Посвящается Уте
Список сокращений
АКТ – аксиальная компьютерная томография
МРТ – магнитно-резонансная томография
ПЭТ – позитронно-эмиссионная томография
ФМРТ – функциональная магнитно-резонансная томография
ЭЭГ - электроэнцефалограмма
BOLD (blood oxygenation level dependent) – зависящий от уровня кислорода в крови
Предисловие
У меня в голове есть изумительное трудосберегающее устройство. Мой мозг – лучше, чем посудомоечная машина или калькулятор, – освобождает меня от скучной, однообразной работы по узнаванию окружающих вещей и даже избавляет меня от необходимости думать о том, как контролировать движения моего тела. Это дает возможность сосредоточиться на том, что действительно для меня важно: на дружбе и обмене идеями. Но, разумеется, мой мозг не только избавляет меня от утомительной повседневной работы. Он-то и формирует того меня, жизнь которого проходит в обществе других людей. Кроме того, именно мой мозг позволяет мне делиться с моими друзьями плодами своего внутреннего мира. Так мозг делает нас способными на нечто большее, чем то, на что способен каждый из нас поодиночке. В этой книге рассказано о том, как мозг творит эти чудеса.
Благодарности
Моя работа по изучению психики и мозга стала возможна благодаря финансированию Медицинского исследовательского совета и Треста Уэллкома. Медицинский исследовательский совет дал мне возможность заниматься нейрофизиологией шизофрении за счет финансовой поддержки психиатрического подразделения Тима Кроу при Клиническом исследовательском центре лондонской больницы Нортуик-Парка в Хэрроу (Миддлсекс). В то время мы могли судить о взаимосвязях психики и мозга лишь на основании косвенных данных, но всё изменилось в восьмидесятые годы, когда были изобретены томографы для сканирования работающего мозга. Трест Уэллкома дал возможность Ричарду Фраковяку создать Лабораторию функциональной томографии и оказывал финансовую поддержку моей работе, проводимой в этой лаборатории, по исследованию нейрофизиологических основ сознания и социальных взаимодействий. Изучение психики и мозга находится на стыке многих традиционных дисциплин, от анатомии и вычислительной нейробиологии до философии и антропологии. Мне очень повезло, что я всегда работал в междисциплинарных – и многонациональных – исследовательских группах.
Мне очень много дало общение с коллегами и друзьями из Университетского колледжа Лондона, в особенности с Рэем Доланом, Диком Пассингемом, Дэниэлом Уолпертом, Тимом Шэллисом, Джоном Драйвером, Полом Бёрджессом и Патриком Хаггардом. На ранних этапах работы над этой книгой мне помогли неоднократные плодотворные обсуждения, касавшиеся мозга и психики, с моими друзьями в Орхусе, Якобом Ховю и Андреасом Рёпсторфом, и в Зальцбурге, с Йозефом Пернером и Хайнцем Виммером. Мартин Фрит и Джон Ло всегда, сколько я себя помню, спорили со мной обо всем, о чем идет речь в этой книге. Ева Джонстоун и Шон Спенс щедро делились со мной своими профессиональными знаниями о психиатрических явлениях и их значении для науки о мозге.
Наверное, важнейшим стимулом для написания этой книги послужили мои еженедельные разговоры в прошлой и нынешней компании, собиравшейся за завтраком. Сара-Джейн Блейкмор, Давина Бристоу Тьерри Шаминад, Дженни Кулл, Эндрю Даггинс, Хлоя Фаррер, Хелен Гэллахер, Тони Джек, Джеймс Килнер, Хагуань Лау, Эмильяно Макалузо, Элинор Магуайр, Пьер Маке, Джен Марчант, Дин Моббс, Матиас Пессильоне, Кьяра Портас, Герайнт Рис, Йоханнес Шульц, Сухи Шергилл и Таня Зингер помогли оформиться этой книге. Я глубоко признателен им всем.
Карлу Фристону и Ричарду Грегори, прочитавшим отдельные разделы этой книги, я благодарен за неоценимую помощь и ценные советы. Я также благодарен Полу Флетчеру за то, что на ранних этапах работы над книгой он поддержал идею ввести в нее профессора английского языка и других персонажей, которые спорят с рассказчиком.
Филип Карпентер самоотверженно способствовал улучшению этой книги своими критическими замечаниями.
Я особенно признателен тем, кто прочитал все главы и подробно прокомментировал мою рукопись. Шон Гэллахер и два анонимных читателя высказали немало ценных предложений, как улучшить текст этой книги. Розалинда Ридли заставила меня тщательнее обдумывать свои утверждения и быть аккуратнее с терминологией. Алекс Фрит помог мне избавиться от профессионального жаргона и от недостатков последовательности изложения.
Ута Фрит активно участвовала в этом проекте на всех его этапах. Если бы она не подавала мне пример и не направляла меня, эта книга никогда бы не увидела свет.
Пролог: настоящие ученые не изучают сознание
Почему психологи боятся вечеринок
Как и у всякого другого племени, у ученых есть своя иерархия. Место психологов в этой иерархии – в самом низу. Я обнаружил это на первом курсе университета, где я изучал естественные науки. Нам было объявлено, что студенты колледжа – впервые – получат возможность в первой части курса естественных наук заниматься психологией. Окрыленный этим известием, я пошел к руководителю нашей группы, чтобы спросить, что ему известно об этой новой возможности. "Да, – ответил он. – Но мне не могло прийти в голову, что кто-то из моих студентов окажется настолько бестолковым, что захочет изучать психологию". Сам он был физиком.
