Научатся ли нейробиологи читать мысли и разгадают ли загадку свободы воли?

Если сравнить наши знания о мозге полвека назад и сейчас, можно удивиться, как много и в то же время мало стало известно с тех пор. Очень многое стало известно и о деталях различных физиологических механизмов здорового мозга, и о том, как развиваются болезни мозга. Удалось разработать немало методов диагностики и лечения таких болезней.

Но почти так же, как и 50 лет назад, мы совсем немногое можем сказать о том, какие механизмы лежат в основе внимания или памяти, и в особенности в основе логического мышления и нашего субъективного опыта — сознания. И, несмотря на немалое число остроумных исследований произвольных (волевых) действий, в которых получают яркие и нередко парадоксальные результаты, мы можем лишь гадать, обеспечивает ли мозг свободу воли на самом деле или лишь создает иллюзию свободы воли.

Я подозреваю, что и следующие 50 лет не позволят получить четкое понимание мозговых механизмов всех этих психических феноменов, казалось бы, так хорошо доступных нам «изнутри мозга», с позиции интроспективного наблюдателя.

Дело в том, что даже при наличии возможности максимально подробно наблюдать (с помощью вживленных электродов, оптогенетических методов или как-то еще) работу мозговых клеток — нейронов и клеток глии — мы должны иметь дополнительные зацепки для проникновения в смысл тех или иных феноменов.

Такие зацепки у нас есть тогда, когда изучаемый участок мозга достаточно близко связан с его «входами» (мест «подключения» нервов, идущих от органов чувств) и «выходами» (откуда идут пути к мотонейронам спинного мозга, управляющим мышцами): в точно известное нам время мы можем подавать сигналы (стимулы) с точно известными нам характеристиками и смотреть, как мозг воспринимает заключенную в них информацию; или же мы можем смотреть, какие события в мозге предшествуют сокращениям мышц, время которого можно объективно регистрировать также с большой точностью.

Но когда нас интересует то, что происходит в мозге без привязки к событиям внешнего мира, например, каким пространственно-временным паттернам работы нейронов соответствуют те или иные мысли, оказывается, что зацепиться почти не за что. Мы можем спрашивать человека, участвующего в эксперименте, какая мысль только что пришла ему в голову, но его рассказ неизбежно будет гораздо менее точным, чем объективно фиксируемая информация о стимулах и о мышечных действиях.

И как раз те методы, которые позволяют наиболее точно отслеживать работу клеток мозга, нельзя использовать в исследованиях на человеке из-за связанного с ними повреждения мозга. Ну а животные, увы, не могут рассказывать нам о своем субъективном опыте. Более того, в нашем сознании отражается, по-видимому, лишь очень небольшая часть того, что происходит в мозге: есть серьезные основания считать, что множество важных процессов идет бессознательно.

Можно было бы прийти к выводу, что эти методические и методологические проблемы не удастся преодолеть и за 50 лет. Однако уже сейчас есть тенденции, которые дают надежду на их успешное решение, наверное, неполное, но всё же существенно продвигающее наше понимание.

Во-первых, пришло осознание необходимости разработки новых методов нейронаучного исследования. Именно этому в первую очередь посвящена американская BRAIN Initiative — долговременная программа развития нейронаук с огромным бюджетом, принятая при президенте США Бараке Обаме. Хотя большинство разрабатываемых в ее рамках технологий нельзя использовать в работе с человеком, само по себе такое внимание к методическим разработкам с большой вероятностью может привести к прорывам и в создании методов исследования мозга человека.

Во-вторых, быстрое развитие технологий искусственных нейросетей может привести к появлению принципиально новых возможностей в моделировании мозговых механизмов мышления и психики.

Наконец, и неуклонно растущий интерес к загадкам сознания и свободы воли, и более приземленное желание позаимствовать принципы работы мозга для создания искусственного интеллекта, способного выйти за рамки задач классификации и их производных (которыми, по сути, ограничиваются все фантастические успехи нынешних искусственных «глубоких» нейросетей), всё больше стимулируют творческую энергию междисциплинарных команд исследователей, и можно ожидать возникновения исследовательских подходов, которые позволят подойти к исследованию мозга совершенно по-новому.

Поэтому я думаю, что за следующие 50 лет мы узнаем о мозговых механизмах мышления и психики намного больше, чем не только за предыдущие полвека, но и, может быть, за всю историю нейронаук.

В результате этих исследований мы наверняка будем гораздо больше знать о том, какие физиологические явления обеспечивают восприятие, внимание, память, язык, мышление. Более того, исследования их мозговых механизмов, возможно, приведут к дополнению этих традиционных понятий когнитивной ­психологии совершенно новыми кирпичиками психики, выведенными аналитически из результатов этих исследований.

С большой вероятностью удастся «читать мысли», хотя и неточно, и далеко не все. И, что, на мой взгляд, куда интереснее: удастся «считывать» различную информацию из бессознательных процессов. (Такие возможности залезания в сугубо приватное пространство могут вызывать серьезное беспокойство, но вряд ли их можно будет реализовывать во всей ­полноте, если сам хозяин мыслей не ­согласится дать к ним доступ, ведь его активное участие наверняка потребуется для индивидуальной настройки декодирующей системы, а без нее понимание «внутренних кодов», по-видимому, будет возможным лишь на самом примитивном уровне — как сейчас без индивидуальной настройки «декодера» можно определять, например, повышенное внимание к стимулу.)

Вот чего я меньше всего ожидаю через 50 лет — это достижение глубокого и высокоэффективного соединения мозга с компьютерами, которое обещает нам Илон Маск. Сами по себе эксперименты по созданию прямых каналов связи мозга и машин, безусловно, интересны, и в них, вероятно, удастся выйти на совершенно новые возможности, о которых мы сейчас даже и не догадываемся. Однако надо иметь в виду, что существующие «входы» и «выходы» мозга чрезвычайно тщательно отлажены эволюцией, и не очень высока вероятность того, что через новые, искусственные «входы» и «выходы», создаваемые интерфейсом, можно будет надежно передавать даже такие же объемы информации, которые допускают естественные «входы» и «выходы» мозга.

Более того, если мы надеемся с помощью интерфейса значительно ускорить взаимодействие человека и машины, мы должны учитывать, что человеческое сознание просто не сможет отслеживать слишком большие потоки информации, идущие через интерфейс. Оно просто не будет успевать проверять, соответствует ли то, как интерфейс понял волю человека, его действительным намерениям! (Читатели могут сами пофантазировать на тему о том, стоит ли давать интерфейсу возможность интерпретировать желания и мотивы человека, не проявившиеся на сознательном уровне, в условиях, когда человек не всегда контролирует их понимание и реализацию машиной.)

Сергей Шишкин, нейробиолог, начальник лаборатории
нейрокогнитивных технологий НИЦ «Курчатовский институт»