — відповідає за обробку сенсорної інформації і просторове мислення.

— А що найголовніше в мозку? — запитала Аліса.

— Найдивовижніше в мозку — це нейрони, — відповів Професор. — Це спеціальні клітини, які передають і обробляють інформацію.

Байт вивів на свій екран зображення нейрона:

— Дивись, нейрон схожий на дерево з безліччю гілок. У нього є дендрити — відростки, які приймають сигнали від інших нейронів, тіло клітини, де ці сигнали обробляються, і аксон — довгий відросток, по якому сигнали передаються далі.

— А як нейрони передають інформацію? — зацікавилась Аліса.

— Електричними імпульсами і хімічними речовинами, — пояснив Професор. — Коли нейрон отримує достатньо сигналів від інших нейронів, він активується і посилає свій власний електричний імпульс по аксону. На кінці аксона виділяються спеціальні хімічні речовини — нейромедіатори, які перетинають невеликий проміжок, званий синапсом, і впливають на наступний нейрон.

— Це схоже на те, як транзистори в комп'ютері передають електричні сигнали! — вигукнула Аліса.

— Правильно помічено! — похвалив Професор. — І транзистори, і нейрони працюють за принципом "увімкнено-вимкнено", хоча насправді нейрони набагато складніші і можуть мати різний ступінь активації.

Логік додала:
— Ключова відмінність у тому, що транзистори в комп'ютері працюють за строго визначеними правилами і виконують конкретні операції. А нейрони можуть змінювати свої зв'язки і способи обробки інформації. Це називається нейропластичністю.

— Нейропла... що? — перепитала Аліса.

— Нейропластичність, — посміхнувся Професор. — Це здатність мозку змінюватись і адаптуватись. Коли ти вчишся чомусь новому, у твоєму мозку формуються нові зв'язки між нейронами. Чим більше ти практикуєшся, тим сильнішими стають ці зв'язки. Це як протоптувати стежку через поле — чим частіше по ній ходиш, тим вона стає помітнішою.

— Тому я повинна багато тренуватись, щоб навчитися програмувати? — запитала Аліса.

— Саме так! — кивнув Професор. — І не тільки програмувати. Будь-яка навичка розвивається так: гра на музичному інструменті, спорт, малювання, вивчення мов — все це створює і зміцнює нейронні зв'язки у твоєму мозку.

Байт підкотився до інтерактивного експонату, де можна було спостерігати за активністю мозку при різних заняттях.

— Подивись, Алісо, — вказав він на екран. — Коли людина розв'язує математичну задачу, активуються одні ділянки мозку. Коли слухає музику — інші. А коли малює — треті. Але найцікавіше відбувається, коли людина займається кількома видами діяльності одночасно — наприклад, грає на піаніно. Тоді задіяно одразу багато зон: моторна кора керує рухами пальців, слухова кора аналізує звуки, лобові частки слідкують за послідовністю нот, і так далі.

— Давайте порівняємо мозок і комп'ютер детальніше, — запропонував Професор.

Схожість:

1. Обидва отримують інформацію ззовні (введення)
2. Обидва обробляють інформацію
3. Обидва зберігають інформацію (пам'ять)
4. Обидва видають результати обробки (виведення)
5. Обидва використовують електричні сигнали

Відмінності:

1. Швидкість: Комп'ютери виконують прості обчислення набагато швидше мозку
2. Пам'ять: Комп'ютери зберігають інформацію точно, а мозок може спотворювати спогади
3. Енергоефективність: Мозок споживає близько 20 ват, а суперкомп'ютери — мегавати
4. Навчання: Мозок вчиться самостійно, а комп'ютер потрібно програмувати
5. Креативність: Мозок творить і вигадує нове, комп'ютери суворо слідують алгоритмам
6. Паралельність: Мозок обробляє безліч сигналів одночасно, а більшість комп'ютерів — послідовно

Він на мить замовк і тихо прочитав:

В черепной коробке — целый свет,
Миллиарды тонких проводов.
Нет системы вычислительней, чем эта:
Твой разум — среди лучших из миров.

Каждый нейрон — крошечный мосток,
Связь рождается от мысли в мысль.
Чем ты чаще проходишь этот путь,
Тем тропинка в голове видней.

Он не дремлет даже в тишине:
Слышит, видит, помнит и творит.
Суперкомпьютер живёт в тебе —
И ничто его не повторит.

— Виходить, мозок і кращий, і гірший за комп'ютер? — уточнила Аліса.

— Правильніше сказати, що вони різні і доповнюють один одного, — відповів Професор. — Наприклад, комп'ютер може миттєво перемножити два великі числа, а мозку це складно. Але мозок з легкістю впізнає обличчя друга в натовпі, а для комп'ютера це складна задача.

— А чи зможе колись комп'ютер стати розумнішим за людину? — запитала Аліса.

— Це складне питання, — замислено відповів Професор. — Комп'ютери стають все потужнішими, і вчені намагаються створювати програми, що імітують роботу мозку. Але людська свідомість, емоції, інтуїція — все це поки що залишається загадкою навіть для науки.

Логік додала:
— Багато вчених вважають, що найкращий шлях — це не змагання між мозком і комп'ютером, а їх співпраця. Людина і машина разом здатні на більше, ніж окремо.

— Як Байт допомагає нам вчитися програмуванню! — здогадалась Аліса.

— Саме так! — посміхнувся Професор. — І в наступному розділі ми детальніше поговоримо про те, як працюють думки і пам'ять, і як наш мозок зберігає і обробляє інформацію.