Как наш мозг создал всю обозримую Вселенную

Светлана Ястребова — о книге нейробиолога Мигеля Николелиса «Подлинный создатель всего»

Один из крупнейших нейробиологов современности Мигель Николелис выпустил книгу о том, как человеческий мозг создал всю обозримую Вселенную и что с этим органом, а также со всей обозримой Вселенной, будет дальше. Получилось трехсотстраничное философское размышление, поразительное по широте мысли, полное неожиданных выводов о мозге и порожденном им мире — и, как ни странно, имеющее нечто общее с романами Владимира Сорокина. Подробнее об этом сочинении, еще не переведенном на русский язык, в рамках совместного проекта «Горького» и премии «Просветитель» рассказывает Светлана Ястребова.

Miguel Nicolelis. The True Creator of Everything: How the Human Brain Shaped the Universe as We Know It. Yale University Press, 2020

Мигель Анджело Лапорта Николелис родился и вырос в стране безупречной футбольной игры и затяжных, но некогда столь любимых российскими зрителями теленовелл. Учился он сначала в медицинской школе Университета Сан-Паулу, а уже после, в аспирантуре того же вуза, переквалифицировался в физиолога. Часть его ранней научной деятельности прошла за границей, да и сейчас одна из его аффилиаций — Университет Дьюка в США.

На родине Николелис основал целый международный институт нейронаук, а всему миру стал известен благодаря своим исследованиям мозго-машинных интерфейсов. Вместе с выходцем из России Михаилом Лебедевым и другими коллегами-нейробиологами Николелис разработал массу устройств, помогающих животным и людям управлять объектами «силой мысли» — электрическими сигналами мозга. Сначала мозго-машинные интерфейсы лаборатории Николелиса были рассчитаны на то, что ими будут управлять отдельные особи, но в 2010-х появились и активно развиваются и такие, в которых для совершения действия нескольким индивидам приходится синхронизировать свою мозговую активность. Получается структура, которую авторы-исследователи называют «брейнет» (brainet) — буквально «сеть из мозгов».

«Индивидуальные» интерфейсы приносят пользу парализованным: они позволяют головному мозгу подавать команды конечностям в обход поврежденных нервных путей, некогда служивших каналами связи между этими конечностями и главным центром управления. А можно вместе с нервами «протезировать» и конечность: дать пациенту возможность управлять не его родной рукой или ногой, а искусственными, роботизированными. Самый громкий проект этого направления у Николелиса — Walk Again, в его рамках испытывали экзоскелет для бывшего спортсмена Хулиано Пинто, ныне парализованного ниже пояса. Лишенный способности ходить, Пинто должен был выйти на поле и сделать первый удар по мячу на чемпионате мира по футболу в 2014 году. И он это сделал. Экзоскелет помог.

Брейнеты пока не так применимы на практике, но они сообщают нам кое-что важное об устройстве мозга: оказывается, можно синхронизировать работу коры больших полушарий у нескольких незнакомых крыс или макак, не подозревающих о существовании друг друга и находящихся в разных точках земного шара (в одном из исследований часть животных находилась в Бразилии, а часть — в США). Выходит, что даже не самые разумные существа способны договориться без слов и совместно идти к назначенной цели. Что же тогда можно сотворить единением умов множества людей?

В таком технологически-футуристическом контексте и появилась книга The True Creator of Everything («Истинный создатель всего»), посвященная головному мозгу человека (этот орган и есть истинный создатель), продуктам его деятельности и тому, что со всем этим будет дальше.

Что ж, нейронауки сейчас в почете у широкой публики. Только ленивый не написал о них книгу и не попытался свести всю человеческую жизнь к работе 86 миллиардов нервных клеток. Но Мигель Николелис выгодно отличается от авторов большинства подобных творений: он посвятил своей теме не один десяток лет, он признанный новатор в этой области, и подход его всегда по-научному основателен. Это не тот человек, который будет нести наукообразную, но ничего не объясняющую чепуху вроде «любовь — это повышение концентрации дофамина и серотонина в прилежащих ядрах мозга в ответ на чей-то образ бла-бла-бла (далее неразборчиво)».

