…несколько отличаются от тех, что описаны в голосовательной модели. Эта модель лишь с известной степенью приближения описывает реальный нейрон, который в действительности может оказаться более сложным объектом. Краткое описание неточностей такого приближения см. в: Bullock et al., 2005. Обзору свойств дендритов посвящена целая книга (Yuste, 2010).
Глава 4. Кругом одни нейроны
…позволяет ему делать и научные наблюдения… Quiroga et al., 2005.
Даже фото Джулии Робертс… Эксперимент Фрида поражает, потому что был проделан на людях. Результаты поражают меньше, если вы знакомы с работами его предшественников, которые проделывали сходные опыты на обезьянах и других животных. Так, в одной работе (Desimone et al., 1984) сообщалось о нейронах, которые дают избирательный отклик на те или иные лица.
…когда звездная парочка развелась. На самом деле наблюдалось несколько пиков, пусть и не очень много. Фрид с коллегами отыскали у того же человека другую группу нейронов, которая избирательно (может быть, ностальгически?) активировалась совместной фотографией Энистон и Питта, но не Энистон, снятой в одиночестве.
…нейрон этой знаменитости… В своей знаменитой статье Хорас Барлоу назвал это теорией восприятия, связанной с «бабушкиной клеткой», шутливо замечая, что в его мозгу имеется нейрон, который активен, лишь когда рядом находится его, Хораса Барлоу, бабушка (Barlow, 1972). Впрочем, Гросс (Gross, 2002) приписывает создание теории «бабушкиной клетки» Джерому Летвину (Jerome Lettvin).
…за небольшую их долю. Эта модель, предполагающая, что за распознавание того или иного образа отвечает не один нейрон, а больше, действительно лучше согласуется с экспериментальными данными, чем модель «один образ – один нейрон». Выше я говорил о нейронах, каждый из которых откликается на определенную знаменитость, но такие нейроны находятся в заметном меньшинстве. Куда больше нейронов в ходе этих экспериментов вообще не откликались на изображения каких бы то ни было знаменитостей. На две знаменитости откликалось меньше нейронов, чем на одну. Как это согласуется с моделью «небольшой доли»? Сравним случайный отбор знаменитостей и бросание стрелок для дартса с завязанными глазами. Найти активирующую нейрон знаменитость – то же самое, что попасть при таких условиях в мишень: оба события весьма маловероятны. Скорее всего, вы вообще не попадете в цель. Если вам повезет, то одна стрела все-таки угодит в мишень. Но вряд ли это удастся двум или большему количеству. Таким образом, описанный эксперимент не исключает возможность существования нейронов, которые действительно откликаются лишь на одну определенную знаменитость. Но чтобы выявить такие нейроны, экспериментатор должен показывать испытуемым гигантский набор фотоснимков.
Число возможных узоров колоссально… Для простоты мы сделали допущение: рисунок активности может быть лишь бинарным. Иными словами, каждый нейрон может быть либо активным, либо неактивным. Это определение можно уточнить, введя в него сведения о том, насколько быстро активные нейроны дают нервные импульсы. Тогда рисунок активности будет содержать еще больше информации.
…Лейбниц ошибался. Знатоки философии могут не согласиться с моим заявлением, подчеркивая, что Лейбниц рассуждал не о восприятии, а о качествах (qualia) – субъективных ощущениях, которые сопутствуют восприятию. Иными словами, на самом деле он имел в виду сознание, а измерение нервных импульсов о сознании нам пока мало что сказало.
…разновидность чтения мыслей… Можно ли применить ФМРТ для чтения мыслей? Не так давно некоторые ученые заявили, что ФМРТ можно использовать для того, чтобы определить, лжет испытуемый или нет (Langleben et al., 2002; Kozel et al., 2005). Полиграф – стандартный «детектор лжи», применяемый при расследовании преступлений или при найме на работу. Он измеряет кровяное давление, пульс, интенсивность потоотделения и электрическую проводимость кожи: считается, что все эти параметры отражают скрытый эмоциональный стресс, которым часто сопровождается акт вранья. Однако есть множество скептиков, сомневающихся в точности полиграфа. А поскольку ФМРТ непосредственно оценивает умственно-психическое состояние человека, активизируя те или иные участки его мозга, она могла бы оказаться более точным методом оценки того, говорит ли человек правду. В ходе лабораторных исследований некоторые ученые (по их собственным утверждениям) получили хорошие результаты, применяя «мозговой сканер» для различения лжецов и тех, кто говорит правду. На базе этого исследования предприниматели создали две новые компании, пытаясь коммерциализировать детекторы лжи, основанные на ФМРТ. Пока неясно, окажется ли ФМРТ-детектор эффективнее полиграфа, но для нашего обсуждения это неважно. Главное в том, что исследователи, занимающиеся подобным применением ФМРТ, надеются лишь на самый примитивный тип чтения мыслей. Никто из них и не мечтает использовать ФМРТ для расшифровки более сложных ментальных процессов – например, восприятия образа Дженнифер Энистон.
«…на плечах гигантов». Недавно отдельные историки-радикалы заявили, что это замечание – не скромное, а скорее уж саркастическое, поскольку оно взято из письма научному сопернику Ньютона – Роберту Гуку, который был горбуном. Ньютон и Гук позже стали настоящими врагами в ходе вспыхнувшей между ними дискуссии о вопросах оптики.
…получает возбуждающие сигналы… Возможно, вы заметили, что в этом правиле кое-чего не хватает – ингибирующих нейронов. Большинство кортикальных нейронов – возбуждающие, но ингибирующими пренебрегать не следует, ведь у них тоже есть своя функция. Вспомним, что «нейрон Дженнифер Энистон» не реагировал на фотографии Дженни вместе с Брэдом Питтом. Можно объяснить такое поведение, добавив в нашу модель ингибирующий синапс от нейрона, детектирующего образ Брэда. Если этот синапс достаточно силен, результат его голосования окажется значимее, чем голосование нейронов, опознающих компоненты Дженни, и тогда нейрон не отреагирует на снимок, где она запечатлена вместе с Брэдом. И вообще существует концепция, согласно которой ингибирующие синапсы полезны для проведения тонких различий между сходными раздражителями. Возбуждающие синапсы, допустим, позволяют нейрону дать нервный импульс в ответ на определенную форму носа, а ингибирующие мешают ему дать пик в ответ на носы схожей формы.
…сеть, которая организована иерархически. На самом деле «правило части и целого» используется лишь для подключения нейронов в каждом втором слое сети. Другая ее половина следует иному правилу: нейрон получает возбуждающие синапсы от тех нейронов, которые детектируют чуть иные варианты тех же раздражителей. Такой нейрон имеет низкий порог пикообразования и, следовательно, откликается на любую из этих вариаций раздражителя. Это требуется для успешного проявления еще одного важного свойства восприятия: его устойчивости к «несущественным» различиям между стимулами.
…перцептрона… Некоторые используют термин «перцептрон», лишь говоря о единичном слое синапсов, а в более общем случае говорят о «многослойном перцептроне». Но Розенблатт (Rosenblatt) изначально применял этот термин к многослойной сети, и здесь я следую его терминологии.