Оттого, вероятно, что я был не вполне уверен, что значит "бестолковый", меня это замечание не остановило. Я оставил физику и занялся психологией. С тех пор и до настоящего времени я продолжаю изучать психологию, но я не забыл своего места в научной иерархии. На вечеринках, где собираются ученые, время от времени неизбежно всплывает вопрос: "А чем вы занимаетесь?" – и я склонен дважды подумать, прежде чем отвечать: "Я психолог".
Разумеется, за последние 30 лет в психологии многое изменилось. Мы позаимствовали немало методов и концепций у других дисциплин. Мы изучаем не только поведение, но и мозг. Мы пользуемся компьютерами для анализа своих данных и моделирования психических процессов. На моем университетском беджике написано не "психолог", а "когнитивный нейробиолог".
Рис. п.1. Общий вид и срез головного мозга человека.
Человеческий мозг, вид сбоку (вверху). Стрелкой отмечено место, где прошел срез, показанный на нижней фотографии. Наружный слой мозга (кора) состоит из серого вещества и образует множество складок, позволяющих уместить большую площадь поверхности в малом объеме. Кора содержит порядка 10 миллиардов нервных клеток.
И вот меня спрашивают: "А чем вы занимаетесь?" Кажется, это новая заведующая отделением физики. К сожалению, мой ответ "Я когнитивный нейробиолог" только отсрочивает развязку. После моих попыток объяснить, в чем, собственно, состоит моя работа, она говорит: "А, так вы психолог!" – с тем характерным выражением лица, в котором я читаю: "Нет бы вам заняться настоящей наукой!".
К разговору присоединяется профессор английского языка и поднимает тему психоанализа. У нее есть новая студентка, которая "во многом не согласна с Фрейдом". Чтобы не испортить себе вечер, я воздерживаюсь от высказывания мысли, что Фрейд был выдумщиком, а его рассуждения о человеческой психике имеют мало отношения к делу.
Несколько лет назад редактор "Британского психиатрического журнала" (British Journal of Psychiatry ), очевидно по ошибке, попросил меня написать рецензию на фрейдистскую статью. Меня сразу же поразило одно тонкое отличие от статей, которые я обычно рецензирую. Как и в любой научной статье, там было много ссылок на литературу. В основном это ссылки на работы по той же теме, опубликованные ранее. Мы ссылаемся на них отчасти и для того, чтобы отдать должное достижениям предшественников, но преимущественно для того, чтобы подкрепить те или иные утверждения, которые содержатся в нашей собственной работе. "Не обязательно верить мне на слово. Можете прочитать подробное обоснование использованных мной методов в работе Бокса и Кокса (Box, Сох, 1964)". Но авторы этой фрейдистской статьи вовсе не пытались подкрепить приводимые факты ссылками. Ссылки на литературу касались не фактов, а идей. Пользуясь ссылками, можно было проследить развитие этих идей в трудах различных последователей Фрейда вплоть до исходных слов самого учителя. При этом не приводилось никаких фактов, по которым можно было бы судить о том, справедливы ли были его идеи.
"Может быть, Фрейд и оказал большое влияние на литературную критику, – говорю я профессору английского языка, – но он не был настоящим ученым. Он не интересовался фактами. Я же изучаю психологию научными методами".
Крис Фрит
Мозг и душа
Как физиология формирует наш внутренний мир
(Christopher Donald Frith.
Making up the mind. How the brain creates our mental world)
CORPUS, 2010 г.
Серия: Элементы
Страниц: 288, твердый переплет, 145х217
ISBN: 978-5-271-28988-0. Тираж: 4000.
Перевод с английского Петра Петрова.
Знаменитый британский нейрофизиолог Крис Фрит хорошо известен умением говорить просто об очень сложных проблемах психологии - таких как психическая деятельность, социальное поведение, аутизм и шизофрения. Именно в этой сфере, наряду с изучением того, как мы воспринимаем окружающий мир, действуем, делаем выбор, помним и чувствуем, сегодня и происходит научная революция, связанная с внедрением методов нейровизуализации. В книге «Мозг и душа» Крис Фрит рассказывает обо всем этом самым доступным и занимательным образом.
Глава 5. Наше восприятие мира - это фантазия, совпадающая с реальностью
Разновидность обучения, открытая Павловым и Торндайком, служит нам неплохо, но работает очень грубо. Всё в окружающем мире разделяется лишь на две категории: приятное и неприятное. Но мы воспринимаем мир не в таких грубых категориях. Когда я смотрю на сад за своим окном, я сразу вижу такое богатство разнообразных цветов и форм, что кажется безнадежной затеей пытаться донести это ощущение во всей его полноте до кого-нибудь другого. Но в то же самое время, когда я ощущаю все эти цвета и формы, я также вижу их как объекты, которые могу распознать и назвать: недавно подстриженная трава, примулы, старые кирпичные столбы и, в данный конкретный момент, великолепный зеленый дятел с ярко-красной шапочкой. Эти ощущения и распознания выходят далеко за пределы простых категорий приятного и неприятного. Как же наш мозг открывает для себя то, что есть в окружающем мире? Как наш мозг узнаёт, что вызывает наши ощущения?
Наш мозг создает у нас ощущение легкости восприятия
Примечательная особенность нашего восприятия материального мира во всей его красоте и во всех подробностях состоит в том, что оно кажется нам таким легким. Если верить нашим чувствам, восприятие окружающего мира для нас не проблема. Но это чувство легкости и мгновенности нашего восприятия есть иллюзия, создаваемая нашим мозгом. И мы не знали об этой иллюзии, пока не попытались сделать машины, способные к восприятию.
Единственный способ узнать, легко или сложно нашему мозгу воспринимать окружающий мир, это сделать искусственный мозг, способный к восприятию окружающего. Чтобы сделать такой мозг, нужно установить, из каких компонентов он должен состоять, и узнать, какие функции должны выполнять эти компоненты.
