Четыре жизни академика Берга - Ирина Радунская

Но вот при изучении электронной машины для слепых, читающей печатный текст вслух, было обнаружено, что в действии ее блоков имеется много общего с процессами образования связей в тех участках головного мозга, которые управляют зрительными восприятиями. Конструктор машины даже не стремился к получению такого сходства. Оно явилось неизбежным результатом общности ряда закономерностей работы электронной вычислительной машины и человеческого мозга.

Естественно, возник, не мог не возникнуть, вопрос: а как далеко заходит эта общность? Как близко могут подойти друг к другу модель и оригинал? На этот вопрос пока нет исчерпывающего ответа. Это одна из тех проблем, которая уточняется и углубляется вместе с познанием. Конечно, ставя такой вопрос, используя новые модели, ученые ни на секунду не забывают, что, несмотря на многие аналогии между человеческим мозгом и электронной вычислительной машиной, им свойственны глубокие различия.

Человеческий мозг содержит бесчисленное количество рефлекторных связей, рождающих разнообразные виды творчества.

Структура мозга — это неповторимое, случайное сплетение нервных клеток. Но это отсутствие порядка, этот хаос, в сочетании с огромным разнообразием возможных связей между отдельными клетками, порождают замечательную слаженность работы человеческого организма, недоступную машине, в строении которой царит идеальный порядок.

К сожалению, детально сравнивать электронные вычислительные машины и мозг человека невозможно, ибо конструктор знает о машине все, тогда как физиологи знают о мозге и нервной системе слишком мало.

И в это решили вмешаться кибернетики.

ТАЙНА АЛЬФА-РИТМА

Вечером 2 июля 1962 года большой лекционный зал Московского политехнического музея был переполнен. Люди стояли в проходах. Многие сидели на ступеньках амфитеатра. Пришедшие позднее заполняли коридоры лектория, а многие, по-цыгански скрестив ноги, сидели прямо на сцене.

Выступал Норберт Винер. Он посетил СССР незадолго до смерти. Его новая работа поражала мощью интеллекта и прозорливостью. Он говорил о своих исследованиях биопотенциалов мозга.

— Электроэнцефалограммы, — рассказывал он слабым голосом, — уже давно применяются для изучения работы мозга, для диагностики опухолей мозга и других заболеваний. Но крайне малая величина этих биопотенциалов не позволяла до сих пор получать таким путем достаточно подробные сведения о работе нервной системы. Мы решили использовать для изучения биопотенциалов мозга особый метод математического анализа, применяемый для изучения случайных процессов или слабых сигналов на фоне помех. Ведь электроэнцефалограмма представляет собой не что иное, как запись очень слабых сигналов от работающего мозга, полученных на фоне сильных помех.

Примененный Винером метод был прост и остроумен. Электроэнцефалограмма записывается не на бумагу или фотопленку, как это делается в поликлиниках, а на магнитную ленту при помощи магнитофона, присоединяемого к электроэнцефалографу. Затем лента с записью пропускается через специальный магнитофон, снабженный двумя действующими одновременно «читающими» головками. Сигналы, получающиеся в этих головках, перемножаются при помощи специальной радиотехнической схемы. В результате такой операции Винер получил важную характеристику изучаемого процесса, известную у математиков под названием «функции корреляции». Она подчеркивает суть явления, подавляя шумы.

В хаотических с первого взгляда записях электроэнцефалографа вдруг неожиданно проступил силуэт периодического сигнала, педантично возникающего точно десять раз в секунду.

О присутствии в мозгу этого сигнала ученые раньше ничего не знали. Его назвали альфа-ритм. Оказалось, он играет большую роль в человеческом организме.

Эти опыты повторялись много раз и бесспорно доказали, что при нормальном состоянии организма альфа-ритм очень устойчив, но он сильно реагирует на различные внешние воздействия и внутренние изменения организма. Это был тот «крючок», на который наука надеялась поймать нечто новое в работе организма. Первая мысль, возникшая у врачей, была такой — использовать альфа-ритм для диагностики, то есть в тех же целях, что используется и пульс. Но так как потенциалы альфа-ритма изменяются в десять раз быстрее, чем удары пульса, то новый метод давал возможность производить более тонкие исследования быстрых реакций организма. Такой метод, несомненно, получит практическое значение. Действительно, для того, чтобы обнаружить опасность, угрожающую больному при операции, врач, следящий за его пульсом, должен затратить минимум 10 секунд, а иногда и минуту для счета ударов пульса. Иначе он не сумеет определить характер нарушения работы сердца. В серьезных случаях это промедление может оказаться опасным. Поэтому наблюдение за альфа-ритмом, гораздо быстрее реагирующим на изменение состояния организма, приведет к новому прогрессу в медицине.

