Уплощение схемы: карты
Телесноцентрированная схема, хотя ее и можно перемещать, имеет пределы, серьезные ограничения, наложенные эволюцией в далекие эпохи. Телесноцентрированная схема локализует объекты и пространственные ориентиры относительно вас – схематической фигуры в центре, – но не относительно друг друга. Телесноцентрированная схема эгоцентрична. Чтобы мыслить пространство в более общих категориях, мы должны устранить эго из пространства и сформировать аллоцентрическую
[28] репрезентацию. Эгоцентрическая телесноцентрированная схема позволяет легко отслеживать, где что находится, во время ваших перемещений, а также принимать перспективу других людей и представлять себе чужие перспективы и другие места. Однако это неэффективный способ репрезентации размещения объектов и пространственных ориентиров относительно друг друга. Разумеется, мы можем это сделать – как крысы и другие животные – путем превращения схемы в план и удаления центральной фигуры. Подобно карте, уплощенная до плана схема отбрасывает не только центральную схематическую фигуру, но и высоту, вертикальное измерение. Такая уплощенная схема в уме больше похожа на схематическую сеть мест, чем на карту GPS в вашем телефоне. Однако сети как таковые не учитывают расстояния и направления движения между местами, а ум отчасти учитывает эту информацию, как мы скоро увидим, с некоторыми упрощениями и искажениями.
Одной из замечательных способностей человечества является создание карт – миниатюрных репрезентаций большого пространства, слишком большого, чтобы его можно было увидеть из одного места, – а также умение абстрагировать и схематизировать это пространство и выкладывать такие миниатюрные репрезентации на виртуальные страницы. Основной опыт взаимодействия с миром мы получаем из окружающего нас пространственного пузыря, обновляемого по мере нашего перемещения, из окружения, выстроенного относительно нас. Тем не менее уже тысячелетия назад люди начали изображать свободные от эго карты, общие виды пространственных ориентиров и троп (уплощенные схемы) относительно друг друга, включающие намного больше, чем можно увидеть из одного места. Создание карты означает объединение многочисленных опытов восприятия и их уплощение в форме плана. Часть этих опытов получена из движущегося пузыря, другие могут быть опосредованными, взятыми из рассказов других людей или рисованных от руки карт.
Наиновейшая вещь из новых постоянно меняется, это данность. Но и старейшая из старых продолжает меняться. По мере открытия новых участков археологических раскопок возраст старейшей известной карты неуклонно отодвигается все дальше в прошлое. Конечно, едва ли мы найдем реальные древнейшие карты, поскольку они, вероятно, выкладывались из палок и камней, рисовались на песке или чертились в воздухе и вряд ли сохранились. Сохранившиеся имеют стойкую форму, они высечены в камне или нарисованы красками на стенах пещер. Самая древняя на сегодняшний день карта – она вырезана на камне, который нашли в пещере на севере Испании, – имеет возраст 13 600 лет, т. е. намного старше письменности. Вы можете увидеть ее на одном из рисунков в главе 8. Эта карта показывает одновременно территорию – горы, реки, тропы – и животных, наталкивая этим на мысль, что она являлась подспорьем для охотников или, возможно, охотничьей историей. Замечательно в ней и во многих ее предшественницах на звание старейшей карты то, что они демонстрируют две перспективы одновременно: общий вид троп, рек и гор и фронтальный вид значимых черт окружающей среды: гор, сооружений и в данном случае – животных. Многие карты на протяжении истории вплоть до наших дней характеризуются подобной спецификой. Они никоим образом не удовлетворяют нормам официальной картографии. Скорее, они рассказывают истории о территории, которую изображают, причем войти в эти истории и покинуть их можно в разных местах. С их помощью получится рассказать много историй.
Карты в мозге: пространство и то, что за ним
Все вышесказанное относится и к картам, существующим в мозге. Мы переходим от рассмотрения разума, от мыслей и суждений, от поведения живого существа к мозгу – нейронному веществу, лежащему, как считается, в основе всего перечисленного. Почти невозможно разделить ум и мозг. Они связаны поведением: изучая мозг именно по поведению организмов, мы и можем делать выводы о нейронном веществе. Рассмотрим важнейший пример – нейронную основу навигации. Он переместит нас из реальных пространств в концептуальные.
Много лет назад специалисты по нейронаукам научились помещать крохотные электроды в отдельные нейроны, чтобы регистрировать, что их возбуждает. Эта процедура часто применяется к крысам и позволяет им свободно двигаться, не замечая аппаратуры, присоединенной к голове. Крысы живут в гнездах и рыскают в поисках пищи, поэтому для них важно отслеживать свое местоположение и знать, как найти обратный путь откуда угодно. Ключевыми компонентами являются места (как распознать стабильные точки в окружающей среде) и пространственная сетка мест (как попасть из одного места в другое). Записи с единичных нейронов в крысином гиппокампе и расположенной по соседству энторинальной коре выявили и то и другое: как отдельные клетки, отвечающие за места, так и пространственные сетки клеток, соответствующие пространственным сеткам мест. С 1970-х гг. десятки исследований продемонстрировали клетки в гиппокампе крыс, которые активируются, когда крысы находятся в определенных позициях исследуемого ими поля: одни клетки для одних мест, другие для других. Однако клетки мест не имеют пространственной организации в гиппокампе, поэтому оставалось неясным, как гиппокамп выполняет заявленную функцию когнитивной карты. В 1990-е гг. в мозге крыс были обнаружены клетки, обеспечивающие пространственную организацию клеток мест. Они находятся в энторинальной коре, обрамляют гиппокамп и имеют множество взаимосвязей с ним. Их назвали клетками решетки, потому что они выложены в двумерной поверхности, как сетка карты, и схема активизации нейронов строится по принципу решетки. Именно движение – перебирание крохотными лапками – крыс, исследующих свое окружение, формирует пространственный слой из мест в клетках решетки. В дальнейшем эти клетки решетки служат картой, позволяя крысам перемещаться из одного места в другое в любом порядке. Границы решетки соответствуют естественным границам окружения, исследованного на данный момент. Когда крысы изучают новое, то комплекс клеток решетки опять используется – для картирования новых границ и нахождения мест. Эти границы служат системой ориентиров для находящегося в них комплекса мест, причем как система ориентиров, так и поддерживаемый ею массив данных постоянно меняются. Активный в настоящее время комплекс клеток решетки ориентирован относительно локального окружения, а не мировых координат – вопреки некоторым гипотезам. Самый важный момент: клетки решетки могут использоваться заново, перестраиваться и переориентироваться.
Эти открытия – существование клеток мест и клеток решетки – принесли в 2014 г. Нобелевскую премию Джону О’Кифу, Мэй-Бритт Мозер и Эдварду Мозеру. О’Киф и Нэдел
[29] провели эпохальные исследования клеток мест, а также клеток, кодирующих положение (и отвечающих за ориентацию) головы крысы; и те и другие клетки находятся в гиппокампе. Мозеры, будучи постдоками в лаборатории О’Кифа, исследовали клетки решетки.