Информационная революция
Основные компоненты головного мозга были открыты нейрофизиологами в конце XIX века. Тонкая структура мозга была установлена путем изучения под микроскопом тонких срезов мозговой ткани. Эти срезы окрашивали различным образом, чтобы увидеть разные аспекты структуры мозга. Исследования показали, что мозг содержит множество нервных клеток и очень сложную сеть взаимосвязанных волокон. Но главное открытие в области изучения основных компонентов мозга сделал нейроанатом Сантьяго Рамон-и-Кахаль. Путем детальных исследований он показал, что волокна этой сети растут из нервных клеток и, что особенно важно, в этой сети есть промежутки. Волокно, растущее из одной клетки, подходит очень близко к следующей клетке, но не сливается с ней. Эти промежутки и есть синапсы, описанные в предыдущей главе (см. рис. 4.3). Из результатов своих исследований Рамон-и-Кахаль сделал вывод, что основным элементом мозга является нейрон, то есть нервная клетка, со всеми ее волокнами и другими отростками. Эта концепция получила широкое признание и стала известна как «нейронная доктрина» .
 Рис. 4.3.
Синапс. Место передачи сигнала от одной нервной клетки к другой |
Но что же, собственно, делают нейроны, эти основные элементы мозга? В середине XIX века Эмиль Дюбуа-Реймон продемонстрировал электрическую природу нервных импульсов. А к концу XIX века Давид Феррье и другие исследователи показали, что электрическая стимуляция определенных участков мозга вызывает специфические движения и ощущения. Электрические импульсы, распространяющиеся по волокнам нейронов, переносят сигналы из одного участка мозга в другой, активируя там другие нейроны или подавляя их активность. Но как могут подобные процессы лежать в основе работы устройства, способного воспринимать объекты окружающего мира?
Серьезный шаг в направлении решения этой проблемы был сделан даже не нейрофизиологами, а инженерами-проектировщиками телефонных линий. Телефонные линии похожи на нейроны: и по тем, и по другим распространяются электрические импульсы. В телефонной линии электрические импульсы активируют динамик на другом конце провода точно так же, как импульсы моторных нейронов могут активировать мышцы, к которым ведут отростки этих нейронов. Но мы знаем, что телефонные линии нужны не для передачи энергии, а для передачи сообщений, будь то в форме речи или в форме точек и тире азбуки Морзе.
 Рис. 5.1.
Великий клубок,
который был распутан. Нервные клетки - элементарные единицы, из
которых состоит мозг. На этом рисунке Сантьяго Рамона-и-Кахаля показаны
нервные клетки коры головного мозга, окрашенные по методике,
разработанной Камилло Гольджи. Видны многочисленные нейроны разного типа
и их отростки. |
Инженеры корпорации Bell Telephone Laboratories занимались поисками наиболее эффективного способа передачи телефонных сообщений. В ходе их исследований возникла идея, что телефонные провода в действительности служат для передачи информации . Весь смысл передачи сообщения состоит в том, чтобы после его получения мы знали больше, чем до него.
 Рис. 5.8.
Иллюзия
выпуклой маски. Фотографии вращающейся маски Чарли Чаплина
(последовательность справа налево и сверху вниз). Лицо внизу справа
вогнутое, потому что мы смотрим на маску изнутри, но мы невольно
воспринимаем его как выпуклое, с выступающим носом. В данном случае наше
знание того, что лица выпуклы, берет верх над тем, что мы знаем о свете
и тени. |
Как наши действия рассказывают нам о мире
Для мозга между восприятием и действиями существует тесная связь. Наше тело служит нам, чтобы познавать окружающий мир. Мы взаимодействуем с окружающим миром посредством своего тела и смотрим, что из этого выйдет. Этой способности тоже не хватало ранним компьютерам. Они просто смотрели на мир. Они ничего не делали. У них не было тел. Они не делали предсказаний. Восприятие давалось им с таким трудом в том числе и по этой причине.
Даже самые простые движения помогают нам отделять один воспринимаемый объект от другого. Когда я смотрю на свой сад, я вижу забор, за которым стоит дерево. Откуда я знаю, какие коричневые пятна относятся к забору, а какие к дереву? Если согласно моей модели мира забор стоит перед деревом, то я могу предсказать, что ощущения, связанные с забором и с деревом, будут меняться по-разному, когда я двигаю головой. Так как забор расположен ближе ко мне, чем дерево, фрагменты забора движутся у меня перед глазами быстрее, чем фрагменты дерева. Мой мозг может объединить все эти фрагменты дерева благодаря их согласованному движению. Но движусь при этом я, воспринимающий, а не дерево и не забор.
 Рис. 5.9. Мы можем понять, где что находится, посредством движения Когда мы движемся мимо двух деревьев, елка, расположенная ближе, сдвигается в нашем поле зрения быстрее, чем лиственное дерево, расположенное дальше. Это явление называют параллаксом движения. Оно помогает нам понять, что елка расположена ближе к нам, чем лиственное дерево. |
Простые движения помогают нашему восприятию. Но движения, совершаемые с некоторой целью, которые я буду называть действиями, помогают восприятию еще больше. Если передо мной стоит бокал с вином, я осознаю , какой он формы и какого цвета. Но я не осознаю, что мой мозг уже рассчитал, какое положение должна занять моя рука, чтобы взять этот бокал за ножку, и предчувствует, какие ощущения возникнут при этом в моих пальцах. Эти приготовления и предчувствия происходят даже в том случае, если я не собираюсь брать в руку этот бокал (см. рис. 4.6). Часть мозга отображает окружающий мир в свете наших действий, например действий, нужных, чтобы выйти из комнаты или чтобы взять со стола бутылку. Наш мозг непрерывно и машинально предсказывает, какими движениями будет лучше всего осуществить то или иное действие, которое нам может понадобиться совершить. Всякий раз, когда мы совершаем какое-либо действие, эти предсказания проверяются, и наша модель мира совершенствуется, исходя из ошибок в таких предсказаниях.
