Физика мозга

Итак, с эволюционной и биологической точки зрения эволюция уже не отбирает более умных, по крайней мере не так быстро, как это происходило тысячи лет назад.

Кроме того, законы природы указывают на то, что мы достигли максимального естественного уровня интеллекта, и любые улучшения теперь должны опираться на внешние источники. Физики, изучавшие нейроны мозга, говорят, то существует система сдержек и компромиссов, которая не позволит нам сильно поумнеть. Всякий раз, представляя себе более крупный, более плотный или более сложный мозг, мы натыкаемся на какие‑то негативные последствия.

Первый принцип физики, который можно применить к мозгу, – это закон сохранения вещества и энергии, т. е. закон, согласно которому суммарное количество вещества и энергии в системе должно оставаться неизменным. В частности, чтобы выполнить невероятные трюки умственной гимнастики, мозг вынужден экономить энергию, и ему приходится применять множество уловок. Как показано в главе 1, то, что мы видим собственными глазами, на самом деле слеплено на скорую руку при помощи энергосберегающих фокусов. На тщательный и вдумчивый анализ каждого кризиса потребовалось бы слишком много времени и энергии, поэтому мозг, чтобы эту энергию сэкономить, производит мгновенную оценку ситуации в форме эмоций. Забывание – еще один способ экономии энергии. Человеческое сознание имеет доступ лишь к крохотной доле воспоминаний, хранящихся в мозгу.

Возникает вопрос: если увеличить размеры мозга или плотность нейронов в нем, станем ли мы умнее?

Вероятно, нет. «Нейроны серого вещества работают с аксонами, достаточно близкими по своим характеристикам к физическому пределу», – говорит доктор Саймон Лафлин из Кембриджского университета. Существует несколько способов повысить разумность мозга с использованием законов физики, но для каждого из них характерны свои проблемы:

• Можно увеличить размер мозга и удлинить нейроны. Но мозг при этом будет потреблять больше энергии. В процессе работы будет выделяться больше тепла, что опасно для жизни. Если мозг потребляет больше энергии, он разогревается, и в критических случаях начинается разрушение тканей. (Химические реакции и обмен веществ в человеческом организме должны проходить при температурах, лежащих в узком диапазоне.) Кроме того, при более длинных нейронах прохождение сигналов в мозгу будет занимать больше времени; следовательно, мыслительный процесс замедлится.

• Можно упаковать в то же пространство больше нейронов, сделав их тоньше. Но в этом случае сложные электрохимические реакции, которые должны протекать внутри аксонов, начнут сбоить, и у нейронов будет чаще наблюдаться ложное срабатывание. Дуглас Фокс пишет в журнале Scientific American: «Можно назвать это матерью всех ограничений, но так называемые ионные каналы, т. е. белки, при помощи которых нейроны генерируют электрические импульсы, по природе своей нестабильны».

• Можно увеличить скорость сигнала, сделав нейроны толще. Но это тоже приведет к росту энергопотребления и выделению дополнительного тепла. Кроме того, это увеличит размеры мозга, а значит, и время, необходимое сигналам на дорогу.

• Можно увеличить число соединений между нейронами. Но это тоже повысит энергопотребление и выделение тепла, сделав к тому же мозг больше, да и работать он будет медленнее.

Таким образом, что бы мы ни делали с мозгом, мы все равно оказываемся в тупике. Похоже, сами законы природы указывают, что мы уже достигли максимального уровня интеллекта. И если нам не удастся внезапно увеличить размеры черепа или изменить саму природу нейронов мозга, мы, вероятно, не сможем и повысить интеллект физическими методами. Если это вообще возможно, то делать это придется, добиваясь большей эффективности мозга (при помощи лекарственных препаратов, генетических методов или, может быть, аппаратов типа ТЭС).