Что отличает человеческий мозг?

 

Для многих животных решение проблемы, как прожить достаточно долго и оставить потомство, связано с простыми базовыми вещами — как сориентироваться в окружающем мире и найти пищу, как избежать опасности и т.п. Животные, живущие поодиночке, решают эти задачи самостоятельно, потому что к этому подготовила их эволюция. Те, кто живет группами, получили в процессе эволюции способность координировать действия и сотрудничать для общей пользы. Они должны были адаптироваться не только к физическому, географическому или климатическому, но и социальному давлению среды. В группе у каждого ее члена найдется несколько конкурентов, с которыми ему придется состязаться за право передать потомству свои гены. Результат — эволюция социального поведения, повышающего шансы на успешное продолжение рода в пределах группы.

Развитие социальных навыков считается одной из причин увеличения мозга приматов и того, что наш вид стал особо искусным во взаимодействии и получении информации от других. Но затем, с появлением крупных цивилизаций и переходом к более мирной жизни большими группами, человеческий мозг вновь начал уменьшаться. Возможно, дело в том, что человек зашел дальше других социальных животных и создал культуру — развил способность общаться, делиться мыслями и знаниями, вести ритуальную символическую деятельность и устанавливать правила, как следует вести себя для блага группы. Численность людей начала расти, и нам пришлось научиться жить вместе в определенной гармонии. Мы овладели искусством дипломатии. Если физическая среда склонна оставаться неизменной, то среда социальная, напротив, постоянно меняется и при этом обеспечивает огромное количество обратных связей, которые, в свою очередь, меняют динамику взаимодействия. Короче говоря, компетентность в вопросе социальных взаимодействий требует от мозга

значительной вычислительной мощности и гибкости.

Чтобы дать человеку возможность обрести эту компетентность, в процессе эволюции мы получили долгое детство, дающее нам достаточно времени и ресурсов, чтобы гарантировать обучение отпрысков навыкам, необходимым для гармоничной общественной жизни. А иначе зачем человечество эволюционировало в вид, представители которого значительную часть своей жизни зависят от взрослых? Это время — эволюционная нагрузка и для родителей, и для отпрыска. С одомашниванием пришла мудрость, которую необходимо передавать каждому следующему поколению. Сами мы можем научить своих детей каким-то основам, но еще большему они должны научиться у группы. Способность человека к общению означала, что наши дети могли больше узнать о мире, в котором им предстоит жить, слушая других, и им не приходилось заново открывать все «с нуля». Но, чтобы из всего этого вышел толк, главное, чему должен научиться ребенок, это умение завоевать любовь и уважение окружающих, то есть умение вести себя.

Глава 2

Примите решение

 

Согласно сохранившимся документам, самым юным преступником, осужденным и казненным в Англии, был Джон Дин примерно восьми лет от роду. Он был повешен в Эбингдоне в 1629 г. за поджог двух амбаров в близлежащем городке Виндзор. В то время уголовная ответственность наступала с семилетнего возраста, и с этого момента дети считались уже маленькими взрослыми. Кстати говоря, именно так их обычно изображали художники того периода.

На портрете кисти Ван Дейка (1637 г.) дети Карла I выглядят как миниатюрные взрослые. Мальчику — будущему Карлу II — на картине всего семь лет, но стоит он в позе взрослого — скрестив ноги и небрежно опираясь на стену. Портрет отражает преобладающие взгляды того времени; считалось, что детям просто не хватает мудрости и опыта и что при надлежащем воспитании они стали бы приемлемыми членами общества. Дети подобны пустым сосудам, которые необходимо наполнить информацией. Кроме того, их нужно научить вести себя правильно в обществе.

Английский философ Джон Локк (1632-1704) описал такой взгляд на ребенка как чистое полотно:

«Положим тогда, что разум есть, как мы говорим, чистый лист бумаги, лишенный всяких особенностей, без всяких идей. Как же получает он свое содержание? Откуда берется в огромных количествах то, что деятельная и безграничная фантазия человека рисует на нем с почти бесконечным разнообразием? Откуда получает он весь материал рассуждения и знания? На это я отвечаю одним словом: из опыта».

Рис. 1. Дети изображены как «маленькие взрослые»

Локк описывает сознание ребенка как tabula rasa, или чистый лист. При этом разум ребенка не просто считался пустым; на него возлагалась нелегкая задача самому разобраться в новом мире ощущений и опыта, который американский психолог Уильям Джеймс в 1890 г. описал как «полный и абсолютный сумбур».

