Бог со словарем из двух слов

Но прежде, чем начинать рассмотрение этого магического, как может показаться, алгоритма, который послужит нам в будущем, важно понять алгоритмы, действующие в настоящем. Описанный выше шлем, использующий методику энцефалографии (ЕЭГ), способен «детектировать» одно и только одно событие, происходящее в головном мозге: волну P300. И вы точно знаете, что ваша зрительная система находится в состоянии алертности. Да, именно так. Полагаясь на эти простые исходные данные, вы можете делать всякие умные вещи. Но прочитать (не говоря уже о дальнейшей дешифровке) информацию, связанную с вашими впечатлениями и воспоминаниями, с помощью данной методики уже не получится.

Не получится и с помощью fMRI, хотя функциональное магнитно‑резонансное сканирование (ФМРС) проникает глубже, чем электроэнцефалография. В отличие от ЭЭГ, оно «видит» схемы нейронной активности, поэтому с его помощью можно, в определенной мере, судить, о чем думает мозг. В уже упомянутой научной работе «Как читать скрытые намерения человека в его мозге» авторы пишут, что данная методика позволила отслеживать, как испытуемые, которым показывали два числа, выбирали определенную арифметическую операцию – сложение или вычитание. Разумеется, отсюда еще очень и очень далеко до алгоритма майндридинга. Тем не менее, это поможет нам вплотную подойти к сути дела.

Прежде всего, постараемся внимательно разобраться с инженерными деталями. Один из авторов этой научной работы – нейробиолог Джон‑Дилан Хайнс (John‑Dylan Haynes) – и его сотрудники для исследования мозговой активности испытуемых применили оборудование MRI. Сканеры MRI довольно громоздки (соразмерны уличной кабинке), очень дорогостоящи (от 1 млн долларов и выше) и представляют собой цилиндрический магнит – достаточно большой, чтобы охватить тело человека. Магнит находится в «рубашке» – емкости, наполненной жидким гелием, – и охлаждается в той степени, которая требуется для получения эффекта сверхпроводимости. Как следствие, создается необычайно мощное магнитное поле. Известно, что сканеры MRI способны раскачивать находящиеся в том же помещении тяжелые резервуары с кислородом. Столь сильное поле позволяет определенным образом «выстраивать» некоторые молекулы в человеческом теле – что и дает возможность ясно видеть различные внутренние структуры организма.

Сканеры MRI отображают мягкие ткани организма так же, как рентгеновские лучи – костную ткань. Они позволяют получать не только детализированные мгновенные снимки отдельных частей тела (snapshots of body parts), но и видеозапись, отображающую активность мозга (movies of brain activity). Когда испытуемый о чем‑то размышляет, некоторым группам нейронов требуется больше кислорода. Фиксируя изменения в молекулярном состоянии гемоглобина – вещества, отвечающего за доставку кислорода к тканям мозга, – сканер MRI показывает, какая часть мозга активна в определенный момент времени. Эта методика называется функциональным магнитно‑резонансным сканированием (functional MRI) и для краткости обозначается аббревиатурой fMRI.

Ее и применяли Хайнс и его команда. Испытуемых помещали в кабинку с магнитным полем и охлаждающей оболочкой (всегда поодиночке, разумеется) и показывали слайд, надпись на котором предлагала принять определенное решение – сложить два появляющихся перед глазами числа или вычесть одно из другого. Примерно так, как показано на картинке ниже.

Испытуемым давали несколько секунд на то, чтобы подумать и тем самым передать информацию о своем решении в память головного мозга. Затем два числа появлялись на втором слайде.

Через несколько секунд возникал третий. На нем были показаны четыре цифры: результаты двух операций (сложения и вычитания) – то есть сумма и разность чисел с первого слайда, а также еще два неверных ответа.

Подопытный сообщал исследователям, какое из чисел он получил, и таким образом обнаруживалось, каким был выбор: складывать пару чисел на первом слайде или вычитать одно из другого.

В течение того точно определенного отрезка времени, когда подопытные передавали свои решения в память, сканер MRI тоже делал свою работу – отслеживал состояние префронтальной области коры головного мозга. Эта область считается самой молодой, сформировавшейся в процессе эволюции человека позже всех прочих (она отвечает за абстрактное мышление). Каждые три секунды магнитно‑резонансный сканер «фотографировал» ее, создавая ее объемное изображение (3D picture). Разрешение «снимков» получалось не очень высоким, поскольку создатели fMRI пожертвовали резкостью в пользу скорости, и экспериментаторам приходится довольствоваться изображениями минимального размера. Зато ученые, изучая те или иные схемы (patterns) активности мозга, могут наблюдать за ней в широких пределах.

Однако человеческий мозг с его квинтильонами синапсов в любое мгновение может сделать гораздо больше, чем принять одно решение о том, сложить ли два числа или вычесть одно из другого. Разбираемая нами научная работа не объясняет, благодаря чему исследователи получили право заявить: «Отмеченная в области префронтальной коры головного мозга активность означает, что подопытный принял решение сложить два числа». Точнее, объясняет, но имплицитным образом – предполагая, что читатель знаком со статистическими методами, составляющими основу данного эксперимента. И я почувствовал: чтобы продвинуться далее, мне нужно получить докторскую степень в области математики либо приобрести глубокие знания в сфере магнитно‑ядерного резонанса.

