На этом шаге мы приведем общие сведения о нейронах.
Ранее говорилось о том, что мозг животных ставил ученых в тупик, поскольку даже у столь малых представителей живой природы, как попугаи, он демонстрирует несравненно большие способности, чем цифровые компьютеры с огромным количеством электронных вычислительных элементов и памятью невероятных объемов, работающих на частотах, недостижимых для живого мозга из плоти и крови.
Тогда внимание сосредоточили на архитектурных различиях. В традиционных компьютерах данные обрабатываются последовательно, по четко установленным правилам. В их холодных запрограммированных расчетах нет места неоднозначности и неясности. С другой стороны, постепенно становилось понятно, что мозг животных, несмотря на кажущуюся замедленность его рабочих ритмов по сравнению с компьютерами, обрабатывает сигналы параллельно и что неопределенность является существенной отличительной чертой его деятельности.
Рассмотрим строение базовой структурно-функциональной единицы биологического мозга - нейрона.
Несмотря на то что нейроны существуют в различных формах, все они передают электрические сигналы от одного конца нейрона к другому - от дендритов через аксоны до терминалей. Далее эти сигналы передаются от одного нейрона к другому. Именно благодаря такому механизму вы способны воспринимать свет, звук, прикосновение, тепло и т.п. Сигналы от специализированных рецепторных нейронов доставляются по вашей нервной системе до мозга, который в основном также состоит из нейронов.
На приведенной ниже иллюстрации показана схема строения нейронов мозга попугая, представленная одним испанским нейробиологом в 1899 году. На ней отчетливо видны важнейшие компоненты нейрона - дендриты и терминали.
Сколько нейронов нам нужно для выполнения интересных, более сложных задач?
В головном мозге человека, являющемся самым развитым, насчитывается около 100 миллиардов нейронов. Мозг дрозофилы (плодовой мушки) содержит примерно 100 тысяч нейронов, но она способна летать, питаться, избегать опасности, находить пищу и решать множество других довольно сложных задач. Это количество - 100 тысяч - вполне сопоставимо с возможностями современных компьютеров, и поэтому в попытке имитации работы такого мозга есть смысл. Мозг нематоды (круглого червя) насчитывает всего 302 нейрона - ничтожно малая величина по сравнению с ресурсами современных цифровых компьютеров! Но этот червь способен решать такие довольно сложные задачи, которые традиционным компьютерам намного больших размеров пока что не по силам.
В чем же секрет? Почему биологический мозг обладает столь замечательными способностями, несмотря на то что работает медленнее и состоит из относительно меньшего количества вычислительных элементов по сравнению с современными компьютерами? Сложные механизмы функционирования мозга (например, наличие сознания) все еще остаются загадкой, но мы знаем о нейронах достаточно много для того, чтобы можно было предложить различные способы выполнения вычислений, т.е. различные способы решения задач.
На следующем шаге мы продолжим изучение этого вопроса.
