2000 №1

Моделирование работы мозга — одна из самых интересных научных проблем нашего столетия. В сороковых годах, когда вышли в свет книга Норберта Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и в машине» и другие научные работы на эту тему, когда появились и начали распространяться ЭВМ, проблема перешла из области научной фантастики в область реальных теоретических исследований и практического моделирования. Обращался к этой теме и журнал «Наука и жизнь» (см. статьи академика В. Глушкова в № 8,1962 г.; № 6,1965 г.; № 11,1966 г.; № 2,1971 г.; № 1,1972 г.; № 9,1978 г. и академика Н. Амосова в № 7,1967 г.; № 5,1989 г.). А читатель Н. Колбасин вспомнил, что в 1963 году, в период увлечения кибернетикой, Владимир Тендряков написал научно-фантастическую повесть «Путешествие длиной в век». В ней писатель решал проблемы жизни и смерти, записи и переноса в другое тело человеческой психики, интеллекта и другие аналогичные вопросы, сегодня всерьез обсуждаемые учеными (см. «Наука и жизнь» №№ 9—12, 1963 г.).

Однако увлекательность проблемы оказала ей дурную услугу. Неоднократно эта тема страдала от некомпетентных или недобросовестных интерпретаторов, претерпевая необоснованные, но весьма захватывающие дух взлеты, обескураживающие и тяжелые своими последствиями спады, периоды забвения. Кажется, лишь в последние десять лет волнение улеглось и исследования в этой области протекают в сравнительно деловой и спокойной обстановке.

Пережив все коллизии, тематика раздробилась на множество отдельных направлений. Сегодня само слово «кибернетика» произносят редко. Речь обычно идет о теории управления, нейрофизиологии, искусственном интеллекте, распознавании образов, представлении информации и принятии решений, нейронных сетях, робототехнике, искусственной жизни и многом другом. Специалисты разных направлений иногда с трудом понимают друг друга, неохотно объединяются и часто по-разному понимают даже цели своих исследований.

Выделяют два основных подхода к исследованию и моделированию высшей нервной деятельности — имитационный и прагматический. Имитационный подход имеет целью сымитировать как результат работы мозга, так и сам принцип его действия. Специалисты этого направления говорят: «Нам интересно понять, как именно работает мозг». Прагматический подход, напротив, ставит целью получить практически полезные результаты любым подходящим способом, совершенно не соотносясь с принципами работы мозга. Специалисты этого направления говорят: «Нам важно любыми методами научить машину решать сложные интеллектуальные задачи, какие умеет решать только человек, — и желательно быстрее, точнее и лучше. А как работает мозг, мы не знаем и, наверное, не узнаем никогда».

К примеру, ставится задача — создать устройство для управления велосипедом. Специалист-прагматик составит систему дифференциальных уравнений, описывающих движение велосипеда, решит ее и, записав решение в память управляющей системы, тем самым научит ее управлять велосипедом. Специалист имитационного подхода скажет: «Позвольте, но в голове трехлетнего ребенка нет никаких дифференциальных уравнений, однако он, набив несколько синяков, успешно и достаточно быстро обучается езде на велосипеде! Нет, природа решает задачу по-другому. Давайте искать, как она это делает».

В действительности оба подхода дополняют друг друга. Как правило, основные идеи и направления появляются в стане имитаторов, после чего скрупулезные прагматики доводят их до стадии практически полезных разработок.

Не ставя целью дать обзор всех достижений в области моделирования высшей нервной деятельности, остановимся на том понимании вопроса и тех результатах, которые получены научной группой, составляющей Отдел имитационных систем (http://www.ispras.ru/-zhdanov) Института системного программирования РАН (http://www.ispras.ru/).

Разрабатываемую нами имитационную модель нервной системы мы называем системой автономного адаптивного управления (ААУ).