Всю кору, таким образом, можно представить как огромную ступенчатую пирамиду, зиккурат абстракции, в которой положение той или иной колонки определяется ее соединениями. Каждая ступень получает «сердцевинные» сигналы снизу по иерархии и «периферийные» сверху по иерархии. Сигнал снизу несет возбуждение, вызванное органами чувств. Сигнал же сверху помогает интерпретировать этот сигнал, избирательно поддавая стимуляции определенным колонкам и одновременно тем самым подавляя их конкурентов.
Например, на шумной вечеринке отдельные слова и фразы сливаются в стену звука, и разобрать чужие разговоры может быть очень трудно – до тех пор, пока кто-нибудь в другом конце комнаты не произнесет ваше имя. Этому есть соответствующее название – «коктейль-эффект». Если бы наше восприятие состояло только из восходящих сигналов, то не было бы никакой разницы, что именно говорят люди вокруг: либо вы их слышите, либо вы их не слышите. Но восприятие состоит в равной степени из сенсорных сигналов и предсказательных сигналов. Мы не просто анализируем звуки из внешней среды, мы постоянно ищем в этих звуках знакомые паттерны, выхватываем из них то, что ожидаем услышать. В стене звука содержится совершенно неперевариваемое количество информации. Чтобы эту информацию использовать на практике, мозг должен заранее знать, что в ней искать. Избирательно стимулируя «сверху» только часть возбужденных звуком корковых колонок, нисходящий предсказательный сигнал фильтрует все ненужное и концентрируется на том, что максимально релевантно вашему сознанию – а что может быть релевантнее для человека, чем его собственное имя53, 54.
Так же как сенсорные сигналы могут быть сильнее и слабее, так и предсказательные сигналы могут отличаться по своему влиянию на восприятие. Некоторые предсказания сильнее других. Например, особое место в человеческом восприятии занимают предсказания лиц. Мы их видим везде. Если абстрактная геометрическая фигура хотя бы чуть-чуть напоминает лицо, нам подсознательно начинает казаться, что на нас кто-то смотрит. Есть психологические эксперименты, в которых людям подсовывают две точки, симметричные относительно центральной оси, и люди как по волшебству сразу становятся щедрее и ответственнее
[43].
Склонность во всем видеть лица в нас заложена генетически. Но по большей части предсказания, к которым склонен каждый человек, определяются его личным опытом, то есть памятью. Если много ходить в церковь, то во всех случайных событиях будет видеться рука Бога, а если много смотреть телевизор – то мировой заговор. С этим связан хорошо известный любому ученому-экспериментатору феномен «предвзятости подтверждения»: человек обращает гораздо больше внимания на факты, подтверждающие его мнение, чем на факты, ему противоречащие57. Большинство научных работников искренне хочет, чтобы их работа была честной и объективной. Но сохранять беспристрастность в научной работе гораздо сложнее, чем может показаться. Эксперимент – это обычно проверка гипотезы, то есть идеи, возникшей у ученого. Разумеется, ему хочется, чтобы его идея оказалась верной. Это подсознательное стремление невероятно живуче, и избавиться от него сознательным усилием просто невозможно. Поэтому при планировании многих экспериментов, скажем, клинических испытаний лекарств, в них включают элемент слепоты: экспериментатор осознанно избегает знания о том, кто из пациентов получает лекарство, а кто – плацебо, чтобы нечаянно не повлиять на результат.
Сила предсказаний может меняться не только долгосрочно, как в случае профессии или вероисповедания, но и краткосрочно. Это замечательно иллюстрируется, например, выражением «у страха глаза велики». Если ребенка напугать страшной историей, то ему потом будет трудно заснуть, потому что в колыхании занавески будет видеться злой вампир, а в шорохе ветра – слышаться дыхание чудища под кроватью. Бывают и менее эмоциональные ситуации. Когда хочется есть, мы обращаем повышенное внимание на еду, а когда хочется пить – на жидкости. Когда мы влюблены, глаза будто притягиваются к знакомому имени или прическе чужого человека, отдаленно напоминающей об объекте нашего чувства. Журналистка и популяризатор науки Ася Казанцева рассказывает, что, когда она бросает курить, сознание подсвечивает прожектором каждый хабарик под кустом и вообще любую светлую линию отдаленно сигаретных пропорций: «Вот же он, наш витальный ресурс, подними же его скорее!»58. В общем, предсказания, то есть нисходящий поток информации в коре, – это как бы палка, которой мы щупаем реальность в интересующих нас местах, чтобы получить из нее наиболее ценную для нас информацию.
