Читать книгу Комплект книг: Мозг и бизнес / Факт-карты для бизнеса. Эффективный инструмент решения задач / Стратегическое мышление в бизнесе. Технология «Векторное кольцо» - Андрей Курпатов - Страница 8

За это открытие Дэвид Хьюбел и Торстен Визель получили в 1981 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Вот суть их эксперимента: в клетку зрительной коры кошки был установлен электрод, фиксирующий её активность.

Саму кошку зафиксировали перед экраном и показывали ей слайды с помощью диапроектора. Исследователи предлагали ей самые разные изображения, но нейрон, в который исследователи установили электрод, никак не хотел откликаться.

Рисунок 2

Основные чувствительные и двигательные области коры головного мозга

Хьюбел и Визель были уже в полном отчаянии, когда случилась эта заминка – очередной слайд застрял в подающем устройстве диапроектора. И тут же подключённый нейрон стал реагировать быстрыми и чёткими разрядами.

Этот факт заставил исследователей пересмотреть наши представления о том, что мы с вами на самом деле видим.

Оказалось, что нейроны зрительной коры реагируют не на целостное изображение, а на линии, точнее, разные нейроны зрительной коры реагируют на линии с разным углом наклона (рис. 3).

Рисунок 3

Схема классического эксперимента Д. Хьюбела и Т. Визеля (Слева на вертикальной диаграмме изображены предъявляемые животному стимулы, справа – интенсивность реакции нейронов зрительной коры, в которые был установлен воспринимающий нейронные разряды электрод)

Это может казаться странным, неправдоподобным, но вспомните своё впечатление, когда вы смотрите на гравюру или на знаменитые «Кувшинки» Клода Моне.

Рисунок 4

Области зрительной коры

Что вы видите? Изображение на гравюре, кувшинки на водной глади пруда? Очевидно, что да. Но приблизьтесь – перед вами на самом деле вовсе не объекты, а палочки, линии, отдельные мазки краски.

С близкого расстояния картины, которые вам с привычного расстояния кажутся цельными и понятными, буквально рассыпаются на множество отдельных, очень простых, примитивных форм.

Так вот, «первичная зрительная кора», с которой экспериментировали Хьюбел и Визель, работает как тот гравёр или Моне, создавая лишь отдельные элементы изображения.

Уже на уровне «вторичной зрительной коры» зрительный образ обретает конкретные визуальные очертания – у объекта появляются, например, голова, руки, ноги, и вы понимаете, что перед вами человек.

Но и это ещё не всё, есть и «третичная зрительная кора» (рис. 4 ).

Когда в дело вступают нейроны «третичной зрительной коры», картинка, можно сказать, оживает. Фокус в том, что эта часть зрительной коры, по сути, совпадает с такими же «третичными» зонами других анализаторов – слухового, тактильного, кинестетического и т. д.

Неслучайно область теменной доли, где расположены эти «третичные» зоны различных анализаторов называют ещё «ассоциативной корой»: именно здесь происходит целостная интеграция образа представшего перед нами объекта.

Вот почему, просто глядя на клавиши рояля, вы можете почувствовать напряжение в пальцах, а возможно, даже услышите какие-то музыкальные фразы в своей голове. А глядя на лимон, ощущаете специфическую кислинку на языке и едва заметно морщитесь.

Что ж это получается? На сетчатке глаза располагается около 130 млн рецепторов (так называемых палочек и колбочек), для двух глаз – получается 260 млн. Ну, прямо скажем, даже по меркам современных фотокамер ничтожная считывающая способность.

Эти рецепторы контактируют с фотонами света, попадающими через зрачок на сетчатку глаза, возникает нервный импульс, дальше – палочки и закорючки, а на «выходе» мы имеем сложную модель мира, комплексную реакцию организма, социальное поведение и т. д.

Ну вот как тут не сказать – чудны дела твои, Господи! Впрочем, «дела» эти – в той самой ассоциативной коре. С одной её частью мы уже познакомились – она находится в теменной доле, но есть ещё и вторая, хотя и не менее важная, – уже в префронтальной коре. Но об этом чуть позже.

«Делать мир» мы учимся с самого рождения. Едва появившись на свет, мы пытаемся ориентироваться в бесконечности внешних раздражителей – реагируем на них почти случайным образом, получаем ответ на свои реакции и делаем, так сказать, выводы.

Постепенно внешний мир обретает для нас свои очертания. По мере тренировки соответствующих областей мозга, отвечающих за зрение, слух, тактильные ощущения и так далее, мы научаемся преобразовывать хаос внешних стимулов в свои собственные образы и ощущения, которые философы сознания называют мудрёным словом «квалиа».