Да Николелис, скорее всего, ничего и не скажет про пресловутые дофамин, окситоцин и иже с ними — у него другой профиль. От него ждешь ответов на другие вопросы. Соединятся ли когда-нибудь интеллект человеческий и искусственный и если да, то каким именно образом? Что будет дальше с мозго-машинными интерфейсами? И конечно же, как человеческий мозг создал Вселенную (ведь именно это постулируется в названии)?

Николелис сразу сообщает: «Истинный создатель...» скорее научный труд, чем научно-популярный опус, а значит, кое-что в ней может оказаться трудным для понимания с первого раза. В книге он постоянно ссылается на труды других ученых — в основном математиков, философов и искусствоведов. Все они помогают автору сформулировать и обосновать собственную теорию — релятивистскую теорию мозга (relativistic brain theory). И она оказывается отрадой для ума, истосковавшегося по новым идеям в науках о мозге, предметом спора для физиков и философов, откровением и разочарованием для любителей компьютерных наук.

В этом научном труде немало и от художественной книги. Падает, навсегда теряя сознание, сраженный древними людьми бизон; изможденное племя бредет в потемках к вершине священной горы; в средневековом европейском монастыре поутру звонит колокол, созывая всех на молитву; один за другим летят в пропасть небытия солдаты в битве на Сомме. Все это расписано в таких красках, что и других героев книги, о которых рассказано гораздо более сухо и строго, тоже волей-неволей представляешь живыми: вот Альберт Эйнштейн в своем кабинете корпит над теорией относительности, а вот Алан Тьюринг, размышляя вечером у окна, смиренно признает, что его творение имеет фундаментальные ограничения. Кстати, все они — Эйнштейн, древние люди, солдаты Первой мировой и даже колокол — действуют под началом Истинного создателя всего.

Истинный создатель тоже обладает скорее признаками литературного персонажа, чем объекта научного исследования. У него на все имеется собственное мнение, и всю информацию, что приходит к нему по разным каналам (вообще, Николелис на удивление скупо описывает периферическую нервную систему, считая ее простой служанкой центральной), он перерабатывает и оценивает в соответствии с собственной точкой зрения. Так формируются границы того, что мы в состоянии воспринять, а что нет.

Обработка информации мозгом — дело хитрое. Снаружи она поступает дискретной (Николелис называет ее шенноновской — в честь Клода Шеннона, предложившего использовать бит в качестве наименьшей единицы информации), а внутри мозга связывается с эмоциями, становится непрерывной, до конца не вербализуемой и поэтому не извлекаемой из мозга без потерь (ее автор окрестил геделевской, отдавая дань Курту Геделю, указавшему на принципиальные ограничения формальных теорий, оперирующих одними лишь абстракциями). Геделевская информация записывается на материальный субстрат органического компьютера (мозга) — кору больших полушарий. Дальше Истинный создатель сопоставляет ее с собственным мнением и на основе этого создает новые знания и воспоминания (и это ключевой момент). Человеческий мозг вместе со своим владельцем представляет собой островок пониженной энтропии, рассеивающий много энергии ради упорядочения информации.

Способность подумать о чем-то принципиально новом на основе знаний о прошлом — ключевая черта Истинного создателя (на то он и создатель!). Кроме него так не умеет никто: все математические модели, все «большие данные» выдают компиляцию устаревшей информации о мире за верный прогноз, который станет бесполезным, как только будущее начнет отличаться от прошлого — то есть сразу после своего появления. Человеческий мозг же работает на упреждение, чего не умеет ни один небиологический компьютер.

Вообще, компьютеры, по Николелису, довольно жалки — и эта мысль согреет душу любому читателю, утомленному злорадным ожиданием все никак не наступающей технологической сингулярности и уильямгибсоновского киберпанка. Мало того что они не в состоянии ничего предсказать, их принципы работы не позволяют овладеть эмоциями — а без этого не видать кремниевому «разуму» ни восприятия геделевской информации, ни настоящей разумности. Каждое их последующее состояние абсолютно точно предопределено, а Истинный создатель всего, напротив, в этом плане обладает абсолютной свободой. Двум людям можно сообщить одну и ту же информацию, и каждый сделает из нее свои выводы, у каждого она вызовет свои чувства. С двумя компьютерами тот же фокус смотрится гораздо скучнее: между их реакциями различий вы не найдете.

