Таким образом, в поисках действительно фундаментальных различий между вычислительными машинами и мозгом мы должны обратиться к более глубокому уровню организации. Рассмотрим одно очевидное различие: сравним принципы устройства нейрона и электронного переключателя на транзисторах. Сложные химические процессы, протекающие в первом, явно не имеют близкой аналогии во втором. Однако и это отличие при ближайшем рассмотрении не оказывается столь важным. Специалисту по вычислительным машинам, в сущности, безразличны детали конструкции отдельных элементов машины; его прежде всего интересуют функциональные характеристики этих элементов как целостных единиц. В настоящее время осуществляется по крайней мере одна программа исследований в области «электронных цифровых машин», где элементами служат чисто гидравлические устройства. Тем не менее эта работа основывается на тех же общих принципах конструирования, анализа и сборки, которые применимы во всякой другой работе в области «электронных» цифровых машин. Правда, в большинстве машин используются электронные элементы, но только потому, что
никто еще не изобрел такие неэлектронные устройства, которые могли бы конкурировать с ними по величине, весу, надежности, стоимости и быстродействию. Если бы кто-нибудь придумал способ изготовления органического нейронного материала, общие функциональные свойства которого отвечали бы требованиям теории цифровых машин, такой материал сразу нашел бы спрос. В понятии «электронная цифровая вычислительная машина» прилагательное «электронная» по существу отражает лишь некое приходящее обстоятельство.
Если мы не можем найти таких различий между вычислительными машинами и мозгом, которые оказались бы существенными при сравнении общей структуры этих систем или принципов устройства их элементов, то мы должны перенести наши поиски с анатомического уровня на физиологический. Имеется ли близкое сходство между функциями нейронов в мозгу и функциями отдельных переключателей в машине?
Этот вопрос более сложен, чем проблемы, рассмотренные выше. Мы знаем, что нейрон обладает не только свойствами двухпозиционного переключателя, но и рядом других особенностей. Как говорилось в гл. 1, реакция типа «все или ничего» свойственна только его аксону. Тело нейрона, выражаясь языком электроники, больше похоже на сумматор, который суммирует воздействия на нескольких входах и, сравнивая их сумму с величиной порога, определяет, должен ли нейрон посылать импульсы и какова должна быть чистота его выходной импульсации. При этом величина порога обычно регулируется химическими или электрическими изменениями в окружающей ткани.
Это гораздо более сложное и хитроумное устройство по сравнению с простым двухпозиционным переключателем, применяемым в вычислительных машинах. Конструктор вычислительных машин, располагая такими компонентами для построения управляющей
системы, должен был бы сделать выбор. Конструируя, например, механизм зрачкового рефлекса, он
мог бы строить свои цепи в расчете на работу нейронов как простых двухпозиционных переключателей, соединенных в схему, эквивалентную вычислительной машине общего назначения, с надлежащими преобразующими цепями для подключения афферентных и эфферентных нервов. Но он мог бы обойтись гораздо меньшим числом компонентов, копируя природу и используя некоторые другие свойства нейронов. Как мы уже знаем, ему достаточно было бы направить поток импульсов, отражающий измеренный уровень освещенности сетчатки, на вход двигательного нейрона, который непосредственно посылает через свой аксон другой поток импульсов, вызывающий сокращение зрачка. Подбирая должным образом порог возбуждения этого нейрона, можно было бы заставить его подавать сигнал сокращения зрачка только тогда, когда количество падающего на сетчатку света превышает заданную величину, причем интенсивность этого сигнала, т. е. частота посылаемых эффекторных импульсов, возрастала бы с увеличением освещенности по желанию конструктора.