 Рис. 4.6.
Наш мозг
автоматически готовит программы действий в соответствии с окружающими
объектами. Умберто Кастьелло и его коллеги провели ряд экспериментов,
показавших, как различные находящиеся в поле зрения предметы вызывают
автоматическую активацию реакций (программы действий), требуемых, чтобы
протянуть руку и взять в нее каждый из этих предметов, даже если у
человека нет осознанного намерения брать их в руки. Этот было сделано
путем очень точного измерения движений рук испытуемых при взятии
различных предметов. Когда мы берем что-либо рукой, расстояние между
большим пальцем и остальными пальцами заранее приводится в соответствие с
размером предмета. Когда я тянусь за яблоком, я раскрываю руку шире,
чем когда тянусь за вишней. Но если я тянусь за вишней, в то время как
на столе, кроме вишни, есть еще и яблоко, то я раскрываю руку шире, чем
обычно делаю, чтобы взять вишню. Действие, требуемое, чтобы взять вишню,
попадает под влияние действия, требуемого, чтобы взять яблоко. Такое
влияние возможного действия на совершаемое показывает, что мозг
одновременно параллельно заготавливает программы для всех этих действий.
|
Опыт обращения с бокалом вина улучшает мое представление о его форме. В будущем мне будет проще понять, какой он формы, посредством такого несовершенного и неоднозначного чувства, как зрение.
Наш мозг познаёт окружающий мир, создавая модели этого мира. Это не какие-то произвольные модели. Они постоянно совершенствуются, чтобы выдавать нам как можно лучшие предсказания наших ощущений, возникающих при взаимодействии с окружающим миром. Но мы не осознаём работы этого сложного механизма. Так что же мы вообще осознаём?
Мы воспринимаем не мир, а его модель, создаваемую мозгом
То, что мы воспринимаем, это не те необработанные и неоднозначные сигналы, поступающие из окружающего мира к нашим глазам, ушам и пальцам. Наше восприятие намного богаче - оно совмещает все эти необработанные сигналы с сокровищами нашего опыта . Наше восприятие - это предсказание того, что должно быть в окружающем нас мире. И это предсказание постоянно проверяется действиями.
Но любая система, когда дает сбои, совершает определенные характерные ошибки. По счастью, эти ошибки весьма информативны. Они не только важны для самой системы тем, что она учится на них, они также важны для нас, когда мы наблюдаем за этой системой, чтобы разобраться, как она работает. Они дают нам представление о том, как устроена эта система. Какие ошибки будет совершать система, работающая путем предсказаний? У нее будут возникать проблемы во всякой ситуации, допускающей неоднозначную трактовку, например когда два разных объекта окружающего мира вызывают одно и то же ощущение . Такие проблемы обычно решаемы за счет того, что одна из возможных трактовок намного вероятнее другой. Весьма маловероятно, что в этой комнате сейчас находится носорог. Но в результате система оказывается обманута, когда маловероятная трактовка на деле и есть правильная. Многие зрительные иллюзии, которые так любят психологи, работают именно потому, что обманывают наш мозг подобным образом.
Очень странная форма комнаты Эймса спланирована так, чтобы вызывать у нас те же зрительные ощущения, что и обычная прямоугольная комната (см. рис. 2.8). Обе модели, комнаты странной формы и обычной прямоугольной комнаты, позволяют одинаково хорошо предсказать то, что видят наши глаза. Но на опыте мы имели дело с прямоугольными комнатами настолько чаще, что поневоле видим и комнату Эймса прямоугольной, и нам кажется, что люди, которые движутся по ней из угла в угол, немыслимым образом увеличиваются и уменьшаются. Априорная вероятность (ожидание) того, что мы смотрим на комнату такой странной формы, столь невелика, что наш байесовский мозг не берет в расчет необычные сведения о возможности такой комнаты.
Но что происходит, когда у нас нет априорных оснований предпочесть одну трактовку другой? Так бывает, например, с кубом Неккера. Мы могли бы увидеть его как довольно сложную плоскую фигуру, но на опыте мы намного чаще имели дело с кубами. Поэтому мы видим куб. Проблема в том, что это могут быть два разных куба. У одного передняя сторона расположена вверху справа, а у другого - внизу слева. У нас нет никаких оснований предпочесть одну трактовку другой, поэтому наше восприятие самопроизвольно переключается с одного возможного куба на другой и обратно.
 Рис. 5.10.
Двусмысленные изображения. |
Еще более сложные изображения, такие как фигура Рубина и портрет жены или тещи, демонстрируют спонтанные переключения с одного воспринимаемого образа на другой, также связанные с тем, что обе трактовки в равной степени правдоподобны. Тот факт, что наш мозг реагирует подобным образом на двусмысленные изображения, лишний раз свидетельствует о том, что наш мозг представляет собой байесовское устройство, познающее окружающий мир путем предсказаний и поиска причин наших ощущений.
Цвета существуют только у нас в голове
Вы могли бы возразить, что все эти двусмысленные изображения изобретены психологами. Мы не встречаем таких объектов в реальном мире. Это верно. Но реальному миру тоже свойственна неоднозначность. Рассмотрим проблему цвета. Мы узнаём цвет объектов исключительно по отражаемому ими свету.
