Архипова Ирина 11а

Головной мозг человека - орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия.

Мозг человека

Компьютер (англ. computer — «вычислитель») — машина для проведения вычислений. При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по заранее определённому алгоритму. Кроме того, большинство компьютеров способны сохранять информацию и осуществлять поиск информации, выводить информацию на различные виды устройств вывода информации. Своё название компьютеры получили по своей основной функции — проведению вычислений. Однако в настоящее время полагают, что основные функции компьютеров — обработка информации и управление.

Систе́ма (от греч. σύστημα, «составленный») — множество взаимосвязанных объектов и ресурсов, организованных процессом системогенеза в единое целое и противопоставляемое среде. Система в системном анализе — совокупность сущностей (объектов) и связей между ними, выделенных из среды на определённое время и с определённой целью.

Модель мозга — любая теоретическая система, которая стремиться объяснить физиологические функции мозга с помощью известных законов физики и математики, а также известных фактов нейроанатомии и нейрофизиологии.

Интерфейс — совокупность средств и методов взаимодействия между элементами системы.

Мозговой интерфейс — физический интерфейс приёма или передачи сигналов между живыми нейронами биологического организма (например, мозгом животного) с одной стороны, и электронным устройством (например, компьютером) с другой стороны.

Область коры головного мозга человека, которая, как полагают ученые, отвечает за интеллектуальные способности индивидуума, функционирует подобно компьютеру, считает профессор психологии Университета Колорадо в Валуне Рэндалл О'Рейли (Randall O'Reilly). В обзоре биологических компьютерных моделей мозга, в вышедшем 6 октября номере журнала Science, О'Рейли утверждает, что префронтальная область коры головного мозга и базальные ганглии работают как цифровая компьютерная система.

«Многие исследователи, работающие над моделями интеллекта, избегают компьютерной метафоры», - утверждает О'Рейли. «Моя работа выходит за рамки традиции, которая говорит, что умственные способности людей не имеют ни чего общего с вычислительной техникой, и теперь нам стоит пересмотреть отдельные положения существующих теорий”. Компьютеры работают, превращая электрические сигналы в набор из двух состояний: «включено” и “выключено”, гибко управляя этими состояниями с помощью переключателей. В свое статье Рэндалл О'Рейли утверждает, что нашел те же самые операционные принципы и в работе головного мозга человека.

«Нейроны коры головного мозга являются двойственными. Они имеют два состояния – они могут быть или активными или неактивными. Базальные ганглии - по существу большой выключатель, который позволяет вам динамически включать и отключать различные части коры префронтальной области головного мозга», - заявляет О'Рейли. Префронтальная область коры головного мозга является исполнительным центром мозга и поддерживает «высокоуровневое» познание, включая принятие решения и решение задач. Исследователи полагают, что префронтальная кора является критической областью отвечающей за интеллектуальные способности человека, и понимание этого является важнейшим фактором на пути исследования человеческого интеллекта.

Лучшим способом сделать это, утверждает О'Рейли, является разработка биологически обоснованных компьютерных моделей мозга, чтобы помочь исследователям изучать физиологические процессы коры головного мозга, и в конечном счете привести нас к пониманию того, что выделяет человека из животного мира, делая его мыслящим субъектом.

Нервные сети

Разум мозга — компьютерная программа?

Человеческий мозг работает как поисковая система

По утрам человеческий мозг "загружается" как компьютер

В Университете Манчестера приступили к постройке первого компьютера нового типа, конструкция которого имитирует устройство человеческого мозга, передает BBC. Стоимость модели составит 1 миллион фунтов.

Компьютер, построенный по биологическим принципам, считает профессор Стив Фёрбер (Steve Furber), должен демонстрировать значительную устойчивость в работе. «Наш мозг продолжает функционировать, несмотря на постоянные отказы нейронов, из которых состоит нервная ткань, говорит Фёрбер. – Это свойство представляет громадный интерес для конструкторов, которые заинтересованы в том, чтобы сделать компьютеры более надежными».

Группы нейронов в мозге возбуждаются синхронно, так что в определенных участках нервной ткани возникают вспышки активности. Для имитации этого механизма будет использовано большое количество процессоров.

Сегодня уже достигнут некоторый прогресс в разработке так называемых «нейронных сетей», - систем вычислительных элементов, каждый из которых обменивается сигналами со множеством других. Учёные из Манчестера подходят к имитации работы мозга с новой стороны, задействуя вместо единичного чипа целый кластер выполняющих одну и ту же задачу устройств. Помогая разработать более отказоустойчивые компьютеры, одновременно исследования группы Фёрбера должны продемонстрировать, насколько близки к истине наши представления о реальных механизмах работы мозга.

Биологический нанокомпьютер

Виртуальный мозг реально заработал

Artificial Development создаёт искусственный мозг человека

Высокие технологии. IBM разработает компьютер с функциями мозга

Суперкомпьютер Blue Gene: от синтеза белков к моделированию человеского мозга

Для того, чтобы при помощи одной только ментальной энергии поднять стакан на несколько футов, волшебникам приходилось тренироваться по несколько часов в день.
Иначе принцип рычага легко мог выдавить мозг через уши.

