Jak działa mózg? (cz.1)

W przeciwieństwie do tego, co od ponad pół wieku głoszą psychologowie, językoznawcy, neurologowie i naukowcy innych specjalizacji, daremne jest poszukiwanie w naszych mózgach zapisków obrazów, dźwięków, a nawet wspomnień. Mózg nie działa bowiem jak komputer, do którego usilnie się go porównuje od kiedy maszyna ta powstała.

Specyfika pracy mózgu

Tezę tę nietrudno obalić. Wystarczy przyjrzeć się mechanizmom, jakie wykształciła w nas ewolucja. Podobnie jak u innych gatunków ssaków, ludzkie noworodki przygotowane są do obierania różnego rodzaju bodźców ze świata i interakcji z nimi. Mimo, iż obraz widziany przez dziecko początkowo jest nieostry, to potrafi ono skupić się na zapamiętywaniu twarzy. Dzięki temu bardzo szybko umie rozpoznać swoją matkę. Dziecko rozróżnia również dźwięki, oddzielając te werbalne od innych. Wszystko to powoduje, że jesteśmy zaprojektowani, by tworzyć społeczne relacje.

U zdrowego noworodka występują wrodzone odruchy i reakcje, które są niezbędne do przeżycia, np. odruch oddychania czy połykania. Dziecko wstrzymuje oddech, gdy znajduje się pod wodą. Potrafi zacisnąć rękę na czymś z taką siłą, że jest w stanie podnieść ciężar własnego ciała. Możliwe, że te odruchy i reakcje stale się zmieniają, tak by dostosować się do okoliczności. Różnią się one więc od odruchów, które występowały u naszych przodków.

Czy mózg działa jak komputer?

Mechanizmy te są czymś, z czym się rodzimy, a ich brak uniemożliwiłby przetrwanie. Istnieje jednak szereg rzeczy, których ludzkie oraz pochodzące od innych ssaków noworodki nie posiadają. Są to na przykład informacje, dane, reguły, wiedza, oprogramowanie, obrazy, procesory, wspomnienia, kodery, bufory, czyli wszystko to, co jest kluczowe dla pracy komputera. Różnica między nami jest taka, że nie rodzimy się z tymi elementami, ale także nie wykształcamy ich w trakcie życia.

Nie tworzymy wyobrażenia bodźców wizualnych przechowując je w pamięci krótkotrwałej, by później przekształcić je w długotrwałą bazę danych. Nie utrwalamy zasad ani słów, które pozwalają nam nimi manipulować. Nie wskrzeszamy obrazów czy informacji z zasobów pamięciowych. Wszystkie te rzeczy robi komputer.

Poszczególne informacje muszą uprzednio zostać zakodowane, by mogły być przez te urządzenia przetworzone. Pojedyncze dane zapisuje się więc w postaci bitów, a następnie gromadzi w większe zespoły (bajty). Każda literka, cyferka, obraz widoczny na monitorze komputera są kombinacją tych właśnie bitów i bajtów. By urządzenie wiedziało co ma pokazać – czy obraz czy tekst – są one dodatkowo otoczone specjalnymi znakami. Taki zbiór reguł dotyczących zapisywania, kopiowania i przekształcania danych nazywa się algorytmem. Zespół takich algorytmów współpracujących ze sobą tworzy aplikację, których celem jest pomoc użytkownikowi w wykonaniu określonego zadania.

Komputery posiadają wiele zdolności. Potrafią przechowywać, pobierać, przetwarzać i kopiować informacje. Mają nawet fizyczną pamięć, a dzięki stosowaniu algorytmów wykonują wszystkie polecenia zlecone przez użytkownika. Ludzie natomiast takich umiejętności nie posiadają. W obliczu tych faktów dziwi, że wielu ekspertów różnych dziedzin porównuje ludzką psychikę do działania komputera.

Metafory ludzkiej inteligencji

George Zarkadakis, ekspert od sztucznej inteligencji, w swojej książce In Our Own Image (2015) przedstawia różne metafory, którymi ludzie w okresie naszej ery próbowali wyjaśnić działanie ludzkiej inteligencji.

Pierwsza pojawia się już w Biblii, i mówi o tym, że człowiek powstał z pyłu, a inteligencją został obdarzony przez boga wraz z duszą, którą ten w niego tchnął.

Na powstanie kolejnego porównania miało wpływ wynalezienie w III wieku urządzeń hydrotechnicznych. Zaczęto wyjaśniać wtedy, że przepływające przez ciało substancje odpowiadają za ludzkie nastroje, zarówno psychiczne i fizyczne.

Kolejną metaforą było zestawienie ludzi i pierwszych maszyn napędzanych przez mechaniczne części – sprężyny czy przekładnie. Najwięksi myśliciele porównywali je wtedy do skomplikowanych układów ludzkiego ciała. Na początku XVII wieku Thomas Hobbes zasugerował jakoby myślenie było wynikiem małych ruchów mechanicznych zachodzących w mózgu.

Wynalezienie elektryczności oraz rozwój nauk chemicznych przyczyniły się do powstania kolejnych metafor funkcjonowania mózgu. Podobne teorie inspirowane były rozwojem komunikacji, a niemiecki fizyk Hermann von Helmholtz porównał ludzki mózg do działania telegrafu. Matematyk John von Neumann zauważył analogię między fizjonomią mózgu a budową i współpracą elementów maszyn.

Każde z tych porównań było efektem ówczesnego stanu wiedzy. Dlatego też, niedługo po wynalezieniu komputerów, mózg został porównany i do nich – najbardziej skomplikowanych i rozbudowanych urządzeń znanych w tamtym czasie. Twierdzono, że mózg przetwarza informacje, które gromadzi w postaci myśli w strukturach na kształt twardego dysku. Aktualnie nauka taka znana jest jako „kognitywistyka”, po raz pierwszy została tak nazwana przez psychologa Georga Millera w 1951 roku w publikacji Język komunikacji. Wywiódł on, że świat psychologiczny można poddawać regularnym badaniom i obserwacjom przy użyciu założeń używanych w informatyce, lingwistyce i niektórych gałęziach matematyki. Pomysł ten został przełożony na książkę The Computer and the Brain (1958), autorstwa matematyka, wspomnianego już Johna von Neumanna.

Pozostałe artykuły z tego cyklu:

Jak działa mózg? (cz.2)	Jak działa mózg? (cz.3)