Цвет определяется длиной волны этого света. Длинные волны воспринимаются как красный цвет, короткие - как фиолетовый, а волны промежуточной длины - как остальные цвета. У нас в глазах есть специальные рецепторы, чувствительные к свету с разной длиной волны. Стало быть, сигналы, идущие от этих рецепторов, говорят нам, какого цвета помидор? Но здесь возникает проблема. Ведь это не цвет самого помидора. Это характеристика света, отражаемого помидором. Если осветить помидор белым светом, он отражает красный свет. Поэтому он и выглядит для нас красным. Но что если осветить помидор синим цветом? Теперь он может отражать только синий цвет. Будет ли он теперь выглядеть синим? Нет. Мы по-прежнему воспринимаем его как красный. Судя по цветам всех видимых объектов, наш мозг решает, что они освещены синим цветом, и предсказывает «истинный» цвет, которым должен обладать каждый из этих объектов. Наше восприятие определяется этим предсказанным цветом, а не длиной волны света, попадающего в наши глаза. Учитывая, что мы видим этот предсказанный, а не «истинный» цвет, можно создать эффектные иллюзии, в которых элементы рисунка, от которых поступает цвет с одинаковой длиной волны, кажутся окрашенными по-разному .
Восприятие - это фантазия, совпадающая с реальностью
Наш мозг строит модели окружающего мира и постоянно видоизменяет эти модели на основании сигналов, достигающих наших органов чувств. Поэтому на самом деле мы воспринимаем не сам мир, а именно его модели, создаваемые нашим мозгом.
Эти модели и мир - не одно и то же, но для нас это, по существу, одно и то же. Можно сказать, что наши ощущения - это фантазии, совпадающие с реальностью. Более того, в отсутствие сигналов от органов чувств наш мозг находит, чем заполнить возникающие пробелы в поступающей информации. В сетчатке наших глаз есть слепое пятно, где нет фоторецепторов. Оно находится там, где все нервные волокна, передающие сигналы от сетчатки в мозг, собираются вместе, образуя зрительный нерв. Для фоторецепторов там нет места. Мы не осознаём, что у нас есть это слепое пятно, потому что наш мозг всегда находит, чем заполнить эту часть поля зрения. Наш мозг использует сигналы, поступающие от непосредственно окружающего слепое пятно участка сетчатки, чтобы восполнить этот недостаток информации.
Поместите свой палец прямо перед глазами и внимательно посмотрите на него. Затем закройте левый глаз и медленно перемещайте палец вправо, но при этом продолжайте внимательно смотреть прямо перед собой. В какой-то момент кончик вашего пальца исчезнет, а затем снова появится, пройдя слепое пятно. Но когда на кончик пальца придется слепое пятно, ваш мозг заполнит этот пробел узором на обоях, на фоне которого виден кончик пальца, а не самим кончиком пальца.
Но даже то, что мы видим в центре нашего поля зрения, определяется тем, что наш мозг ожидает увидеть в сочетании с реальными сигналами, поступающими от органов чувств. Иногда эти ожидания оказываются столь сильными, что мы видим то, что ожидаем увидеть, а не то, что есть на самом деле. В этом позволяет убедиться эффектный лабораторный опыт, в котором испытуемым демонстрируют визуальные раздражители, например буквы алфавита, так быстро, что зрение едва различает их. Испытуемый, который ожидает, что непременно увидит букву A, иногда остается в убеждении, что видел ее, даже если на самом деле ему демонстрировали букву B.
Мы не рабы своих чувств
Может показаться, что склонность к галлюцинациям - слишком дорогая цена за способность нашего мозга строить модели окружающего мира. Неужели нельзя было настроить систему так, чтобы сигналы, поступающие от органов чувств, всегда играли главную роль в наших ощущениях? Тогда галлюцинации были бы невозможны. Но на самом деле это плохая идея, по ряду причин. Сигналы, идущие от органов чувств, просто недостаточно надежны. Но еще важнее, что их главенство сделало бы нас рабами своих чувств. Наше внимание, как бабочка, порхающая с цветка на цветок, постоянно отвлекалось бы на что-то новое. Иногда люди становятся такими рабами своих чувств из-за повреждений мозга. Есть люди, которые поневоле отвлекаются на все, на что падает их взгляд. Человек надевает очки. Но тут он видит другие очки, и надевает и их тоже . Если он видит бокал с вином, он должен его выпить. Если он видит карандаш, должен им что-то написать. Такие люди не способны реализовать какой-либо план или следовать каким-либо указаниям. Выясняется, что у них обычно сильно повреждены лобные доли коры. Их странное поведение впервые описал Франсуа Лермитт.
Пациент <...> пришел ко мне домой. <...> Мы вернулись в спальню. Покрывало с кровати было снято, и верхняя простыня отогнута, как обычно. Когда пациент увидел это, он немедленно начал раздеваться [в том числе снял парик]. Он забрался в кровать, укрылся простыней до подбородка и приготовился отойти ко сну.
Пользуясь контролируемыми фантазиями, наш мозг спасается от тирании окружающего. В вавилонском столпотворении университетской вечеринки я могу уловить спорящий со мной голос профессора английского языка и слушать, чтоґ она говорит.
Я могу найти ее лицо среди моря других лиц. Томографические исследования мозга показывают, что, когда мы решаем обратить внимание на чье-то лицо, у нас в мозгу увеличивается нервная активность в области, связанной с восприятием лиц, причем еще до того, как лицо окажется у нас в поле зрения. Активность этой области увеличивается даже тогда, когда мы всего лишь представляем себе чье-нибудь лицо (см. рис. 5.8). Вот как сильна способность нашего мозга создавать контролируемые фантазии. Мы можем предвосхитить появление лица в поле зрения. Мы можем даже представить себе лицо, когда на самом деле никакого лица перед нами нет.
Откуда мы знаем, что реально, а что нет?