Однако теория Локка о чистом листе не слишком убедительна, да и мир новорожденного не настолько сумбурен, как казалось Джеймсу. Как указывал немецкий философ Иммануил Кант (1724-1804), чистый лист не заполнится информацией, если он изначально не настроен на поиск закономерностей внешнего мира. Чтобы распознать закономерность, разум уже должен обладать некой встроенной организацией. Представьте, насколько сложным было бы зрительное восприятие без некоторого предварительного знания. Невозможно начать разбираться в окружающей действительности, не имея заранее хоть какого-то представления о том, что ты ищешь. Чтобы понять мир, нужно отличать предметы от фона и определять, где заканчивается один предмет и начинается другой. Мы редко рассматриваем эту задачу как серьезную, поскольку зрительное восприятие дается нам без всяких усилий. Но если попытаться построить машину, которая обладала бы зрением, ее сложность становится более чем очевидной.

Рассказывают, что в 1966 г. один из пионеров искусственного интеллекта Марвин Мински дал одному из своих студентов в МТИ задание на лето: подключить камеру к компьютеру и попросить компьютер описать увиденное. Вероятно, Мински считал задачу достаточно простой, чтобы студент мог решить ее за три месяца. Дело было почти полвека назад, но и сегодня тысячи ученых работают над тем, как заставить машины видеть по-человечески.

Тогда, в 1960-е гг., искусственный интеллект представлял собой новую область науки и обещал безбедное будущее, когда роботы будут убирать дом, мыть посуду и вообще делать все рутинные будничные дела, которыми приходится заниматься людям. С тех пор мы наблюдаем замечательный прогресс в области вычислительных и других технологий; бесспорно, рядом с нами появились очень умные пылесосы и посудомоечные машины. Но мы до сих пор не можем построить робота, который воспринимал бы мир так же, как человек. Внешне робот уже сегодня может быть похожим на человека, но при этом он не в состоянии решить некоторые простейшие задачи, которые мы выполняем автоматически; большинство детей овладевают соответствующими навыками до первого дня рождения.

Рис. 2 Найди разницу

Есть еще одна причина, по которой теория о чистом листе не может быть верна; дело в том, что она психологически противоречива. Наши чувства заранее сконфигурированы в ожидании сигналов, которые младенец, по идее, должен получать. Нам не приходится

учиться различать цвета, нам не нужно объяснять, что граница между светлым и темным соответствует краю объекта. Если снять сигналы с клеток мозга, реагирующих на ощущения, у еще не родившихся животных в утробе матери (то есть до того, как они приобретут хоть какой-то опыт общения с внешним миром), окажется, что они уже реагируют на стимулы, с которыми пока не сталкивались. Новорожденный человек демонстрирует некоторые предпочтения сразу же, не имея никакого опыта, так что можно сказать, что мир новорожденного не совсем сумбурен. Подобные ранние проявления показывают, что мозг новорожденного уже в значительной мере «отформатирован», что позволяет ему начать накопление опыта практически сразу.

Подобно купленному в магазине компьютеру, мозг появляется на свет с предустановленной операционной системой. А заложено в него будет то, что вы с ним будете делать. Биология и опыт вместе, рука об руку формируют развивающийся мозг, приспособленный к внешнему миру. Каждый ребенок самостоятельно расшифровывает хитросплетения окружающего мира при помощи инструментов, которые вложила в него эволюция.

Сборка схемы

 

Мозг любого животного сложен ровно настолько, насколько это необходимо для решения мировых проблем, к которым готовила это животное эволюция. Иными словами, чем более гибкое поведение характерно для животного, тем сложнее его мозг. Гибкость зависит от способности к обучению, то есть к откладыванию воспоминаний в виде паттернов электрической проводимости в специализированных клетках мозга, которые меняются в ответ на переживания. Мозг взрослого человека состоит из приблизительно 170 млрд клеток, из которых 86 млрд — нейроны. Нейрон — базовый строительный блок коммуникационных процессов мозга, обеспечивающий мысль и действие.

По виду каждый нейрон напоминает фантастическое существо с множеством щупалец, из тела которого исходят тысячи рецепторов, или дендритов, принимающих сигналы других нейронов. Когда сумма принятых нервных импульсов достигает критической величины, принимающий нейрон срабатывает и выдает по отростку-аксону собственный импульс, задача которого — запустить еще одну цепную реакцию общения. Таким образом, каждый нейрон действует как миниатюрный микропроцессор. Паттерны нервных импульсов, распространяющиеся по обширной сети из триллионов нервных связей, представляют собой язык мозга, на котором он принимает, обрабатывает, передает и закладывает на хранение информацию. Представление опыта происходит заново и становится образом — нервным паттерном, отражающим переживания и внутренние вычислительные процессы, посредством которых наш мозг интерпретирует информацию.