Два огня
Подведем итог: есть два независимых способа, позволяющих проследить иерархичность коры. Первый – функциональный. Это работа Пенфилда и его последователей. Если стимулировать разные точки коры пенфилдовским «сапером» или если записывать их активность в зависимости от разных стимулов, то становится понятно, что они образуют систему многоуровневой абстракции: например, зрительные области, реагирующие на элементарные визуальные стимулы, постепенно сменяются зрительными областями, реагирующими на обобщенные категории предметов. То есть иерархию можно увидеть, ничего не зная о строении коры и просто тыкая в разные точки электродами. Второй способ – анатомический. В этом случае все наоборот: ничего не спрашивая у пациентов и ничего не зная о функциях разных участков коры, их все равно можно выстроить в многоуровневую пирамиду, если просто проследить, какими типами соединений – восходящими или нисходящими – связаны разные ее области.
То, что две эти иерархии, функциональная и анатомическая, идеально соответствуют друг другу, на мой взгляд, один из самых впечатляющих фактов, известных нам про собственный мозг.
КСТАТИ
С точки зрения взаимодействия разнонаправленных сигналов весьма любопытна моторная кора. Ее принципиальное анатомическое отличие от других участков коры заключается в том, что у нее нет четвертого слоя, а значит, и восходящего потока сигналов. Можно сказать, что моторная кора – это особая форма сенсорной коры, в которой есть только нисходящий поток. Сигнал к движению – это «предсказание действия», которому в моторной коре ничего не противостоит. В соседней премоторной коре уже есть четвертый слой, готовый к принятию восходящих, сенсорных соединений. Этим и объясняется тот факт, что зеркальные нейроны, живущие именно в этой части мозга, активируются как при собственном движении, так и при чужом: в первом случае это результат работы нисходящего потока, во втором – восходящего, начинающегося в глазах59, 60.
Восходящие, сенсорные сигналы хаотичны и неполноценны. Если бы нам было нужно каждый раз с нуля анализировать зрительную или слуховую информацию, то мы бы ничего не слышали и не видели: нам бы приходилось долго и тщательно рассматривать самые простые предметы, чтобы составить о них адекватное представление. Мы же реагируем на стимулы, длящиеся мгновения, как будто мы эти предметы разглядели во всех деталях. При игре в баскетбол, например, вам необязательно внимательно разглядывать мяч каждый раз, когда он летит в вашу сторону. Сенсорный сигнал из бокового поля зрения дает мозгу исключительно размытую, фрагментарную информацию, нечто вроде «большая быстрая клякса сбоку». Большая быстрая клякса сбоку может теоретически обозначать «мяч», а может «ворона» или, допустим, «„Ашан“ 31 декабря». Но предыдущий опыт позволяет вышестоящему отделу мозга спросить у нижестоящего: «А не мяч ли это?», потому что еще более вышестоящий отдел спрашивает у него: «А не в баскетбол ли мы играем?» В рамках этой глобальной презумпции «баскетбол», «мяч» и «клякса» мгновенно находят общий язык, потому что в подавляющем большинстве случаев при игре в баскетбол большая быстрая клякса сбоку соответствует именно мячу. За годы тренировок между вышестоящей репрезентацией «мяч» и нижестоящей интерпретацией «большая быстрая клякса сбоку» установилась более сильная связь, чем между «кляксой» и «вороной», поэтому интерпретация «мяч» своими нисходящими связями поддерживает «кляксу», а «клякса» своими восходящими связями поддерживает «мяч», и все альтернативные интерпретации подавляются. В такой одновременной многоуровневой подгонке сенсорного мира под ожидание и заключается вычислительная мощь коры больших полушарий.