С нашими фантазиями об окружающем мире связаны две проблемы. Во-первых, откуда мы знаем, что создаваемая нашим мозгом модель мира верна? Но это еще не самая серьезная проблема. Для нашего взаимодействия с окружающим миром неважно, верна ли построенная нашим мозгом модель. Важно только одно - работает ли она. Позволяет ли она действовать адекватно и прожить еще один день? В целом да, позволяет.
Как мы убедимся из следующей главы, вопросы о «верности» моделей нашего мозга возникают только тогда, когда он общается с мозгом другого человека, и оказывается, что его модель окружающего мира отличается от нашей.
Другая проблема открылась нам в ходе тех томографических исследований восприятия лиц. Связанная с восприятием лиц область мозга активируется, когда мы видим или представляем себе какое-либо лицо. Так как же наш мозг узнаёт, когда мы действительно видим лицо, а когда лишь воображаем его?
В обоих случаях мозг создает образ лица. Как нам узнать, стоит ли за этой моделью реальное лицо? Эта проблема относится не только к лицам, но и к чему угодно другому.
Но эта проблема решается очень просто. Когда мы только представляем себе лицо, в наш мозг не поступают сигналы от органов чувств, с которыми он мог бы сравнивать свои предсказания. Никаких ошибок тоже не отслеживается. Когда же мы видим реальное лицо, модель, создаваемая нашим мозгом, всегда оказывается немного неидеальной. Мозг постоянно совершенствует эту модель, чтобы уловить все мимолетные изменения в выражении этого лица и все игры света и тени. К счастью, действительность всегда полна неожиданностей.
Воображение - очень скучная штука
Мы уже видели, как зрительные иллюзии помогают нам разобраться в том, как мозг моделирует действительность. Вышеупомянутый куб Неккера - широко известная зрительная иллюзия (см. рис. 5.10). Мы можем видеть на этом рисунке куб, передняя сторона которого направлена влево и вниз. Но тут наше восприятие внезапно меняется, и мы видим куб, передняя сторона которого направлена вправо и вверх. Объясняется это очень просто. Наш мозг видит на этом рисунке скорее куб, чем плоскую фигуру, которая там есть на самом деле. Но как изображение куба этот рисунок неоднозначен. Он допускает две возможных трехмерных трактовки. Наш мозг спонтанно переключается с одной трактовки на другую в неустанных попытках найти вариант, который лучше соответствует сигналам, поступающим от органов чувств.
Но что произойдет, если я найду неопытного человека, который никогда раньше не видел куб Неккера и не знает, что он кажется направленным то в одну сторону, то в другую? Я покажу ему рисунок ненадолго, чтобы он успел увидеть только один вариант куба. Затем я попрошу его представить себе эту фигуру. Произойдет ли переключение образов, когда он будет смотреть на эту фигуру в своем воображении? Оказывается, что в воображении куб Неккера никогда не меняет своей формы.
Наше воображение совершенно некреативно. Оно не делает предсказаний и не исправляет ошибок. Мы ничего не творим у себя в голове. Мы творим, облекая наши мысли в форму набросков, штрихов и черновиков, позволяющих нам извлечь пользу из неожиданностей, которыми полна действительность.
Именно благодаря этим неиссякаемым неожиданностям взаимодействие с окружающим миром и приносит нам столько радости.
В этой главе показано, как наш мозг познаёт окружающий мир, строя модели и делая предсказания. Он строит эти модели путем совмещения информации, поступающей от органов чувств, с нашими априорными ожиданиями. Для этого совершенно необходимы и ощущения, и ожидания. Мы не осознаём всей работы, которую проделывает наш мозг. Мы осознаём лишь модели, которые получаются в результате этой работы. Поэтому нам и кажется, что мы воспринимаем окружающий мир напрямую, не прилагая особых усилий.
Мы ощущаем себя независимыми деятелями, свободно взаимодействующими с окружающим нас материальным миром. Мы осознаем себя и свои поступки, ведь мы полностью контролируем свои действия. Мы поступаем по своему разумению и несем ответственность за свой выбор. Каждый поступок и каждое решение становится частью опыта, образующего наш внутренний субъективный мир представлений и ощущений. Мир обособленный, принадлежащий исключительно нам. Но так ли это?
Британский нейробиолог Крис Фрит на примерах демонстрирует нам, что внутренний мир каждого из нас формируется именно мозгом, и что этот самый мозг скрывает от нас большую часть принимаемых им решений, создавая у нас иллюзию независимости. В своей книге он показывает нам, что понимание других людей – не просто возможная вещь, а не менее естественная, чем восприятие материального мира. Но обо всем по порядку.
Первая иллюзия – мы думаем, что взаимодействуем с внешним миром непосредственно
«Наш мозг создает у нас иллюзию непосредственного контакта с материальным миром» . Это, по мнению Криса Фрита, первая иллюзия, которую следует побороть.
Материальные объекты и явления воздействуют на наши органы чувств непосредственно. Мы ощущаем шершавую поверхность, слышим звук, чувствуем вкус еды. Однако, как оказалось, прямое воздействие материальных объектов на наши органы чувств еще не означает наше непосредственное восприятие окружающего мира. То, что поступает от органов чувств в наш мозг – лишь сигналы. Преобразуя их в отдельные готовые модели, мозг создает образы внешнего мира, которые становятся нашими представлениями о реальности. Насколько объективны эти представления? Трудно сказать. В данном случае нам важнее другое: мы воспринимаем не сам мир, а его модели, созданные нашим мозгом. Возьмем, к примеру, наше зрение: «зрительный образ, возникающий в сетчатке наших глаз, двумерен, и все же мозг создает у нас отчетливое ощущение мира, состоящего из распределенных в трехмерном пространстве объектов» .
Ощущение непосредственности восприятия мира подкрепляется еще одной важной составляющей, а именно той легкостью, с которой мы получаем информацию о мире. Мгновенность восприятия – тоже результат деятельности мозга. Мы просто не замечаем всей той проделанной работы, которая предшествует созданию данного образа.
