CC BY
15
Время науки
The Times of science
Король Алена Олеговна Наливайко Игорь Николаевич
hank22822@mail.ru Дальневосточный федеральный университет специальность «Информационные системы и технологии» (магистратура, 1 год обучения) МОЗГ КАК ЭФФЕКТИВНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
научно-популярное эссе
Korol Alena O.
Nalivaiko Igor N.
Far Eastern Federal University Specialty «Information systems and technologies» (1styear of master's degree) THE BRAIN AS AN EFFICIENT COMPUTING DEVICE
Popular science essay
Мозг человека - это сложный вычислительный механизм, где порядка ста миллиардов нейронов ежедневно обрабатывают колоссальное количество данных. Его часто сравнивают с другой непростой системой -цифровым компьютером. На глобальном уровне их архитектуры немного похожи, поскольку состоят из отдельных систем ввода, вывода, обработки информации и памяти,но корректно ли их сопоставлять?
Получение данных
C появлением технологии МРТ стало известно, что мозг получает всю информацию от органов чувств:то, что вы видите, ощущаете на вкус, обоняете, слышите и осязаете. Посчитав, сколько рецепторов содержит каждый орган чувств, можно понять, сколько информации поступает через них в мозг. Так, в секунду глаз посылает в центральный отдел нервной системыоколо 10 миллионов бит, кожа - миллион, ухо и обонятельные сенсоры по - 100 тысяч, вкусовые почки - еще примерно тысячу бит. В сумме наши сенсорные механизмы принимают более 11 миллионов бит/с.
Однако, по результатам исследований инженера, специалиста по теории информации и коммуникационным технологиям Карла Купфмюллера, скорость реакции сознания оценивается всего в 40 бит/с, что, возможно, даже является преувеличением. Сознание работает медленно. Ему нужно время, чтобы распознать, идентифицировать, вычислить.
Обработка данных
Различные части мозга отвечают за соответствующие им виды деятельности. В 70-х годах американский математик и психолог Норман Андерсон разработал теорию интеграции информации. Согласно этой теории, способ, которым мозг обрабатывает информацию, функционален.
Король А. О., Наливайко И. Н.
О. А. Кого1, I. N. №Нуа1ко
Например, чтобы выполнить функцию чтения, он собирает несколько участков в одну функциональную сеть и разбирает ее по завершении. Все, что вы узнаете или испытываете в процессе, мозг хранит в небольших единицах, называемых нейронами. Они вступают во взаимодействие друг с другом, формируют связи, принимают, обрабатывают, кодируют и передают нервные импульсы. Связи между нейронами играют решающую роль в автоматизации привычек, совершенствовании интеллектуальных и физических способностей - словом, в развитии личности.
Ключевые особенности
В 2015 году исследователи из США пришли к выводу, что ёмкость человеческого мозга составляет примерно тысячу терабайт, или один петабайт. Так, мозг может вместить объем данных архива интернета за 2004 год, или 500 миллиардов страниц стандартного печатного текста.
Человек может осознавать, что происходит вокруг и не отвлекаться, если не происходит ничего важного. Энергопотребление при этом будет минимальным: порядка 13 Ватт, что сопоставимо с мощностью обыкновенной лампочки. Однако для подобного результата компьютеру необходимо в десятки раз больше энергии.
Возможно, сопоставлять работу мозга и вычислительной машины не совсем корректно в силу отличий в способах хранения и обработки информации. Но даже если учесть, что люди сравнительно медленно воспринимают информацию, то, как они умеют её обрабатывать, действительно впечатляет и задает вектор для развития компьютерных технологий.
2021