Одно из самых удивительных открытий, связанных с развитием мозга, состоит в том, что маленькие человечки рождаются с почти полным набором нейронов, которыми они будут располагать, став взрослыми. При этом мозг новорожденного весит примерно втрое меньше, чем мозг взрослого человека. Однако к концу первого года жизни мозг ребенка составляет уже три четверти мозга взрослого. Связи в мозгу новорожденного формируются со скоростью 40 тыс. в секунду и, соответственно, более 3 млрд в сутки. Со временем суммарная длина связующих волокон увеличивается примерно до 150-180 тыс. км — то есть один человеческий мозг содержит достаточно «проволоки», чтобы четырежды обернуть ею Землю по экватору. Более того, объем мозга заполнен в основном связями, тогда как нейроны сосредоточены в слое толщиной 3-4 мм на поверхности мозга, получившей название коры.

Изменения проводимости позволяют окружающему миру формировать мозг посредством опыта, поскольку всякое переживание заставляет нейроны работать все время, пока продолжаются взаимные активации. Процесс формирования связей называется пластичностью. Синапсы между клетками, которые находятся в постоянной связи, меняют чувствительность таким образом, что сообщения по ним начинают проходить легче. На самом базовом уровне именно так информация закладывается в мозг на хранение — в виде переменных паттернов нейронной активности. Принципиальная роль взаимной нейронной активности отражена в первом принципе пластичности нейробиолога: «Клетки, которые вместе срабатывают, связываются между собой».

Мозг пластичен главным образом в детстве, в период развития (а некоторые его области продолжают меняться чуть ли не до 20 лет). Передняя часть мозга, связанная с принятием решений, не созревает полностью, пока ребенок не повзрослеет. Конечно, взрослый мозг тоже пластичен, ведь мы узнаём новое в течение всей жизни. Однако взаимосвязи некоторых его систем, судя по всему, зависят от возраста его обладателя и требуют входной сигнал намного раньше, в начале развития. Не стоит забывать, что нервная деятельность метаболически затратна. Если какие-то нервные связи не активны, зачем их сохранять? Во многих отношениях это напоминает обрезку любимого розового куста. Вы обрезаете слабые побеги, чтобы позволить более сильным расцвести.

Такие окна возможностей, которые иногда еще называют критическими периодами развития, отражают принцип, на основе которого природа сформировала мозг: в расчете на определенный опыт в определенные периоды времени. Если такой опыт не случится или будет скудным, возможны долговременные негативные последствия. Это относится, в частности, к сенсорным системам вроде зрения или слуха, но в следующей главе мы узнаем, что для социальных навыков тоже существуют критические периоды. Утрата функции вследствие депривации — второй принцип пластичности, который можно сформулировать как «используй или потеряешь»; так обстоит дело везде, где речь идет о функциональности нервных механизмов.

Изначальное знание

 

Мы установили, что человеческий мозг заранее сконфигурирован на восприятие определенного опыта — даже если у нас еще не было шансов встретиться с соответствующими ощущениями. Некоторые ученые также считают, что в нас с рождения «вшита» способность интерпретировать окружающий мир определенным способом раньше, чем мы способны задуматься об этом. Скорость, с которой младенец усваивает и понимает различные аспекты окружающего мира прежде, чем научится понимать речь, указывает на то, что во многих вещах он разбирается самостоятельно. Мы, взрослые, считаем само собой разумеющимся, что мир состоит из объектов, пространств, измерений, растений, животных и всевозможных сложных концепций, над которыми мы редко даем себе труд задуматься, — ведь мы живем среди них всю жизнь. Но как малыши усваивают эти концепции в отсутствие языка? Когда младенец смотрит вокруг себя на новый, слегка расплывчатый мир, что он видит? Что различает? Даже если они все усваивают сами, откуда им знать, на что следует обращать внимание, что особенно важно? Проблемы такого рода подвели ученых к предположению о том, что некоторые ключевые компоненты представления о мире — особенно те, что относятся к физической природе объектов, чисел и пространства, должны быть запрограммированы в мозге младенцев с рождения. Но откуда нам знать, что думают младенцы, если они не могут даже сказать нам, что происходит? Ответ сводится к показу им фокусов.

Причина, по которой фокусы кажутся нам такими увлекательными, заключается в том, что они нарушают наши ожидания. Когда иллюзионист заставляет предмет раствориться в воздухе, мы сначала удивляемся, а затем пытаемся понять, каким образом достигается такая иллюзия. Мы, взрослые, знаем, что законы природы нарушены только на первый взгляд — но внешне все же нарушены, иначе мы бы не удивились. В этом весь фокус. То же верно и для младенцев. Когда им показывают «волшебные» действия, при которых кажется, что предметы исчезают, они смотрят дольше. Они не вскрикивают от удивления и не аплодируют, как сделала бы взрослая аудитория, но тем не менее замечают: что-то не так.