Вот и получается, что воспринимается нами не мир, а его модель. И хоть модель мира – это не сам мир, для нас, по сути, это одно и то же. Как пишет в своей книге Крис Фрит: «Можно сказать, что наши ощущения – это фантазии, совпадающие с реальностью» .
Вторая иллюзия – мы считаем, что наш внутренний мир обособлен от внешнего и принадлежит только нам
В отличие от внешнего мира, восприятие которого для нас не проблема, с внутренним миром других людей все сложнее. Субъективный мир представлений невозможно изучить, используя естественно-научные методы. Мы можем измерить скорость движения материального объекта, даже того, увидеть который невооруженным глазом нам не удается. Однако проделать такие измерения с психическими процессами не представляется возможным. Значит ли это, что внутренний мир отдельно взятого человека так и останется для нас тайной за семью печатями?
Вовсе не обязательно. Невозможность раскрытия сущности внутреннего мира с использованием вышеуказанных методов означает лишь то, что эти методы для данной конкретной области не подходят. Тогда как можно постичь внутренний субъективный мир?
Ранее уже упоминалось, что непосредственного доступа к материальному миру у нас нет. Мозг постоянно выстраивает модели окружающего мира. «Наши знания о внутреннем мире других людей могут возникать точно так же. Сигналы, поступающие от наших органов чувств, позволяют мозгу создавать модель нематериального мира представлений, желаний и намерений» .
Другими словами, те же приемы мозга, что позволяют нам воспринимать материальный мир, дают нам возможность постичь внутренний субъективный мир другого человека.
Наглядным примером выступает объяснение, которое приводит Крис Фрит:
Когда я смотрю на дерево в саду, у меня в сознании нет дерева. В моем сознании есть только созданная моим мозгом модель этого дерева (или представление о нем). Эта модель строится с помощью ряда предположений и предсказаний. Точно так же, когда я пытаюсь вам что-то рассказать, в моем сознании не может быть вашей мысли, но мой мозг путем предположений и предсказаний, может создать модель вашей мысли (представление о ней в моем сознании). Теперь у меня в сознании есть две вещи: 1) моя собственная мысль и 2) моя модель вашей мысли. Я могу напрямую сравнить их. Если они похожи, значит мне, вероятно, удалось сообщить вам свою мысль. Если они отличаются, значит, мне это явно не удалось .
Никакой разницы между внутренним миром человека и материальным миром на самом деле нет
Мы ощущаем внешний мир совсем иначе, чем свой внутренний, не говоря уже о субъективном мире другого человека. Когда мы смотрим вокруг, то видим окружающий нас мир и себя в нем. Однако Крис Фрит объясняет это чувство, приводя в книге разработки Гельмгольца, в которых немецкий ученый разъясняет, что мозг создает у нас ощущение статичности мира, хотя при каждом движении глаз мы должны были бы видеть обратное.
Как он создает это ощущение? Мозг обладает сведениями, когда и куда будет обращен наш взгляд. Зная траекторию движения глаз еще до этого самого движения, наш мозг точно определяет, как именно изменится видимое нами пространство. Обладая этой информацией, предсказывая наш следующий шаг, он вырисовывает цельную картину того, что мы видим. Так мозг порождает чувство неподвижности мира.
Наша отделенность от него также иллюзорна. На самом деле наш мозг встраивает нас не только в материальный мир, но и во внутренний мир других людей. Наше познание мира посредством образов позволяет нам создавать аналогичные образы внутреннего мира других людей, что дает нам возможность влиять на их поведение. Более того, наш собственный внутренний мир во многом определяется людьми, с которыми мы взаимодействуем, они также влияют на наши поступки и ход мыслей.
Заключение
Крис Фрит пишет о том, как мозг формирует наше сознание и влияет на наше восприятие мира и самих себя в нем. Эта книга не даст ответов на такие вопросы, как «Что такое сознание?», «Что такое Я?», «Есть ли свобода воли?» и другие. Она и не рассчитана на это. В ней нейропсихолог, обобщая многочисленные эксперименты и опыты, проведенные как им самим, так и его коллегами, пытается изменить наши традиционные представления, которые впоследствии, по словам автора, позволят заложить нам «основание науки, которая объяснит нам, как мозг формирует наше сознание» .
Литература:
- 1. Мозг и душа: Как нервная деятельность формирует наш внутренний мир / Крис Фрит; пер. с англ. П. Петрова. - М: Астрель: CORPUS, 2010. – 335 с.
- 2. Крис Фрит https://sites.google.com/site/chrisdfrith/Home
Редактор: Чекардина Елизавета Юрьевна
Книга вышла в издательстве «Астрель» в серии «Элементы» фонда «Династия» (это такая межиздательская серия научной литературы), тираж 5000 экз. Подзаголовок «Как нервная деятельность формирует наш внутренний мир». (Chris Frith. Making Up the Mind. How the Brain Creates our Mental World.)
В серии «Династии» мне еще не попадалось неинтересных книг, а тут еще и научно-популярная книга по психологии, что редкость (все-таки Карнеги и т п. никакого реального отношения к психологии как науке не имеют).
Я не разочаровался. В каком-то смысле эта книга реабилитировала для меня психологию как науку, причем даже как естественную науку, аналогичную физике, химии и биологии. И что психология и фрейдизм – разные вещи. («Чтобы не испортить себе вечер, я воздерживаюсь от высказывания мысль, что Фрейд был выдумщиком, а его рассуждения о человеческой психике имеют мало отношения к делу. »). К сожалению, фрейдизм и прочая «вульгарная психология» настолько въелись в общественное сознание, что автор сам предпочитает представляться «когнитивным нейробиологом».Эта книжка – рассказ о том, чем на самом деле занимаются.
