М0ZГ!

Спецвыпуск Xakep, номер #008, стр. 008-006-1

Федор Добрянский (Dr.Cod@online.ru)

Если ты открыл этот номер, то, вероятно, тебя интересуют психология и компьютеры. Думаю, ты даже интуитивно чувствуешь схожесть мозга и процессора. Но почему же до сих пор не создан искусственный интеллект? Почему до сих пор компьютер не научился в совершенстве видеть, слышать, ориентироваться на местности? Чем вообще занимаются исследователи мозга и сенсорных систем?

Давай заглянем с тобой в лабораторию обработки сенсорной информации. Здесь изучают зрение и слух, здесь пытаются понять, как мозг, подобно процессору, перерабатывает информацию. И именно здесь мне на многое открыли глаза, и у тебя тоже есть шанс =)...

Нам с тобой сегодня везет, ведь мы увидим несколько очень интересных экспериментов со зрением.

Зрение рыб

В небольшом пластиковом аквариуме с системой жизнеобеспечения находится рыбка. В рот ей вставлена трубочка искусственного дыхания. Через эту трубочку организм получает обогащенную кислородом воду.

Исследователь с помощью специального аппарата отводит сигнал от определенных областей мозга. Этот сигнал можно увидеть на миниатюрном индикаторе с зеленым экраном (осциллографе) и можно услышать через небольшой динамик.

Палочкой с черненьким кружочком на конце легко определить, за какую область глаза отвечает участок мозга, который мы сканируем. Мы просто машем рядом с рыбьим глазом палочкой, пока не услышим тарахтения в динамике. Это клетки мозга откликаются на импульсы, полученные из области глаза, которая уловила движения черного кружочка.

После того как мы нашли эту область (рецептивное поле), с помощью зеркала переносим ее на плоскость столика. Столик управляется компьютером, который в определенной последовательности может подавать на него разные листы с изображениями. Вместо столика иногда используют монитор. Все это нужно, чтобы изучить, как мозг реагирует на разные стимулы.

Экспериментируя дальше, мы находим несколько типов клеток мозга: они реагируют на движения темного пятна только в одну сторону, такое пятно может быть едой. Есть группы клеток, которые реагируют на движение темной границы, так может выглядеть тень хищника. Некоторые участки мозга отличают оттенки, другие реагируют на группу пятен, это может быть окружающий рыбу фон.

Все эти сигналы мы можем увидеть на индикаторе и услышать в динамике. Мы слышим и видим, как разговаривают между собой разные блоки мозга. Далее становится сложнее, поскольку эти простые образы идут к более сложным участкам мозга, там объединяются и анализируются как единое целое. И тогда существо решает, что ему делать: нападать или убегать; прятаться или искать и т.п.

Но даже наши простые эксперименты нужно еще статистически подтвердить. Для этого все сигналы, полученные из данной области мозга на данный стимул, исследователь записывает на компьютер. Теперь эти данные можно обработать и выявить активность различных клеток, которую мы не смогли выявить на глаз и на слух.

Такие эксперименты ведутся очень давно, и именно они помогли отчасти понять, как мозг узнает образы, отличает ли глаз цвета, что видит и не видит организм. Пользуясь этими данными, многие ученые пытаются создать системы компьютерного зрения и ориентирования на местности.