Никакие искусственные синапсы и коктейли из нейромедиаторов, ни один самый хитроумный алгоритм декодирования последовательностей потенциалов действия или расчета синаптических весов не сумеет имитировать деятельность Истинного создателя. Так что единение мозга человеческого и псевдомозга компьютерного отменяется.

Николелис — вероятно, сам того не зная — вторит российскому нейробиологу Дмитрию Антоновичу Сахарову, утверждающему, что работа мозга не сводится к перекидыванию электрическими импульсами от нейрона к нейрону, выделению нейромедиаторов в щели между этими клетками да машинальным рефлекторным ответам на бездушные стимулы среды — но есть еще некое ядро, которое может учитывать информацию от органов чувств, может не учитывать, но в целом действует вполне самостоятельно, формирует некий образ мира и на его основании строит предположения, что будет дальше. Только, в отличие от Сахарова с его представлениями о главенствующей роли нейрохимии, бразильский ученый во главу угла ставит физику — притом, к сожалению, не слишком вразумительно описанную.

У Николелиса память, мышление, эмоции, знания — это продукт деятельности неких биологических соленоидов, импровизированных катушек индуктивности, расположенных в белом веществе. Это собрание нервных волокон (магнитных сердечников) и их миелиновых оболочек (обмотки). Индукция магнитных полей от таких катушек довольно мала (Николелис оценивает ее в один пикотесла), но этого хватает, чтобы поменять трехмерную структуру молекул белков мозга и за счет этого запомнить что-либо (но в книге так и не объясняется, как это могло бы работать). Ну а поскольку соленоидов очень много, суммарно они составляют величайшую силу во Вселенной.

Вообще, у головного мозга, как его описывает Николелис, две основные характеристики — неделимость и тяготение к синхронизации. Истинного создателя всего бессмысленно разбирать на отдельные участки и клетки — при этом теряются главные его свойства (вот почему «мини-мозги» и всякие коннектомы почти бесполезны для изучения этого органа). Более того, формировался мозг именно ради того, чтобы эффективно объединяться с другими себе подобными в брейнеты и вместе достигать различных целей. Сначала цели эти были простыми и мирными — например, имитировать действия соседа, научившегося изготавливать удобное орудие. Потом уже брейнеты из множества людей создали межплеменные конфликты, многочисленные представления о «духе времени», Первую мировую, фондовые биржи, Бога и все остальное.

Физика, кстати, тоже продукт деятельности мозга. Существуют только те явления и частицы, о которых мы имеем представление, а остальные не имеют значения — мы все равно не можем их заметить. Массу, заряд электрона и прочее создал человеческий мозг, «на самом деле» (хотя как мы можем определить реальность при таком раскладе?) их не существует. По сути, человек Николелиса — это обитатель платоновской пещеры: он видит только идеи всего и даже потрогать ничего по-настоящему не может, потому что силы отталкивания всегда оставляют пространство между атомами молекул, составляющих кожу на пальце, и атомами веществ, из которых сложен объект интереса.

То же со временем и пространством: мы их придумали. Они не состоят из частиц, для них не существует абсолютных единиц измерения. Истинному создателю время напоминает боль, а пространство — ощущение собственного тела. Те ведь тоже синтезируются на основе больших объемов разноплановой информации в ходе сравнения ее с собственным мнением мозга. По Николелису, невозможны абстрактный метр или абстрактная секунда: метр — это расстояние между двумя точками, а секунда проходит между какими-то событиями.

Однако ввести единицы пришлось — и это оказалось кое в чем удобно. Время и пространство стали дискретными не так давно: тягучесть зимнего дня на часы по велению папы Римского Сабиниана разделил монастырский колокол, а Землю «посчитал» Евклид. Единые системы измерения неизмеримого синхронизировали людей, позволили их мозгам эффективнее собираться в брейнеты. У воспринимаемой Вселенной снизилось число измерений, и обрабатывать информацию стало легче. Ментальные абстракции вроде религии, государства и рынка появились ради тех же целей: снизить сложность данных, которые надо переработать.

У самого же Николелиса в повествовании так много измерений, что кратко описать и оценить их все не представляется возможным. Рассказы о закономерностях развития коры приматов, рибосоме как машине Тьюринга, пригожинских странных аттракторах, годичных кольцах деревьев в качестве материальных носителей информации о прошлом планеты, коэволюции культуры и генов, фантомных болях, жизни Коперника, взглядах Рабиндраната Тагора и прочем сливаются в стремительное многоголосие, несут читателя по страницам «Истинного создателя», искусно манипулируя геделевской информацией в его голове.

