Читать книгу "Мозг и душа. Как нервная деятельность формирует наш внутренний мир - Кристофер Фрит"

Часть вторая. Как наш мозг это делает

4. Развитие способности предсказывать последствия

Все, что мы знаем о материальном мире, включая все, что мы знаем о собственном теле, идет от нашего мозга. В первой части этой книги я показал, что мозг не просто пассивно передает нам сведения, как какой-нибудь телевизор. Наш мозг активно создает образы окружающего мира. Мы знаем, как творчески он может подходить к этой задаче, потому что иногда эти образы совершенно не соответствуют действительности. Это открытие нас шокирует и заставляет задуматься о том, как вообще узнать, соответствует ли действительности то, что сообщает нам мозг об окружающем мире. Теперь нам может показаться удивительным, что мозг вообще способен хоть иногда говорить нам правду. Мозг создает свои образы окружающего мира на основе ограниченного набора несовершенных сигналов, поставляемых ему нашими органами чувств. Например, 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. К счастью, в девяноста девяти случаях из ста образы окружающего мира, создаваемые нашим мозгов вполне достоверны. Как это может быть?

Закономерные награды и наказания

Изучение окружающего мира без помощи учителя

Наш мозг постоянно изучает окружающий мир. Ему постоянно приходится распознавать встречающиеся предметы, чтобы понять, стоит ли приближаться к ним или избегать их. Ему нужно учиться срывать плоды и не хватать рукой осу, чтобы она нас не ужалила. Более того, это обучение происходит без помощи учителя. Рядом с нами нет никого, кто мог бы всегда подсказать нам, правильно или нетто, что мы делаем.

Один из плюсов научной работы – возможность путешествовать. Каждый месяц где-нибудь проходит конференция, в которой я могу участвовать, и нередко мне готовы оплатить все расходы. И вот я иду по еще одному городу, в котором я никогда раньше не бывал, и ищу конференц-центр, где мне предстоит встретиться со многими людьми, которых я никогда раньше не видел, и где я буду искать среди них тех, кого я уже знаю, чтобы поговорить с ними. Но кто это там? Неужели это мой оппонент, профессор английского языка? А я-то думал, что это естественно-научная конференция.

Я никогда раньше не видел этого города, и все же мне несложно было ходить по нему. Мне нравится приезжать в новые места и одному бродить по улицам. При этом я узнаю для себя много нового, но мне не требуется постоянное руководство учителя. В детстве большая часть обучения тоже проходит без учителя. Никто не научит вас кататься на велосипеде. Чтобы этому научиться, нужно самому это делать. Мы выучиваем основы языка до того, как нас начинают учить. Девятимесячный младенец-американец может научиться отличать разные звуки китайского языка, просто находясь в одной комнате с человеком, говорящим по-китайски.

Как же происходит это обучение без учителя?

Изучение будущего

Ученые завоевывают место в массовой культуре оттого, что люди находят в них самих или в их работе что-нибудь необычное или экстравагантное. Мы знаем, что Галилей бросал что-то с наклонной Пизанской башни, хотя мы толком и не знаем зачем. Мы уверены, что Эйнштейн сделал какие-то очень важные открытия, касающиеся пространства и времени, хотя всё, что мы на самом деле знаем о нем, это что у него была забавная прическа.

Иван Петрович Павлов – еще один такой ученый. Несмотря на то что он проводил свои эксперименты уже лет сто назад, все знают, что он добивался, чтобы у собаки выделялась слюна в ответ на звон колокольчика. Это кажется нам экстравагантным по ряду причин. Почему он изучал собак, а не крыс, как большинство ученых?[91]Почему отмечал выделение слюны, хотя намного проще было бы наблюдать какие-нибудь очевидные движения? Почему, чтобы подавать сигнал, он выбрал именно колокольчик? И главное, зачем он вообще все это делал?

Рис. 4.1. Иван Петрович Павлов (1849-1936).

Фотография Павлова (в центре) с одной из его собак в ходе демонстрации. Павлов открыл классические условные рефлексы – самую базовую форму ассоциативного обучения.

Исследования Павлова важны потому, что позволили открыть некоторые фундаментальные особенности обучения, свойственные в равной степени и животным, и людям. Открытые Павловым закономерности относятся не только к собакам, выделению слюны и звону колокольчика.[92]Павлов изучал выделение слюны, потому что первоначально предметом его интереса было пищеварение. У всех нас, как и у собак, слюна начинает выделяться автоматически примерно через одну секунду после того, как пища оказывается во рту. Это самый первый этап процесса переваривания пищи. Здесь нет ничего удивительного. Между пищей и пищеварением есть прямая связь. Пища ценна для нас именно тем, что мы можем ее переварить. Павлов назвал процесс выделения слюны в ответ на оказавшуюся во рту пищу безусловным рефлексом.

Но Павлов также открыл, возможно случайно, что любой сигнал, подаваемый в момент приема пищи, например звук тикающего метронома, будет сам по себе вызывать слюноотделение. Если звук метронома раздавался непосредственно перед тем, как у собаки во рту оказывалась еда, то после четырех- или пятикратного повторения этой процедуры звук метронома будет вызывать слюноотделение и без всякой пищи. Павлов назвал это условным рефлексом. Он предположил, что звук метронома превратился в сигнал приема пищи. У собаки не просто выделялась слюна при звуке метронома. Она также поворачивалась туда, где ей обычно давали еду, и начинала активно облизываться. Услышав звук, собака ожидала появления пищи.[93]