Терри Пратчетт, «Цвет Волшебства»

Очевидно, венцом человеко-машинного интерфейса должна стать возможность управления машиной одним только усилием мысли. А получение данных прямо в мозг - это уже вершина того, чего может достичь виртуальная реальность. Идея эта не нова и уже много лет фигурирует в самой разнообразной фантастической литературе. Тут и практически все киберпанки с прямым подключением к кибердекам и биософтами. И управление любой техникой посредством стандартного мозгового разъема (например, у Сэмюэля Дэлани в романе «Нова»), и масса всяких других интересных вещей. Но фантастика - это хорошо, а что делается в реальном мире?

Оказывается, разработка мозговых интерфейсов (BCI или BMI - brain-computer interface и brain-machine interface) идет полным ходом, хотя об этом мало кто знает. Конечно, успехи весьма далеки от того, про что пишут в фантастических романах, но, тем не менее, они вполне заметны. Сейчас работы над мозговыми и нервными интерфейсами, в основном, ведутся в рамках создания различных протезов и устройств для облегчения жизни частично или полностью парализованным людям. Все проекты можно условно поделить на интерфейсы для ввода (восстановление или замена поврежденных органов чувств) и вывода (управление протезами и другими устройствами).

Во всех случаях прямого ввода данных необходимо производить операцию по вживлению в мозг или нервы электродов. В случае вывода можно обойтись внешними датчиками для съема электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Впрочем, ЭЭГ - инструмент достаточно ненадежный, поскольку череп сильно ослабляет мозговые токи и получить можно только очень сильно обобщенную информацию. В случае вживления электродов можно снимать данные непосредственно с нужных мозговых центров (например, двигательных). Но такая операция - дело нешуточное, так что пока эксперименты ведутся только на животных.

Мозговые интерфейсы

Мозго-компьютерный телекинез

Мозговые волны управляют видеоигрой

Билл Гейтс будет вживлять компьютеры в мозг человека

Первый коммерческий мозговой интерфейс подготовлен к выходу на рынок

Сможет ли Интернет, вобравший в себя вычислительный потенциал компьютеров миллионов пользователей по всему миру сравниться в эффективности с человеческим мозгом? К сожалению, нет, считает британская газета Guardian. Даже если сумеем относительно точно вычислить производительность такого «единого» компьютера, попытка сравнить ее с производительностью мозгу заведомо обречена на провал, поскольку мозг выполняет одновременно превеликое множество действий.

На самом деле, человечество уже давно обладает таким «единым» компьютером. По мнению одного из основателей журнала Wired Кевина Келли, миллионы подключенных к Интернету ПК, мобильные телефоны, КПК и другие цифровые устройства,можно рассматривать, как компоненты Единого компьютера. Ее центральный процессор - это все процессоры всех подключенных устройств, ее жесткий диск - жесткие диски и флэш-накопители всего мира, а оперативная память - суммарная память всех компьютеров. Ежесекундно этот компьютер обрабатывает объем данных, равный всей информации, содержащейся в библиотеке Конгресса, а ее операционной системой является Всемирная паутина.

Вместо синапсов нервных клеток она использует функционально похожие гиперссылки. И те и другие отвечают за создание ассоциаций между узловыми точками. Каждая единица измерения мыслительного процесса, например идея, растет по мере того, как возникают все новые и новые связи с другими мыслями. Также и в сети: большее количество ссылок на определенный ресурс (узловую точку) означают большую значимость ее для Компьютера в целом. Более того, количество гиперссылок во Всемирной сети вплотную приближается к количеству синапсов в человеческом мозге. По оценкам Келли, к 2040 году общепланетарный компьютер будет располагать вычислительной мощностью, соизмеримой с коллективной мощностью мозгов всех 7 млрд. человек, которые к тому моменту будут населять Землю.

А что же, собственно человеческий мозг? Давно устаревший биологический механизм. Наше серое вещество работает со скоростью самого первого процессора Pentium, образца 1993 года. Иными словами, наш мозг работает на частоте 70 мГц. Кроме того, наши мозги действуют по аналоговому принципу, так что о сравнении с цифровым методом обработки данных и речи быть не может. Вот в этом и заключается основное отличие синапсов от гиперссылок: синапсы, реагируя на окружающую их среду и поступающую информацию, искусно изменяют организм, который никогда не имеет двух одинаковых состояний. Гиперссылка, же, напротив, всегда одинакова, в противном случае начинаются проблемы.

Тем не менее, нельзя не признавать, что наш мозг значительно превосходить по эффективности любую искусственную систему, созданную людьми. Совершенно таинственным образом все гигантские вычислительные способности мозга помещаются в нашей черепной коробке, весит чуть больше килограмма и при этом для его функционирования необходимо всего 20 Вт энергии. Сравните эти показатели с теми 377 млрд. Вт, которые сейчас, по примерным вычислениям, потребляет Единый Компьютер. Это, между прочим, целых 5% общемирового производства электроэнергии.

Один лишь факт такого чудовищного энергопотребления, никогда не позволит Единому компьютеру даже близко сравниться с человеческим мозгом по эффективности. Даже в 2040 году, когда вычислительные мощности компьютеров станут заоблачными, их энергопотребление будет неизменно возрастать.

Источник: http://smoking-room.ru/blog/archives/1801-Chelovecheskij_mozg_i_Internet_kto_silnee.html