Техника иллюзионистов, известная как обман ожиданий, воплотилась в сотнях экспериментов, задача которых — заглянуть в сознание младенцев, не способных пока сказать, что и о чем думают. Психолог из Гарварда Элизабет Спелке использует обман ожиданий для исследования правил, которые применяют младенцы, разбираясь в физическом мире. С самого раннего возраста малыши понимают, что твердые предметы не могут проходить сквозь другие твердые предметы, перемещаться из одной точки в другую, не проходя через промежуточные точки, и двигаться сами по себе, если их не трогать; предметы также не пропадают сами по себе и не ломаются, если до них дотронуться. Когда мы говорим про что-то, что оно «твердое как камень», речь идет о том, что эта вещь подчиняется правилам Спелке для физических объектов. Эти правила не нужно учить, они справедливы для большинства объектов, с которыми младенец столкнется за время жизни; именно поэтому мы говорим о них как об изначальном знании, запрограммированном в мозгу с рождения.

Конечно, из этих правил существуют исключения; так, если к железному предмету поднести магнит, то он начнет двигаться без непосредственного контакта с другим объектом. Если окунуть мягкий банан в жидкий азот, он станет твердым, как железо. Такие исключения из привычных правил завораживают, поскольку нарушают наши ожидания и представления о том, как должны вести себя физические объекты. Многие экспонаты научных музеев представляют собой такие контринтуитивные примеры, поражающие и забавляющие именно потому, что ведут себя иначе, не как большинство обычных объектов.

Оно живое!

 

Младенцы понимают, что люди — тоже объекты, но с особым набором свойств. Для начала: люди умеют двигаться сами по себе. Если неодушевленный предмет кто-то оставил за ширмой, то он там и останется, если только кто-то его не сдвинет. Человек же может выйти из комнаты, когда ты не смотришь, и не обязан оставаться неподвижным, если его не видно. Кроме того, люди необязательно движутся по прямой. Пятимесячные дети, которым показывали видеоролик с ящиком, проезжающим по сцене, на которой установлены две ширмы, недоумевают, если ящик, заехав за первую ширму, не появляется чуть позже в промежутке между ними. Однако они не удивляются, если между экранами не появляется человек, проходящий по той же сцене. Это позволяет предположить, что младенец чувствует, что ящик и человек могут вести себя по-разному и по-разному двигаться. Неживые объекты, как правило, движутся жестко, тогда как для живых характерно «биологическое движение», гораздо более гибкое и прихотливое. Эти типы движения обрабатываются специальными нейронами, настроенными на направления и скорость. Они располагаются в зрительном отделе в задней части мозга, известной как MT. Биологическое движение не столь жесткое и активирует другую область мозга, расположенную ближе к области за ушами, которая активируется, когда человек видит лица. Эта область —fusiform gyrus, веретенообразная извилина — регистрирует также очертания человеческого тела; это позволяет предположить, что именно там хранится общая информация о себе подобных. Думая о других, мы ожидаем, что они имеют определенные очертания и движутся определенным образом. К шести месяцам младенцы удивляются, если им показывают женскую фигуру, у которой руки растут из бедер и раскачиваются при ходьбе.

Как младенец определяет, что есть человек? Мы знаем, что даже самые маленькие дети любят смотреть на других людей. Они с рождения предпочитают биологическое движение. Мы знаем также, что они предпочитают слушать человеческие голоса, особенно голос матери. Они предпочитают запах собственной, а не чужой матери. Судя по всему, практически любой аспект восприятия новорожденного настроен на маму.

Со временем младенцы начинают обращать внимание на других и замечать, что те делают. Если подумать, даже объем информации, втиснутый в одну-две минуты обычных повседневных действий взрослого человека, поражает воображение. Представьте себе отдельные операции, из которых складывается приготовление бутерброда с сыром. Каждое последовательное действие требует сложных моторных навыков и должно выполняться так, как не в состоянии сделать ни один робот. Ингредиенты и принадлежности необходимо доставать из различных шкафов и ящиков на кухне; затем все нужно подготовить и собрать в правильном, заранее спланированном порядке. Бессмысленно пытаться намазать хлеб маслом, если вы уже положили сверху сыр. Но как же младенец может разобраться в увиденном? С чего начать? Оказывается, мозг младенца изначально настроен не только на восприятие языка и выделение отдельных сегментов речи; он запрограммирован на наблюдение и усвоение различных действий. Уже в шесть месяцев младенцы чувствительны к статистическим закономерностям в последовательности действий, а к десяти-двенадцати с легкостью делят сложные действия на составляющие, исходя из последовательности движений, их начала и конца.