Понятно, что мир летучей мыши, использующей для ориентации в нём эхолокацию, выглядит совсем не так, как наш. А у многих птиц, например, не три типа рецепторов цвета на сетчатке глаза (так называемых колбочек), как у нас с вами, а четыре. Поэтому их мир значительно более красочный, и в радуге они видят куда больше семи цветов.

Но нам такие миры – хоть летучей мыши, хоть какого-нибудь вьюнка – никогда не представить, потому что наш мозг имеет тот арсенал средств картирования действительности, которые у него есть, и именно этот арсенал определяет наши «квалиа», наше субъективное восприятие.

Мозг создаёт в самом себе образы мира, но на входе это лишь элементарные физические и биохимические реакции. Данные, поступающие на наши рецепторы в виде аналогового сигнала, преобразуются в рецепторах в универсальные нервные импульсы

Как же так получается, что импульсы одинаковые, а мир дан в цвете, в звуке, текстурах, вкусах, запахах?

Всё дело в зонах, где происходит обработка соответствующего сигнала. Направьте один и тот же нервный сигнал в зрительную кору – образ будет визуальным, а отправьте в слуховую – и он зазвучит.

Как правило, проблем с этим не возникает: информация от рецепторов глаза идёт в зрительную кору, а от слуховых рецепторов – в слуховую. Хотя примерно каждый двадцатый из нас способен слышать изображения или, например, видеть звуки. Это состояние получило название «синестезия».

В младенческом мозге нейроны связаны друг с другом случайным образом, а когда я говорю, что мы учимся видеть, слышать и так далее – это не фигура речи. Обучение и в самом деле происходит:

• «неправильные» связи между нейронами постепенно уничтожаются как нерелевантные – процесс так называемого синаптического прунинга;

• а «правильные», наоборот, укрепляются благодаря нарастанию миелиновой оболочки, похожей на изоляционную оболочку электрического провода, – процесс так называемой «миелинизации» (рис. 5).

Рисунок 5

Передача нервного импульса от нейрона к нейрону по нервному отростку, покрытому миелиновой оболочкой

Синестезия объясняется случайным сохранением части «неправильных» связей, объединяющих, например, орган слуха со зрительной корой или глаз – с корой слуховой. В результате часть импульсов попадают не туда, куда следовало бы, что вызывает эти странные эффекты наподобие внутримозговой цветомузыки.

Впрочем, вспоминаю я об этом нейрофизиологическом курьезе не ради него самого, а лишь для того, чтобы продемонстрировать общий принцип обучения мозга.

По фамилии выдающегося канадского нейрофизиолога Дональда Хебба он получил название «закона Хебба»: между нейронами, которые возбуждаются одновременно, возникает связь, усиливающаяся при повторениях.

Конечно, это весьма упрощённое объяснение процесса обучения мозга. А сам принцип был сформулирован Иваном Петровичем Павловым почти за полвека до публикации главной работы Хебба «Организация поведения: нейрофизиологическая теория» в 1949 году.

Но именно этой канадской книге, а не трудам Павлова суждено было стать закладным камнем современной кибернетики и опосредованно сыграть важную роль в развитии искусственного интеллекта. Так что пусть будет закон Хебба.

Рисунок 6

Представление Рене Декарта о том, как мы воспринимаем окружающий нас мир

Хотя, по-нашему, по-российски, обучение – это формирование «условных рефлексов»: условный и безусловный раздражитель включают одновременно разные группы нейронов, между которыми после нескольких повторений формируется устойчивая нервная связь.

Но оставим в стороне дискуссию о «научном приоритете». Важно, что мир, с которым мы, как нам кажется, имеем дело, на самом деле не таков, каким мы его воспринимаем.

Да, он находится вне нашего мозга, но мы имеем дело лишь с его моделью, которая создаётся нашим мозгом и находится в нашем же мозге, а каков он на самом деле – не знает никто. Всё, что мы знаем о мире, – это лишь одна из версий, одна из его моделей.

Различие между разными моделями мира только в их предсказательной силе: чьи-то модели хорошо подходят для определённого круга задач – например, химики понимают, как управлять химическими реакциями, а чьи-то не столь в этом успешны – какие-нибудь алхимики или знахари.

Все мы с вами играем в эту игру: пытаемся замоделировать мир, с которым имеем дело, так, чтобы выиграть, – например, инвестируем в стартапы и ценные бумаги, полагаясь на своё видение рынка. Если наши модели реальности близки к истине, то у нас появляется шанс заработать. Если мы ошибаемся, то, скорее всего, потеряем.

Когда-то великий Рене Декарт, изучавший природу человеческого «Я», представлял себе наш мозг как большой театр, в котором «Я» – зритель, наблюдающий спектакли, разыгрываемые в нашем сознании мозгом. И хотя Декарт ошибся по поводу природы этого нашего «Я», его модель мозга с определёнными оговорками очень недурна (рис. 6).