Je mozek digitální systém?

Při popisu činnosti lidského mozku, nervové soustavy, genomu či dalších struktur živé přírody často řešíme otá...


Při popisu činnosti lidského mozku, nervové soustavy, genomu či dalších
struktur živé přírody často řešíme otázku, nakolik před sebou máme systémy
digitální a nakolik analogové. Odpověď je pro nás důležitá z řady důvodů pro
lepší porozumění činnosti lidského mozku i pro konstrukci systémů umělé
inteligence.
Na několik otázek nám odpovídá Marek Petrů, který v současnosti přednáší úvod
do kognitivních věd na Filozofické fakultě Univerzity Palackého v Olomouci.

Jak byste zodpověděl otázku, zda mozek jako celek pracuje na úrovni digitálního
nebo analogového přenosu informace?
Pro digitální (binární) kód by mluvil neuronální zákon "vše, nebo nic". Na
každou nervovou buňku nasedá průměrně několik tisíc (až 100 000) synapsí (z
nichž některé jsou navíc tlumivé inhibiční) a záleží pak na počtu podrážděných
synapsí a na časovém sledu jejich dráždění i na jejich poloze. Buď nevznikne
žádné podráždění, nebo vznikne akční potenciál charakteru "vše, nebo nic".
Ovšem pozor! Když elektrický signál dospěje na nervové zakončení, neuron
reaguje výlevem přenašeče (mediátoru) do synaptické štěrbiny, čímž je zajištěn
přenos signálu na další neuron. Intenzita tohoto výlevu však závisí na
amplitudě akčního potenciálu jedná se zde tedy o přenos analogový. Neurony
nejsou pouhá relé, která by jednoduše předala nebo nepředala přijatý signál.
Pokud máme užít počítačovou metaforu, tak jsou to spíše procesory. Typický
neuron získává signál z mnoha zdrojů, tuto informaci integruje, transformuje a
kodifikuje do komplexních signálů a dále je distribuuje mnoha dalším buňkám.
Obecně lze říci, že nervový systém funguje na základě činnosti vysoce
specializovaných buněk, které tvoří mnoho úrovní zpracování informace.
Například úroveň receptorů je analogová, další úrovně zpracování informace z
okolního světa tento signál filtrují a možná jej i digitalizují. Mozek však za
výlučně digitální systém označit zřejmě nelze. Snad i proto mají současné
počítače pracující na digitálním principu stále potíže s některými typy úloh. V
oblasti umělé inteligence např. pořád nejsou příliš úspěšné programy snažící se
rozpoznávat lidské tváře.

Nakolik je do určitých míst mozku vše "zadrátováno" natvrdo a nakolik je možné
systém přeskládat?
Výsledky mnoha výzkumů ukazují, že organizace nervové soustavy neodpovídá ani
striktnímu lokalizacionistickému (tedy pevnému zadrátování), ani striktně
holistickému modelu (tedy představě, že mozek pracuje jako celek, a že není
diferencován na funkční podoblasti).
Důležité přitom není místo, kde jsou situovány jednotlivé funkce, nýbrž fakt,
že specifické systémy (moduly) se ujímají specifických úkolů. Povaha mozku je
tedy modulární. Skutečnost, že ony moduly nejsou situovány u každého ve stejné
oblasti, je z tohoto hlediska druhořadá. Např. data tvořící jednu aplikaci
nejsou na disku počítače také vedle sebe, představují spíše logický než fyzický
celek. Pro modulární charakter lidského mozku svědčí celá řada zcela
izolovaných výpadků jednotlivých schopností. U některých lidí jsou např.
všechny intelektové schopnosti normálně vyvinuty - vyjma jediné.
S modulárním uspořádáním velmi úzce souvisí pojem plasticity nervové soustavy.
Plasticita jednoduše řečeno znamená, že pokud je fyzicky narušena nějaká část
mozku a v důsledku toho dojde k výpadku nějaké funkce, mozek po určité době
provede funkční reorganizaci a funkce se opět postupně objeví.
Takováto plasticita ovšem není absolutní a v případě dospělého člověka není
dokonce ani nijak výrazná. Mnohé neurologické deficity následující po lézi
(porušení) určité oblasti jsou zcela nevratné.

Nakolik lze otázku analogové versus digitální řešit s ohledem na obě hemisféry
lidského mozku? Můžeme např. jednu označit za analogovou a druhou za digitální?
Rané výzkumy specializace hemisfér naznačily, že levá hemisféra má větší
jazykové schopnosti než hemisféra pravá a tato má lepší neverbální schopnosti
jako rozpoznávání tváří či prostorové manipulace než hemisféra levá. Na základě
těchto poznatků se pak někteří popularizátoři dopustili naprosto zavádějících
zobecnění a zjednodušení. "Hypotézy" typu levá hemisféra je analytická a bez
fantazie, pravá imaginativní a kreativní, levá je digitální, pravá analogová,
levá racionální, pravá emocionální, levá mužská, pravá ženská apod. jsou obecně
velmi pochybné.

text ON-LINE
Kompletní podobu tohoto článku najdete v několikadílném seriálu na portálu
Science World (www.scienceworld.cz).









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.