В заключение Винер высказал догадку, что определенные группы клеток мозга вырабатывают управляющие сигналы, подчиняя своему ритму работу остальных клеток мозга, а может быть, и всего организма. В некоторой степени эти сигналы аналогичны тактовым сигналам, управляющим действием цифровых вычислительных машин. Особенно интересно, что частота этих сигналов может захватываться, то есть принудительно управляться внешними сигналами, например вспышками света с частотой, близкой к частоте альфа-ритма.

— Эта возможность, — сказал Винер, — позволит разработать новый метод лечения некоторых заболеваний, связанных с нарушением альфа-ритма. А главное — появилось еще одно важное звено в цепи тех сведений о работе мозга, которые позволят создавать более совершенные модели этой главной управляющей системы организма.

Так кибернетика вплотную подошла к кардинальным проблемам живой природы. Эти проблемы столь притягательны, что работы Винера в то время уже были не единственными. Другие ученые во многих странах решали не менее важные задачи.

И в плане работ Совета по кибернетике Берг утверждает новые исследовательские направления: «Моделируются сложные формы работы мозга… Моделируются процессы решения проблем игры в шахматы и доказательства теорем… Моделируются процессы познания мира, самообучения целесообразной системе действий во внешней среде… Разрабатываются модели нейронов, близких к нервным клеткам, и исследуются свойства сетей, лежащих в основе нервных центров и управляющих работой внутренних органов… На ЭВМ создается модель следящих движений глаза, а также модель слуховой системы…

С использованием ЭВМ создается модель цветного зрения… Моделируются процессы патологических состояний… Кибернетический анализ гипноза… Модель развития патологических процессов при эпилепсии… Моделирование развития гипертонической болезни».

Это сухой, деловой отчет о работах в области кибернетического моделирования из годового отчета Совета по кибернетике.

Исследования, конечно, регулярно освещаются в сборниках «Проблемы кибернетики» и других изданиях, выпускаемых Советом, и ученые всего мира с удивлением следят за триумфальным шествием советской кибернетической науки. И никто поначалу не заметил набухших грозой туч, появившихся над головой биологической кибернетики. В том же 1962 году, когда о своих работах в этой области рассказывал в СССР Винер…

РЕЦЕНЗИЯ

…10 января почтальон, поднявшись на второй этаж Вычислительного центра АН СССР, где находится Совет по кибернетике, вытащил из сумки пачку конвертов и положил их на стол перед секретарем. Среди писем было одно, довольно объемистое, с обратным адресом: Министерство культуры СССР, Главиздат, Государственное издательство физико-математической литературы. Оно было адресовано председателю Научного совета по кибернетике АН СССР академику А.И. Бергу.

Берг вскрыл конверт и углубился в чтение документа столь неожиданного, что невозможно лишить читателя случая прочесть его вместе с ним.

В письме говорилось, что издательством получена из Главиздата рецензия на статьи по разделу «Процессы управления в живых организмах» в пяти сборниках «Проблемы кибернетики»; следует обсудить эту рецензию и подготовить предложения относительно мероприятий, вытекающих из нее. Издательство просит сообщить мнение Совета по существу рецензии и ответить на ряд вопросов, в частности на такой: является ли принципиально допустимым и практически полезным приложение кибернетики к вопросам биологии и физиологии?

Казалось бы, сама постановка такого вопроса в 1962 году свидетельствует о некомпетентности рецензента. Нельзя же в самом деле, глядя на солнце, спрашивать: существует ли оно в природе?

В рецензии на пятнадцати страницах шел разбор некоторых статей сборника «Проблемы кибернетики». Критике подвергались статьи редактора сборников А.А. Ляпунова «О некоторых общих вопросах кибернетики», И.И. Шмальгаузена «Основы эволюционного процесса в свете кибернетики», А.М. Малиновского «Типы управляющих биологических систем и их приспособительное значение», В.П. Эфроимсона «Общая теория иммунитета растений и некоторые принципы радиоселекции на устойчивость к инфекционным болезням», его же статья «Анализ управляющих механизмов канцерогенеза» и другие.