Таким образом, младенцы очень коммуникабельны — они обожают наблюдать за другими. Больше всего их интересуют люди — не только потому, что они выглядят и двигаются определенным образом, но и потому, что люди взаимодействуют с ними. Синхронность необходима для формирования социальных связей, и младенцы всегда держат ухо востро, они всегда в поиске; они ищут вокруг себя тех, кто на них настроен. Мы, взрослые, инстинктивно предлагаем малышам такие синхронизированные действия; мы даже подражаем младенцам, стараясь завоевать их расположение и доверие. Двухмесячный младенец готов отнестись к неживому объекту, который условно ведет себя как живой, как к живому и улыбаться ему. По мере создания собственных моделей того, что значит быть человеком, дети собирают все новые сведения о тех признаках, которые с наибольшей вероятностью окажутся важны для выживания, и становятся все разумнее в своих решениях. Мыслящие объекты

Младенец полагается на лица, биологические движения и взаимодействия, соответствующие обстоятельствам, и составляет собственный список вещей, достойных внимания. Любой из признаков может говорить о том, что за тем или иным объектом стоит понаблюдать, потому что младенец уже начинает различать живое и неживое в контексте субъектности. Неживое движется потому, что на него подействовала какая-то сила, тогда как субъекты действуют независимо с какой-то целью. Кроме целей, у них есть возможность выбора. Если мы понимаем, что субъект имеет цель, мы воспринимаем его действия как преднамеренные. Мы все время делаем это по отношению к своим домашним любимцам; мы приписываем им человеческие черты, исходя из когнитивной предвзятости, известной как антропоморфизм; мало того, мы готовы проделывать то же самое с вещами очевидно неживыми и тем более неразумными.

Представьте себе три геометрические фигуры, которые движутся по экрану. Большой треугольник нападает на треугольник поменьше, раз за разом налетая на него, а затем загоняет маленький кружок в прямоугольную «коробку». Кружок мечется внутри коробки, как в ловушке. Маленький треугольник отвлекает большой треугольник, что позволяет кружку ускользнуть, а затем закрывает проем в коробке, и большой треугольник оказывается в плену. Маленький треугольник и кружок радостно бегают друг вокруг друга, а затем уходят с экрана. Большой треугольник начинает в припадке ярости ломать коробку. Едва ли этот сюжет тянет на голливудский блокбастер, но зрители воспринимают происходящее как некий локальный конфликт.

Этот простой мультик, снятый психологами Фрицем Хейдером и Марианной Зиммель, демонстрирует, что люди очеловечивают движущиеся фигуры, которые действуют, на первый взгляд, осмысленно, и придумывают для происходящего богатые интерпретации, соответствующие социальным отношениям. Философ Дэн Денет считает, что мы принимаем интенционалъную установку как стратегию: сначала ищем вещи, которые могут оказаться субъектами и как-то повлиять на нас, а затем приписываем им намерения (интенции). Если нечто имеет лицо, движется как живое или ведет себя целеустремленно, мы считаем, что оно обладает разумом и может иметь в отношении нас какие-то намерения.

Кроме того, дети с самого раннего возраста начинают приписывать окружающему субъектность. Отталкиваясь от мультфильма Хейдера и Зиммель, специалист по психологии раннего детства Валь Кюльмайер показывал малышам мультфильм, в котором красный шар, казалось, карабкался по крутому склону, но раз за разом срывался и скатывался вниз. В какой-то момент на экране появлялась зеленая пирамида; она подходила к шару и толкала его вверх по склону до самой вершины. Для большинства из нас такой сюжет означает, что пирамида помогла шару подняться по склону. Во второй сцене красный шар вновь пытается взобраться на холм, но на этот раз на экране появляется желтый куб, который преграждает шару путь, а затем и сталкивает его вниз. Куб не позволил шару взобраться на холм. Несмотря на то что все это очень простые мультфильмы, в которых действуют лишь геометрические фигуры, мы готовы относиться к ним как к интенциональным субъектам. Шар, который хочет взобраться на холм, пирамида, готовая помочь, и куб, желающий помешать.

Замечательно, что дети уже в три месяца делают в точности те же выводы об этих фигурах. Они смотрят «представление» дольше, если фигура, которая всегда помогала, вдруг начинает мешать. Уже в этом возрасте малыши приписывают фигурам положительные и отрицательные личностные характеристики.