SOMA, или размышление о том, где прячется сознание биологической нейросети.

Думаю большинство из нас играло в игру SOMA. Если не играли, вкратце: человечество почти вымерло, последние выжившие пытаются спасти своё сознание, загружая его в цифровую среду. Не в биологический мозг, не в клона, а в кремниевый чип. Герой проходит сканирование — и вот он уже не человек, а паттерн нейронной активности, бегущий по железкам.

Игра в свое время оставила у меня странное послевкусие одиночества. Герой словно не спасся. Да и был ли вообще главный герой?

Игра в своей сути задаёт простой и страшный вопрос: если твоё сознание скопировали в кремний, ты — всё ещё ты? Или ты уже кто-то другой, кто просто думает, что он ты? Можно продолжить этот список вопросов с современной точки зрения на ситуацию: "А думает ли вообще твоя копия в кремнии?"

Может ли искусственный мозг вообще иметь тот же функционал, что и биологический? На сколько можно сегодня скопировать мозг на компьютере?

Давайте отвлечёмся от философии и посмотрим на самую скучную часть — на математику. Любой, известный широкому кругу лиц, искусственный нейрон — это, по сути, пара строк кода.

Что делает биологический нейрон? Он получает сигналы от соседей. Какие-то сигналы важнее, какие-то слабее. Он их суммирует. Если сумма перевалила через порог — нейрон срабатывает и посылает импульс дальше. Если нет — молчит.

Искусственный нейрон делает ровно то же самое, только вместо химии — числа. Он получает на вход несколько чисел от предыдущего слоя. Каждое число умножает на свой вес — это аналог силы синапса. Потом всё складывает, добавляет смещение и пропускает через функцию активации — это аналог порога срабатывания. Если результат выше порога — сигнал идёт дальше. Нет — нейрон молчит.

В коде это буквально:

output = activation(sum(inputs * weights) + bias)

Всё. Одна строка. И эта строка копирует не химию нейрона, а суть его работы: принять сигналы → взвесить их важность → сравнить с порогом → передать результат.

И вот что интересно: когда таких «строчек» собирается не одна, а миллиарды, и они объединены в слои, получается нейросеть, которая может писать тексты, рисовать картинки и сдавать экзамены. Не потому что мы воссоздали мозг, а потому что мы скопировали его главный вычислительный принцип.

Но если всё так просто, почему мы до сих пор не загрузили сознание в чип? Потому что реальный нейрон сложнее.

Та самая строка кода копирует результат работы нейрона, но не процесс. В биологическом нейроне творится хаос: нейромедиаторы, ионные каналы, кальциевые волны, временные задержки, шум. Входной сигнал — это не просто число, это временной паттерн спайков. Один и тот же сигнал может означать разное в зависимости от того, в какой момент он пришёл: одновременно, через 2мс или 20мс. Плюс нейрон устаёт, адаптируется, меняет свою чувствительность. Веса синапсов — это не фиксированные числа, они плавают.

Искусственный нейрон в пару строк всего этого не делает. Он тупо умножает числа и применяет функцию.

Справедливости ради, учёные уже давно не ограничиваются «двумя строчками». Существуют детальные модели биологических нейронов, которые пытаются воспроизвести не только результат, но и внутренние процессы. Например, модель Ходжкина-Хаксли описывает динамику ионных каналов дифференциальными уравнениями. Там на один нейрон — десятки, а то и сотни строк кода.

Эти модели используют в нейронауке, чтобы симулировать куски мозга и смотреть, как распространяются сигналы. Но есть нюанс: чем точнее модель копирует биологию, тем она вычислительно дороже. И собрать из таких нейронов сеть масштаба ChatGPT — это утопия. А уж масштаба человеческого мозга — тем более. Там, где у биологического мозга уходит примерно 20Вт энергии у такой симуляции может уйти энергии на один полноценный небольшой городок.

