Машина мышления. Заставь себя думать - Курпатов Андрей Владимирович

Нейрон С, желая справиться с возможной ошибкой, начинает готовиться к неопределённости: он экспрессирует больше рецепторов для захвата нейромедиаторов или, наоборот, уменьшает их количество, изменяет число ионных каналов на своей мембране (об этом мы поговорим чуть позже), отращивает или, наоборот, элиминирует шипики, налаживает контакты с другими нейронами, чтобы перераспределять полученный потенциал, и т. д., и т. п.

Если нейрон не сумеет адаптироваться и не сможет эффективно играть в эту «угадайку», то мы получим ошибку, которая может даже привести к психическому недугу. Впрочем, с нейроном А и с нейроном В происходит то же самое…

Мы с вами рассмотрели взаимодействие лишь одного нейрона с двумя другими, оставив в стороне все прочие его взаимосвязи. Для протокола и для полноты картины: таких нейронов в мозге 87 миллиардов, каждый из них связан тысячами синапсов с тысячами других нейронов.

Теперь представьте себе этот граф… Впрочем, нет. Даже не пытайтесь!

И вот ещё одна важная вещь, которую нам следует отметить, чтобы окончательно утвердить приоритет отечественной науки в вопросе «предиктивного кодирования».

Давайте ещё раз взглянем на схему функциональной системы по Петру Кузьмичу Анохину. Посмотрим опять-таки на её левую часть. Не замечаете здесь две плоскости ввода информации? Их и в самом деле две:

1) извне на организм действует внешняя среда — обстановочная афферентация и пусковой стимул, и с этим вроде бы всё понятно,

2) но есть ещё и второй источник ввода данных, внутренний, — это «память», собственно, она, в самом широком понимании этого слова, и отвечает за предиктивное кодирование.

В самом деле, «память» (то или иное внутреннее знание системы) — как и внешняя среда, — источник данных для системы. Можно даже назвать её «ментальной афферентацией», которая создаёт во мне ожидание тех или иных событий.

Поэтому предиктивность — это, по сути, имплицитная функция системы.

Другое дело, что эта предиктивность может быть:

• пассивной — система всегда готова к какому-то определённому сигналу (событию) какого-то свойства и качества,

• и активной — система целенаправленно производит расчёт вероятности того или иного сигнала (события).

Если сигнал (событие) и состояние системы комплементарны друг другу, то система реагирует согласно заданной программе.

Если сигнал как-то отличается от предзаданного (предполагаемого системой), системе нужна уже другая программа, которая собирается из элементов существующих в системе программ.

Разумеется, на такую пересборку необходимо время, и тут-то как раз выручает вероятностное предиктивное кодирование:

• мозг на ближних, так сказать, подступах держит программы, которые, согласно расчётам, подходят более вероятному стимулу (ситуации);

• а на дальних — программы, подходящие для стимулов (ситуаций), которые тоже возможны, но менее вероятны (эти программы актуализируются, но не так активно и не настолько полно).

Таким образом, наш мозг несёт в себе множество программ, но держит на полной изготовке программу под наиболее вероятный, по его расчётам, сигнал.

Менее вероятные программы актуализируются им пропорционально рассчитанной для них вероятности.

Получая первую информацию о сигнале, мозг дорассчитывает вероятность того, с каким сигналом (ситуацией) ему придётся иметь дело в этот раз. И как только прогноз достигает определённого уровня достоверности, включает соответствующую ему программу, не дожидаясь полной информации о стимуле (ситуации).

Именно таким образом происходит победа над временем. Если бы природа не придумала «опережающее отражение» (предиктивное кодирование), то мы бы всегда запаздывали, отвечая на стимул (сигнал, событие).

Пока этот стимул полностью получишь, пока детально обработаешь и интерпретируешь, пока решишь, как на него реагировать, пока актуализируешь соответствующие структуры, тебя уже и нет — съели.