Оказывается, что психологи активно используют новейшие инструменты – различные томографы – для объективного исследования происходящих в мозгу процессов. Причем сейчас на томографах можно наблюдать не только фотографии мозга, но и видеть процесс активации различных отделов мозга в динамике. И благодаря этому, можно, например, увидеть, что если человек представит себе в голове какое-то лицо, то активируются те же участки мозга, как если бы он увидел это лицо в реальности. Впрочем, томографы – это только один из инструментов.
Выясняется, что о многих вещах наш мозг нам самим ничего не сообщает. Например, исследовали женщину, отравившуюся угарным газом, в результате чего у нее была повреждена часть головного мозга, отвечающая за восприятие формы. Она смутно видела свет, цвет и тени, но не могла ничего распознать. Ей давали палку, и спрашивали, как ей дают палку – вертикально или горизонтально. Женщина, естественно, сказать это не могла, не видела. Но когда ее просили взять палку, она правильно протягивала руку, в зависимости от горизонтального или вертикального расположения. Получается, что мозг видел палку, но совершенно не желал делиться этой информацией с сознанием.
В книге рассказано об очень многих экспериментах, в том числе и довольно простых (вот я, почему-то не знал, как обнаружить слепое пятно, был впечатлен пропажей пальца). В общем, мы не получаем непосредственно никакой информации об окружающем мире. Мы общаемся только со своим мозгом, а он строит преставления об окружающем мире, причем многое дополняет, дорисовывает, очень большое значение имеют попытки мозга предсказывать окружающий мир. Отсюда, кстати, обманы зрения, да и галлюцинации тоже. Но отсюда же – и чувство сопереживания, способность понять, что может чувствовать другой.
Интересно, что автор очень аккуратно обходит вопрос о свободе воли, о том, насколько человек может властвовать над своим мозгом. Похоже, что этот вопрос пока еще находится вне науки. Ключевое слово – «пока». (Между прочим, в оригинальном английском названии книги никакой «души» нет!)
В качестве резюме: жалко, что таких книг о психологии мало. И что такое большое различие между тем, что реально изучает психология, и обыденном представлении о психологах. У меня даже сомнения возникают, что у нас на психфаках университетов действительно готовят ученых-психологов. Побольше бы таких книжек!
Список сокращений
Предисловие
Благодарности
Пролог: Настоящие ученые не изучают сознание
Почему психологи боятся вечеринок
Точные и неточные науки
Точные науки объективны, неточные - субъективны
Поможет ли большая наука неточной науке?
Измерение активности мозга
Как из материальных явлений могут возникать психические?
Я умею читать ваши мысли
Как мозг создает наш внутренний мир
Часть первая
Что стоит за иллюзиями нашего мозга
1. О чем нам может рассказать поврежденный мозг
Восприятие материального мира
Психика и мозг
Когда мозг не знает
Когда мозг знает, но не хочет сказать
Когда мозг говорит неправду
Как мозговая активность создает ложные знания
Как заставить наш мозг нас обманывать
Проверка опыта на соответствие действительности
2. Что говорит нам о мире здоровый мозг
Иллюзия полноты восприятия
Наш скрытный мозг
Наш неадекватный мозг
Наш креативный мозг
3. Что наш мозг говорит нам о нашем теле
Привилегированный доступ?
Где граница?
Мы не ведаем, что творим
Кто же всем управляет?
Наш мозг справляется и без нас
Фантомы у нас в мозгу
Со мной все в порядке
Кто это делает?
И где же здесь "вы"?
Часть вторая. Как наш мозг это делает
4. Развитие способности предсказывать последствия
Закономерные награды и наказания
Как мозг встраивает нас в окружающий мир, скрывая это от нас
Ощущение, что у нас всё под контролем
Когда система дает сбои
Незримое действующее лицо в центре мироздания
5. Наше восприятие мира - это фантазия, совпадающая с реальностью
Наш мозг создает у нас ощущение легкости восприятия
Информационная революция
На что же способны хитроумные устройства?
Проблема с теорией информации
Преподобный Томас Байес
Идеальный байесовский наблюдатель
Как байесовский мозг может создавать модели мира?
Есть ли в комнате носорог?
Откуда берутся априорные знания?
Как наши действия рассказывают нам о мире
Мы воспринимаем не мир, а его модель, создаваемую мозгом
Цвета существуют только у нас в голове
Восприятие - это фантазия, совпадающая с реальностью
Мы не рабы своих чувств
Откуда мы знаем, что реально, а что нет?
Воображение - очень скучная штука
6. Как мозг моделирует внутренний мир
Движение живых объектов
Как движения могут выдавать намерения
Подражание
Чтобы подражать кому-то, нужно понять его цели
Люди и роботы
Сопереживание
Чувство деятельности
Проблема привилегированного доступа
Иллюзии деятельности
Деятели, порождаемые галлюцинациями
Часть третья. Культура и мозг
7. Люди делятся мыслями - как мозг создает культуру
Проблема перевода
Намерения и цели
Решение обратной задачи
Априорные знания и предрассудки
Что он будет делать дальше?
Чужой пример заразителен
Общение - это не только разговоры
Обучение - это не только демонстрация и подражание
Цикл замыкается
Цикл замыкается окончательно
Знаниями можно делиться
Знание - сила
Истина
Эпилог: Я и мой мозг
Крис Фрит и я
В поисках воли у нас в мозгу
Где источник всего управления?
Гомункулус
Эта книга не столько о сознании, сколько о мозге
Почему люди такие милые (пока с ними поступают по-честному)
Даже иллюзиям свойственна ответственность
Первоисточники
Источники иллюстраций
Предметный указатель
