На самом базовом уровне многие из нас понимают, что искусственный интеллект помогает ученым лучше понять работу человеческого мозга, но как именно?
Интересное понимание этого вопроса дает презентация Эллисон Хамилос под названием: «Нейронаука спонтанности и принятия решений». Хамилос имеет степень бакалавра по химии и биологии, полученную здесь, в MIT, и докторскую степень Гарварда. Она также является участницей программы «Наука и технологии в области здравоохранения» Гарварда и MIT.
В своей презентации, которую она провела на недавнем «Научном ужине» здесь, в Бостоне, Хамилос представляет некоторые поразительные выводы о движениях человека и о том, как они происходят: как мозг посылает нам импульсы, которые заставляют нас двигаться.
Ландшафт
Хамилос начинает с объяснения работы «двигательных нейронов» и того, как многие из них, работая вместе, помогают генерировать триггеры движения.
«Тысячи двигательных нейронов внезапно начинают срабатывать согласованно, и эта лавина нейронной активности посылает сигналы вниз по спинному мозгу, заставляя мышечные волокна сокращаться», — сказала она. «Вот почему мы движемся».
Но текущая работа заключается в том, чтобы выяснить, как порождаются эти маленькие лавины.
В поисках ответа Хамилос проводит очень важное различие между движениями, которые являются немедленно реактивными, иногда почти непроизвольными, и движениями, которые являются произвольными, которые могут казаться настолько капризными, что трудно точно проанализировать, почему они происходят в данный конкретный момент.
«Не все движения являются результатом внезапных сенсорных событий», — отмечает Хамилос, и именно эти движения вызывают наибольшее любопытство.
В качестве, по крайней мере, частичного объяснения Хамилос говорит о болезни Паркинсона, где наука обнаружила, что основные «мотиваторы» каким-то образом нарушены или подавлены. Она отмечает, что движения в целом замедлены. Существует также концепция «парадоксальной кинезии», когда субъект может демонстрировать несоответствие, которое выглядит так: он или она может быстро реагировать на реактивный стимул, например, на футбольный мяч, летящий в голову, но при этом быть заторможенным в тех произвольных движениях, таких как поднятие книги или вставание со стула, при отсутствии какого-либо внешнего стимула.
Эксперименты с дофамином
Хамилос объясняет, что ученые определили общего виновника — дофамин, который активен в запуске активности двигательных нейронов. Но дофамин, добавляет она, оказывает вероятностный эффект, а не детерминированный. Так что у людей все еще есть свободная воля.
Оказывается, было проведено много исследований на мышах, и Хамилос вдается в большие подробности. Успешные наблюдения за прерванным движением являются одной из частей уравнения.
Три ингредиента
Позже в выступлении я выделил список из трех компонентов, которые Хамилос упоминает в анализе движения: какие движения совершать и когда, какой вариант выбрать (из нескольких вариантов) и воспринимаете ли вы что-то.
«Мы знаем, что не хотим делать одно и то же все время. На самом деле, иногда способность делать случайный выбор может означать жизнь или смерть», — говорит она, приводя пример мыши, пытающейся уклониться от совы. «Если ваши движения... предсказуемы, вы — мертвечина. Вместо этого лучший шанс мыши — выбирать неожиданные движения и совершать их в непредсказуемое время, чем она, надеюсь, купит себе передышку».
Так что это начинает объяснять, в чем заключается преимущество вероятностного движения.
Дальнейшая оценка людей
Конечно, наука о движении у людей гораздо сложнее, с таким количеством сложных, нематериальных и косвенных причин совершить движение любой частью тела в любом заданном направлении.
Хамилос проводит нас через больше данных, например, иллюстрируя связи между задержкой двигательной активности и «брадифренией» (замедлением мышления), а также феноменом персеверации, когда человек может выбирать один и тот же вариант снова, и снова, и снова.
«Даже эмоционально многие пациенты кажутся застывшими и апатичными, без полного диапазона аффекта. Создавалось впечатление, что эти пациенты страдают от отсутствия какой-либо спонтанности, им трудно породить любую новую мысль, действие или чувство без какого-либо внешнего побуждения».
Затем она выделяет противоположную проблему — слишком много случайных движений или действий, приводя примеры, такие как синдром Туретта, отмечая:
«Они застряли, совершая эти неудержимые, очевидно случайные движения тела».
В ответ Хамилос выдвигает ряд других идей: поведенческая стохастичность, например, и «общий механизм дофаминовой цепи», который мог бы объединить множество разрозненных медицинских исследований под одной крышей.
«Я предполагаю, что фундаментальной особенностью этой цепи является способность координировать самогенерируемую нейронную активность», — говорит она.
Вот и все — взгляд на то, что заставляет нас, людей, двигаться. Это не мелкая деталь в поведенческих исследованиях. Для тех, кто страдает от таких депрессивных состояний, как болезнь Паркинсона, или маниакальных, как синдром Туретта, это всё. А для остальных из нас здесь затронуты фундаментальные вопросы. Почему мы делаем то, что делаем? В той мере, в какой ИИ может начать отвечать на этот вопрос, он действительно прокладывает путь к будущему, которое сильно отличается от того, что мы знали.
Эта статья была первоначально опубликована на Forbes.com