«Ничего себе! (удивление) — Животному можно добавить новые чувства, а старые сохранятся!» Это сотрудники Николелиса учат крысу «трогать» инфракрасное излучение вибриссами. «Вот ужас! (возмущение) — Это сколько же псевдонаучных фриков может привлечь книга, в которой говорится про „нейронный континуум”!» Увы, есть там и такое опасное выражение. «Я так и знал! (радость) — Музыка объединяет людей!» Николелис считает, что именно ритмичные и мелодичные звуки способствуют синхронизации мозгов множества людей в единый брейнет и даже позволяют в какой-то мере обмениваться геделевской информацией.

Идет эмоциональное путешествие читателя по волнам мыслей «Истинного создателя». Остается совсем немного — три главы из тринадцати. И вдруг... становится кристально ясно, что автор не верит в теорию, которую сам же и создал! Мигель Николелис из солидного ученого мутирует, по сути, в беспомощного обывателя, чьи суждения вполне соответствуют взглядам, типичным для большинства не самых просвещенных его ровесников. А мощная, неповторимая, загадочная живая вычислительная машина, которую Николелис только что с таким благоговением описывал, теряет последние остатки мощи и тоже перестает быть собой.

Подобно тому как диссидентка Марина Алексеева из сорокинской «Тридцатой любви Марины» превращается в континуум советских передовиц или как письма к Мартину Алексеевичу в «Норме» из заискивающих бытописаний жизни на даче через поток матерщины переходят в душераздирающий крик, Истинный создатель всего превращается в игрушку в руках капитализма, корпораций и цифровых компьютеров. Оказывается, что каждый созданный им же юнец может его смертельно обидеть.

За сотни лет существования человеческий мозг не сломили ни алкоголь, ни диссоциативы (хотя теоретически ничто не мешало целым популяциям «подсаживаться» на них), но, по Николелису, его почти наверняка погубит привычка не расставаться со смартфоном. Мозг запомнит, что это доставляет удовольствие, и станет обрабатывать только шенноновскую информацию, а генерировать геделевскую перестанет (почему? разве из него пропадут пресловутые катушки?). Утратится способность творить, сопереживать, даже общаться (уже сейчас южнокорейские таксисты не ведут с пассажирами «разговоры о погоде», а студенты не хотят обсуждать с незнакомцами политические отношения с Северной Кореей, не то что в старые добрые времена! — сокрушается автор).

Более того, системы слежки, основанные на том самом искусственном интеллекте, который еще сто страниц назад представлялся убогой поделкой, каким-то образом вытащат остатки геделевской информации — то есть, наши мысли — из мозга, расшифруют их и не дадут нам больше жить спокойно. Чтобы этого не случилось (или чтобы это случилось как можно позже), пишет Николелис, не раз получавший финансирование от DARPA, нейробиологам нужно с предельной осторожностью брать деньги на исследования у военных и прочих правительственных структур.

Если, придя в себя от неожиданного поворота авторской мысли, отвлечься от частных вопросов и поверить, что ментальные конструкты вроде капитализма и религии и впрямь способны изменить человеческий мозг до неузнаваемости, то встает вопрос: что делать? Николелис отвечает обтекаемо: не давать крупным ментальным абстракциям владеть вашим разумом, но сопереживать другим, собирать информацию, творчески обрабатывать ее, создавать новое — короче говоря, жить.

Нужно ли было ради таких банальных советов писать целую книгу, претендующую на революционность? Сначала хочется ответить «нет». А потом приходят сомнения. Пожалуй, если бы все сочинение было посвящено банальным советам и называлось «Очнитесь, люди, и станьте осмотрительнее», половина готовых обратить внимание на «Истинного создателя всего» просто не стала бы его читать: слишком тривиально и наивно-алармистски звучат ее финальные заявления и рекомендации. А так у тех, кто все-таки дойдет до самого конца книги, по ходу повествования появится возможность вспомнить палеоантропологию, нейробиологию, квантовую физику, термодинамику, математику, историю и много чего еще. И заодно, конечно, поспорить с автором и задуматься. А для чего, если не ради этого, мы читаем книги о науке?