Очевидно, что революция благоприятствовала тем мозгам, которые совершенствовались в предиктивном кодировании и работали, так скажем, на опережение.

Да, мы можем ошибиться в своём предсказании, но, как говорят мудрые врачи неопытным медикам, «то, что случается чаще, случается чаще».

И правда, если у вас разболелась голова, то, скорее всего, у вас просто разболелась голова. Хотя, конечно, есть какая-то минимальная вероятность, что это симптом рака головного мозга.

С другой стороны, эта предиктивность играет с нами иногда злую шутку.

Представьте, что вы собрались посмотреть в зеркало. Кого там ожидают увидеть кортикальные колонки вашей зрительной коры?

Разумеется, вас — стопроцентная вероятность. Но вот нюанс — они увидят то ваше лицо, которое они помнят.

В самом деле, зачем тратить силы, чтобы всякий раз заново пересчитывать, прорисовать и дорабатывать образ вашего лица — там же никаких радикальных изменений не ожидается, правильно?.. Правильно.

Теперь представьте это: вы смотритесь в зеркало здесь и сейчас, а видите в нём не своё актуальное отражение (если брать его в целом, а не конкретный прыщик или порез), но программу.

Стоит вам только направить свой взгляд на зеркало — визуализация вашего лица, которая была прописана загодя, будет диктовать вам то, что вы будете видеть.

Если воспользоваться языком программирования, то это реализация процесса «сверху вниз» — когда программа более высокого уровня, можно сказать, диктует программам более низкого уровня, что они должны делать (что воспринимать, как реагировать и т. д.). Это и есть сущность предиктивного кодирования.

Да, система, работающая «снизу вверх», будет точнее, поскольку в данном случае программы, имеющие непосредственный контакт с реальностью, сообщат о том, что они видят, а программам более высокого уровня придётся как-то перестраиваться под эти данные.

Но реализация принципа «снизу вверх», как вы понимаете, занимает куда больше времени и сил, чем принципа «сверху вниз».

Поскольку в дикой природе и время реакции, и трата сил — это критерии зачастую определяющие, принцип «сверху вниз», как правило, выигрывает.

Однако это не значит, что верхнеуровневые программы не меняются. Хоть и постепенно, отсроченно, они должны модифицироваться, чтобы не потерять связь с реальностью полностью.

Поэтому принцип «снизу вверх» тоже работает в системе, но не в моменты, когда от нас требуется немедленная реакция (тут как раз срабатывают шаблоны), а когда мозг перерассчитывает свои модели с учётом обратных связей.

И вот в чём злая шутка, если вернуться к нашему отражению в зеркале…

Так как вероятность увидеть своё лицо, глядя в зеркало, равна 100 %, наш мозг не стремится постоянно пересчитывать свой прогноз и пользуется тем, что был создан когда-то.

И, глядя в зеркало, мы видим своё отражение, которому в среднем год, а то и два. Поэтому, если вам перевалило за сорок, практически каждый из вас считает, что выглядит лучше своих одногодков.

То есть из-за предельно высокой вероятности данной ситуации — увидеть своё лицо, глядя в зеркало, — системе нет нужды активно использовать принцип «снизу вверх», всё же полностью предсказуемо (ну, кроме тех самых порезов и прыщиков, разумеется).

Поэтому модель нашего лица в коре нашего же мозга меньше подвержена уточнениям и корректировкам. А глядя на него «сверху вниз», мы видим то, каким оно было, а не то, каким оно является сейчас.

С одной стороны, обидно, наверное, осознавать, что ты выглядишь старше, чем привык о себе думать. Но, с другой стороны, если забыть об этом факте, в самом зеркале, согласитесь, обнаруживается буквально психотерапевтический эффект.

Чудны дела твои, Мозг!

Невозможное возможно

Человеку, исследующему истину, необходимо хоть один раз в жизни усомниться во всех вещах. Рене Декарт