Agy, tudat, számítógép, információ, természetes és mesterséges értelem: gyakran használt, divatos kifejezései egy sereg tudományos diszciplinának. Neurobiológia és kognitív pszichológia, számítástudomány és mesterségesintelligencia-kutatás, filozófia, matematika és persze biofizika egymást átfedõ területén járva igyekeznek a kutatók egyrészt az idegrendszeri információfeldolgozás mikéntjét megérteni, másrészt - a biológusok tapasztalatára építve, vagy azt éppenséggel kikerülve - új elvû "intelligens" rendszereket létrehozni.
A természetes és mesterséges értelem problémaköre új megvilágításba került az utolsó tíz évben. Korábban három, mind történetileg, mind módszertanilag elkülönített dichotómiáról beszéltek:
Ma van olyan igény, amely az egész kérdéskört egyben szeretné kezelni, de ezt most itt nem érinthetjük. Mindenesetre úgy látjuk, hogy az intelligenciát nem lehetséges pusztán logikai szerkezeténél megragadni, és az idegrendszer szervezõdési elveinek megértése az elmemûködés "magasabb szintû" kutatói számára is kikerülhetetlen lesz.
Az agy a hierarchikus struktúrák prototípusának tekinthetõ, így az egymásra épülõ szintek szervezõdésének megismeréséhez, és az idegrendszer mint egész megértéséhez két ellentétes szempontot kell szem elõtt tartani: az "egyszerûséget" és a "bonyolultságot". Az egyszerûségre való törekvést elsõsorban a matematikai modellek kezelhetõségének igénye, míg a bonyolultságot a természet várja el. Az idegrendszer a bonyolult rendszerek mintapéldája, és mûködésének megértéséhez valóban szükség van mondjuk elektronmikroszkópos (anatómiai) és mikroelektródás (élettani) megfigyelésekre, a fogalmak tisztázásához szükséges filozófiai elemzésre, a dinamikus rendszerek elméletén alapuló matematikai modellezésre (Érdi 1993, Érdi 1996, Arbib, Érdi, Szentágothai megjelenés alatt).
Neumann János híres posztumusz könyve (magyarul: A számológép és az agy 1964) a két fogalom közötti analógiát (a különbségekkel együtt!) elemzi. Mennyire tarthatta komolynak Neumann azt a feltevést, hogy a számológép az agynak reális modellje lehet? Az akkori ismeretek alapján arra lehetett következtetni (Érdi 1985), hogy mind a számítógépek alapegységei, mind az idegsejtek (neuronok) kétállapotú elemek, a belõlük létrehozott hálózatok viselkedését hasonló logika írja le. Így az idegrendszer és a számítógép között az elemi hardware szintjén lenne analógia. Ezen analógia hasznosságába vetett hitet erõsíthették azok a matematikai tételek, amelyek szerint a számítógépek matematikai modelljei - az ún. Turing-automaták - és az idegrendszer matematikai modelljei - az ugyancsak 1943-ban kidolgozott McCulloch-Pitts (MCP) hálózatok - lényegében ekvivalensek egymással.
Neumann lelkesedett a MCP modell teljesítõképességéért:
"...bármi, ami kimerítõen és egyértelmûen szavakba önthetõ, megfelelõ véges neuronhálózattal ipso facto realizálható..."
Mindazonáltal könyvének utolsó fejezetének címe: "Az agy nem a matematika nyelvét használja". Nyilvánvaló, hogy az analógia korlátait jól látta Neumann:
"... a mi matematikánk külsõ formái nem feltétlenül relevánsak annak mérlegelésére, hogy milyen matematikai vagy logikai nyelvet használ valójában a központi idegrendszer."
Michael Conrad a The brain-machine disanalogy (1989) címû cikkében azt hangsúlyozza, hogy a különbségek alapvetõbbek, mint a hasonlóságok. Úgy gondolja, hogy az agy és a számítógép azért sem lehet analóg, mert az evolúcióra való képesség, illetve a programozhatóság csak egymás rovására érvényesülhet.
Ebben a cikkben azonban nem azt a kérdést vizsgáljuk, hogy milyen számítógép az agy (egyébként is "... Vannak, akik azt mondanák, hogy a kérdés éppen olyan rossz, mintha azt kérdeznénk, milyen állat a rózsa ...", Lábos 1979). Azt kívánjuk bemutatni, hogy kialakult egy szakma, a computational neuroscience (a név kissé félrevezetõ, mert azért analitikus eszközökkel is lehet eredményekhez jutni, magyar terminológia pedig egyszerûen nincs), amelynek célkitûzése a reális idegrendszeri struktúrák mûködésének matematikai modellezéssel történõ megértése.
E cikk anyaga részben nyomtatásban is megjelent a Fizikai Szemle címû újságban (Érdi és munkatársai 1996).
Please send your comments to grobler@sunserv.kfki.hu.