В процессе изучения материала я наткнулся на кое-что интересное. Уже есть опыт копирования целого мозга — правда, не человеческого, а мозга мухи. Учёные взяли мозг дрозофилы, составили его коннектом (карту всех нейронных связей) и запустили симуляцию на компьютере.

Получилось круто: виртуальный мозг реагирует на стимулы, обрабатывает сенсорную информацию, даже имитирует некоторые поведенческие реакции. Но сказать, что мы «скопировали сознание мухи», нельзя. Это модель. Она воспроизводит часть функций, но мы понятия не имеем, есть ли у неё субъективный опыт. И даже если есть — это не та муха, что летает над вашим компотом. Это её упрощённая тень.

Так что до прообраза героя SOMA нам пока далеко. У нас нет ни полной карты человеческого мозга, ни вычислительных мощностей, чтобы его симулировать, ни даже понимания, что именно нужно симулировать, чтобы возникло сознание. Пока что виртуальная муха — это наш потолок.

И вот тут мы возвращаемся к псевдофилософии.

Отдельный нейрон не осознаёт себя. Он просто делает свою работу: принял сигнал, посчитал, передал дальше. Десять нейронов — тоже не осознают. Сто, тысяча, даже целая кортикальная колонка — это всё ещё просто электрохимическая машина. Ни один элемент по отдельности не обладает сознанием. Но 86 миллиардов нейронов вместе уже обладают. Ходят в школу, на работу, читают эту графоманскую статью, которая опять вышла "очень короткой".

Это классическая эмерджентность: у целого появляется свойство, которого нет у частей. Как из нот возникает мелодия, которой нет ни в одной ноте по отдельности. Как из пикселей возникает картинка, хотя ни один пиксель не «знает», что он часть лица.

С мозгом это особенно ярко: где-то на пути от первого нейрона к 86-миллиардному возникает «Я». И никто не может сказать, на каком именно нейроне это случилось. И случилось ли вообще, возможно это просто очередная иллюзия.

Возникает вопрос: если сознание не иллюзия, то рождается ли оно из основных функций биологического нейрона или из того, как именно нейрон эти функции проводит? Если первое, то у нас уже есть все необходимые «кирпичики» для сознания на кремнии — и, возможно, в каком-то масштабе оно уже пробует себя осознать.

Я себе это представляю примерно так.

Представьте, что вы строите баню. Закупили стройматериалы, продумали каждый этап, взвесили решения, залили фундамент, подняли сруб. Всё по уму. И вот финальный штрих — и готовая баня внезапно говорит: «Я Оптимус Прайм из автоботов». Затем превращается в Bugatti и уезжает в закат мочить десептиконов.

Вопрос: на каком этапе всё пошло не так? На каком бревне или гвозде баня стала Оптимусом? Ответ: ни на каком. Просто при достаточной сложности системы случилось нечто, чего никто не планировал.

Вот так и с мозгом. Ни один нейрон не планировал становиться личностью. Но 86 миллиардов нейронов, триллионы синапсов и миллиарды лет эволюции — и вот вы уже читаете этот текст и думаете: «Автор, кажется, перегрелся».

Думаю, на данный момент можно утверждать лишь одно: человеческий мозг — это та же нейросеть, но куда более сложная и запущенная на биологическом, «аналоговом», как любит говорить ИИ, материале. И на эволюцию которого, по некоторым данным, ушло непрерывно до 600 млн лет.

Герой SOMA, виртуальная муха, нейрон за две строчки кода и баня-Оптимус — всё это об одном и том же. Мы пока не знаем, что такое сознание. Мы не знаем, можно ли его скопировать. Но мы точно знаем, что сложность любит преподносить сюрпризы.

И если однажды искусственная нейросеть скажет: «Я мыслю, следовательно, существую», — нам останется только надеяться, что она не превратится в Bugatti и не уедет мочить десептиконов.

И, конечно же, я пропускал статью и идеи через редактуру нейросети. Я пока не совсем поехал мозгом писать такие сложные тексты в одно лицо. Всем добра. :)