В мозъка ни има 86 милиарда неврона - приблизително толкова, колкото са галактиките в наблюдаваната вселена. Но дали човешкият ум е по-сложен от космоса?

През 2012 г. невроученият Кристоф Кох пише в книгата си „Съзнание: Изповедта на един романтичен редукционист“, че човешкият мозък е „най-сложният обект в познатата ни вселена“. Като се има предвид, че в мозъка има около 86 милиарда неврона, свързани по начини, които едва сега започваме да разкриваме, това изглежда напълно закономерно.

Но някои учени не виждат нещата по този начин.

„Почти е смешно да си мислим, че ние сме най-сложната система във Вселената. Въпросът всъщност е погрешен“, заявява Дейвид Уолперт (David Wolpert) от Института „Санта Фе“ в Ню Мексико, създаден през 80-те години на миналия век като център на зараждащата се наука за сложността.

Но дали съществува някаква обща мярка за сложност, която може да се приложи към всички видове сложни системи?

В края на краищата, ако се замислим, клъстерите от галактики и нишките, които ги свързват, изглеждат като заплетени вериги от неврони. Дори в човешкия мозък има приблизително същия брой неврони, колкото са галактиките в наблюдаемата вселена. Това сходство във формата може да има нещо общо с общите закони, чрез които възниква сложността, обяснява Рикард Соле (Ricard Solé) от Университета „Помпеу Фабра“ в Барселона, Испания. А може и да не е.

„По стечение на обстоятелствата сложността може да се появи и в двете системи, но това не означава нищо“, подчертава Соле.

Освен това сложността не се определя от компонентите и техните взаимовръзки. Това е идеята, че цялото е повече от неговите части - нещо, което учените, занимаващи се със сложността, наричат пораждане (emergence). По този начин човешкият мозък прилича повече на колония от мравки - създаваща сложни подземни градове без план или лидер - отколкото на галактическа мрежа. И невроните, и мравките са сравнително прости единици, които по някакъв начин колективно пораждат сложно поведение. Соле смята, че човешкият мозък е надхвърлил границите на своите неврони благодарение на необичайната ни способност да говорим.

„От нашия лексикон можем да изградим практически безкраен набор от изречения“, посочва Соле. В съчетание с паметта ни това ни позволява да предвиждаме бъдещето и дори да си представяме алтернативни варианти, както и съзнанието на другите.

Ракообразната мъглявина (М1, NGC1952) е останка от свръхнова в съзвездието Бик. Човешкият мозък ли е най-сложният обект във Вселената? Кредит: NASA, ESA, CSA, STScI, T. Temim

Но езикът, паметта и въображението не са атрибути на всички сложни системи. През 2001 г., търсейки общи допирни точки, физикът Сет Лойд (Seth Lloyd) от Масачузетския технологичен институт предлага три въпроса, които да разкрият колко сложен е даден обект. Първо, колко трудно е да се опише? Второ, колко е трудно да се създаде? Трето, каква е степента му на организираност? По-нататък той изброява около 40 различни мерки за сложност, които се вписват в общата му рамка. „Оттогава са се появили още много други“, разказва Уолперт.

Една от тях е теорията на сглобяването, която определя доколко еволюирал е всеки обект, отчитайки колко стъпки са били необходими за изграждането му и до каква степен този обект води до по-нататъшна сложност.

„Човешките мозъци създават в изобилие обекти с много висока сложност, така че по пряка линия те са най-сложният обект“, разсъждава Сара Имари Уокър (Sara Imari Walker) от Държавния университет в Аризона.

„Теорията на сглобяването“ на Уокър и Кронин предвижда, че молекулите, произведени от биологични процеси, трябва да са по-сложни от тези, произведени от небиологични процеси. Сара Уокър и нейните колеги тестват теорията върху отгледани в лаборатория микросветове. В експерименти те вече са открили праг – а именно броя на стъпките по пътя към сложността – който изглежда трябва да бъде изпълнен, за да се счита нещо за живо. Те разбиват съединенията на парчета и използват масспектрометрия, за да идентифицират молекулярните им градивни елементи. Изчислили са най-малкия брой стъпки, необходими за сглобяването на всяко съединение от тези блокове, което са нарекли „индекс на молекулярно сглобяване“.

Индексът на молекулярно сглобяване (МА) е над 15 за всички биологични проби (зелено) и някои слепи проби (тъмно синьо), но е под 15 за всички неорганични, абиотични или мъртви проби. Кредит: Marshall et al., Nature Communications, 2021 г.

Друга мярка е теория на интегрираната информация (IIT - integrated information theory), която оценява количеството съзнание в дадена система според това колко гъсто е свързана нейната мрежа. Според нея съзнанието на човека е на по-високо ниво, ако взаимодействията между компонентите му дават повече информация, отколкото когато се свежда само до компонентите му. С други думи, цялото е по-голямо от сумата на своите части.

IIT прогнозира, че е възможно да се изчисли математическата стойност за нивото на съзнание, наречено Φ (Φ), на всяка информационно-обработваща система с известна структура и функциониране. Но това изисква много изчисления, а с нарастването на броя на точките на взаимодействие, или възлите, в една информационно-обработваща мрежа, математическите изчисления бързо стават експоненциално повече.

Понастоящем Φ може да се изчисли само за системи с по-малко от 10 възела. Така че, ако всеки от приблизително 86-те милиарда неврона в човешкия мозък се разглежда като един възел, би било невъзможно да се изчисли стойността на Φ, дори ако познаваме пълната му структура.

Това означава, че човешкият мозък е изключително сложен и според тази теория.

Някои теоретици на сложността не вярват на теорията на сглобяването или на IIT и всички са единодушни, че тези мерки не отговарят на общото определение за сложност. Уолперт отива по-далеч, твърдейки, че стойността на науката за сложността не идва от намирането на универсална мярка, а от разнообразието на дефинициите.

И така, къде остава въпросът за човешкия мозък? Уолперт не се съмнява в това. Според него е чиста проба високомерие да се смята, че той е най-сложният обект във Вселената.

„Нищо, свързано с хората, не е привилегировано. В най-добрия случай е нещо обичайно - включително и мозъкът."

Източник: Is the human brain really the most complex object in the universe?, Thomas Lewton, New Scientist