И надо же было такому случиться, что подобными знаниями как раз обладала Регина Нуццо, работавшая по программе специального гранта, выделенного на анализ данных, получаемых при использовании fMRI головного мозга человека. Вот почему я постоянно посылал ей текстовые сообщения. Она заглянула в эту статью и объяснила, что тестирование проводилось снова и снова. У подопытных могло возникать множество случайных, не относящихся к делу мыслей, но одна из них в процессе сканирования присутствовала и проявляла себя постоянно – о том, какое решение принять: складывать или вычитать. Раз за разом отсеивая информационный шум, ученые смогли выделить именно ту форму нейроактивности, которая соответствовала принятию данного решения. После этого все ненужное просто отфильтровывалось.

Регина также пояснила, что ученые проводят анализ после сбора всех данных. Во время же эксперимента они не могут воззвать к подопытным: «О, мы видим, что вы намерены произвести сложение. Отлично, так и делайте!» Напротив, экспериментаторы прогоняют все тесты за один раз в надежде, что по окончании сканирования выявят закономерность, которую и требуется установить. Как только повторяемость данных приводит к ней, исследователи анализируют полученные результаты, сверяя их с новыми порциями информации. Выявляются ли при этом паттерны, относящиеся к решениям? Ученые обнаружили, что да, выявляются – в среднем, с точностью до 71 %.

На этой стадии эксперимента исследователи вновь помещают испытуемых в кабинку для сканирования и в режиме реального времени считывают их решения «Сложить» / «Вычесть» с точностью в 71 %. Иными словами, ученые могут считать, что в их руках – настоящая машина для чтения сознания.

Увы, действующая с определенными ограничениями. 71 % корректных показаний – это хороший результат, но до совершенства еще далеко. Хотя оное – не более чем иллюзия: одни и те же мысли в нашем сознании могут активировать нейронные связи (в структурном смысле), но последние всякий раз будут создавать не вполне совпадающие паттерны. Этот факт говорит не в пользу рассмотренных выше установленных алгоритмов: данные схемы интерпретации данных не учитывают, что несколько отличающиеся друг от друга паттерны мозговой активности могут иметь один и тот же ключевой смысл. Представьте: вы – на вечеринке и дважды повторили одну и ту же фразу. Слова одни и те же, но прозвучать они могут по‑разному – из‑за, так сказать, уровня звука или взрыва хохота, донесшегося из угла помещения.

И даже если результаты эксперимента будут абсолютно безупречными, данная методика позволит распознавать только две мысли: «сложить» и «вычесть». Не «умножить» и не «разделить». И, тем более, не «чек запаздывает на неделю», или «Эмили весь день была всем недовольна», или «мне нужно в туалет». В сущности, эксперимент имеет еще более жесткие ограничения, чем уже рассмотренные. Активность нейронов при сложении чисел внутри тесной и шумящей машины для магнитно‑резонансного сканирования может заметно отличаться от, казалось бы, той же активности, но проявляющейся тогда, когда человек, подбивая баланс, что‑то складывает, держа в руках собственную чековую книжку. «Сложить» в процессе эксперимента в действительности означает: «Пусть подопытный произведет операцию сложения во время тестирования и нахождения внутри кабинки магнитно‑резонансного сканера».

В этом смысле мало что объясняет понимание того, каким образом «сложить» репрезентируется в мозге или как интенция проявляется во внутреннем опыте. Связано ли сложение чисел с молча, про себя произносимым словом или же с фонемой, которую оживляет сигнал обратной связи, имеющий отношение к оперативной памяти? Может быть, возникает невербальный образ – интуитивный, но основанный на «пирамиде» прежних данных? Или же мы имеем дело со зрительным образом знаковой природы? Или пробуждаются детские воспоминания о первых уроках арифметики? Или мы должны прийти к комбинации всего этого?

Однако заметьте: мы добиваемся большего, чем при использовании шлема для майндридинга. Магнитно‑резонансное сканирование действительно позволяет наблюдать за нейроактивностью, хотя разрешение картинки остается низким, и мы вынуждены интерпретировать данные семантически. Зато можем уверенно заявить: данная схема, отображающая активность нейронных связей, при данных условиях должна означать только одно – «сложить».

В этом смысле мы действительно имеем устройство для чтения сознания. Только представьте себе: вы молча лежите в темной трубе сканера, по секрету от всех принимаете решение «сложить» – и точно знаете, что машина узнает об этом. Похоже на молитву, обращенную к Богу, хотя у него вместо крови – жидкий гелий, вместо духа – тысячи линейных кодов, а словарь состоит всего лишь из двух слов. Вот что нам может позволить fMRI. Это все равно, как если бы удалось утащить 1 доллар из Форта Нокс. Замечательно, что вы пробрались внутрь и кое‑что вынесли наружу. Но вот касательно всего скрываемого человеческим сознанием богатства… До него еще далеко.