Если бы ваш мозг просто реагировал на раздражения, этого было бы недостаточно, чтобы остаться в живых. Вас постоянно бомбардируют входные сенсорные сигналы. Человеческая сетчатка в каждый момент бодрствования передает столько же визуальных данных, как полностью загруженное сетевое компьютерное соединение; а теперь умножьте это на количество всех сенсорных путей, которые у вас есть. Мозг, реагирующий на сигналы, завис бы, как зависает ваше соединение с интернетом, когда слишком много соседей скачивают фильмы у Netflix
[139]. Мозг, реагирующий на сигналы, также был бы слишком дорогим с точки зрения обмена веществ, поскольку требовал бы больше соединений, чем он в состоянии поддерживать
[140].
Эволюция буквально связала проводами ваш мозг, чтобы эффективно осуществлять прогнозы. В качестве примера такой проводки в вашей зрительной системе посмотрите на рис. 4.1, который демонстрирует, как ваш мозг предсказывает намного больше визуального входа, чем получает.
Рис. 4.1. Ваш мозг содержит полную карту поля зрения. Одна карта расположена в вашей первичной зрительной коре, известной как V1. Если ваш мозг просто реагирует на световые волны, которые ударяют о сетчатку и путешествуют к первичной зрительной коре (V1) через ваш таламус, то он должен иметь много нейронов, чтобы передать эту визуальную информацию к V1. Однако он намного меньше по величине, чем можно было ожидать (верхнее изображение), причем вдесятеро больший поток идет в обратном направлении, неся зрительные прогнозы от V1 к таламусу (левое изображение). Аналогично 90 процентов всех соединений, идущих в V1 (правое изображение), несут прогнозы от нейронов в других частях коры. Только маленькая доля несет визуальный сигнал из внешнего мира
[141]
Посмотрим, что это означает: события в мире, например скольжение змеи у ваших ног, настраивают ваши предсказания примерно так же, как упражнения настраивают ваше дыхание. Прямо сейчас, когда вы читаете эти слова и понимаете, что они означают, каждое слово точечно возбуждает вашу масштабную внутреннюю активность, как маленькие камешки-блинчики прыгают по катящейся океанской волне. В исследованиях с нейровизуализацией мозга, когда мы показывали испытуемым фотографии или просили их выполнить задания, только малая часть измеренного нами сигнала была следствием фотографий и заданий; большая часть сигнала представляла собственную внутреннюю активность. Вы можете думать, что образы восприятия запускаются событиями внешнего мира, но на самом деле они закреплены вашими предсказаниями, которые затем проверяются относительно маленьких прыгающих камушков поступающего входного сигнала
[142].
Посредством предсказаний и их корректировки ваш мозг создает и пересматривает вашу внутреннюю модель мира. Это масштабное непрерывное моделирование, которое конструирует все, что вы воспринимаете, пока определяете, как вы действуете. Однако прогнозы не всегда правильны по сравнению с фактическим сигналом на входе, и мозг должен делать корректировку. Иногда и камушка вполне достаточно, чтобы произвести большой всплеск. Рассмотрим такое предложение:
Давным-давно в одном волшебном королевстве за далекими-далекими горами жила-была прекрасная принцесса, которая умерла от кровопотери.
Вы считаете последние три слова неожиданными? Причина в том, что ваш мозг делал неправильное предсказание, исходя из своих накопленных знаний о волшебных сказках, — он совершил прогностическую ошибку, — а затем моментально отрегулировал свой прогноз на основании последних слов: несколько камушков визуальной информации.
Тот же самый процесс происходит, когда вы принимаете незнакомца за человека, которого знаете, или сходите с движущейся дорожки в аэропорту и ощущаете удивление от изменения в своей ходьбе. Ваш мозг быстро выявляет прогностические ошибки, сравнивая предсказание с фактическим входным сенсорным сигналом, а затем быстро и эффективно устраняет ошибку. Например, ваш мозг может изменить прогноз: незнакомец выглядит не так, как ваш друг; движущаяся дорожка закончилась.
Ошибки прогноза не составляют проблемы. Это обычная часть рабочих инструкций вашего мозга по обработке входных сигналов. Без ошибок прогноза жизнь была бы ужасно скучной. Ничто не было бы удивительным, ни в чем не было бы новизны, и поэтому ваш мозг никогда бы не учился ничему новому. Большую часть времени, по крайней мере во взрослом состоянии, ваши прогнозы не слишком далеки от истины. Если бы было не так, вы бы шли по жизни неуверенно, постоянно пугаясь… или галлюцинируя.
Колоссальный постоянный шторм предсказаний и исправлений в вашем мозге можно представить как миллиарды крохотных капелек. Каждая капелька означает некоторую схему соединения, которую я буду называть прогностической петлей, как показано на рис. 4.2. Эта схема справедлива для многих уровней по всему мозгу. Нейроны участвуют в прогностической петле вместе с другими нейронами. Участки мозга участвуют в прогностической петле вместе с другими участками мозга. Мириады прогностических петель работают параллельно, и этот процесс безостановочно продолжается всю жизнь, создавая образы, звуки, запахи, вкусы и касания, которые составляют ваш опыт и определяют ваши действия.
Рис. 4.2. Структура прогностической петли. Прогнозы становятся симуляцией ощущений и движений. Эти симуляции сравниваются с реальным сенсорным входом от внешнего мира. Если они совпадают, то прогноз правилен и симуляция становится вашим опытом. Если не совпадают, то ваш мозг должен устранить ошибки
Предположим, вы играете в бейсбол. Кто-нибудь бросает мяч в вашем направлении, и вы тянетесь и ловите его. Вероятнее всего, вы воспринимаете это как два события: увидеть мяч и поймать его. Однако если бы ваш мозг действительно реагировал таким образом, то бейсбол как спорт не мог бы существовать. Вашему мозгу нужно примерно полсекунды, чтобы приготовиться поймать бейсбольный мяч в типичном матче. Этого времени недостаточно, чтобы обработать визуальный сигнал, вычислить, где мяч приземлится, принять решение двигаться, скоординировать все мышечные движения и послать команду двигаться в положение для ловли мяча
[143].
