Истории будущего

Навыки и воспоминания хранятся в сетях нейронов, связываемых друг с другом по мере усиления синаптических связей. Кратковременные воспоминания формируются споро и могут быстро исчезать, как девушка на свидании одной ночи, а вот нейроны, которые встречаются многократно, способны строить более постоянные отношения. Долгосрочные воспоминания, как в браке, требуют больше вложений, но обычно и длятся дольше.

Мы уже видели это различие у растений. Если память требуется всего на несколько секунд, вы не хотите расходовать энергию. То есть краткосрочная память зависит от мгновенных и обратимых процессов, подобных изменению формы белка у кишечной палочки или ослаблению электрического заряда у венериной мухоловки при первом касании ее челюстей. Закладка долговременных воспоминаний требует более стойких изменений в нейронах, добавления или объединения новых синапсов, а забвение можно трактовать как атрофию синапсов¹²⁸. Чтобы изменить анатомию клетки таким образом, понадобятся новые рабочие белки: факторы транскрипции должны внедриться в клеточную ДНК для пробуждения генов, производящих новые белки, которые создадут новые и более надежные синаптические связи долговременных воспоминаний¹²⁹.

Обучение – то, в чем животные исключительно хороши, – подразумевает создание новых долговременных воспоминаний или корректировку существующих воспоминаний в ответ на новую информацию о возможном будущем. Эрик Кандел показал, что создание и разрыв связей между сетями нейронов объясняют три основные формы обучения. Каждую из них можно рассматривать как индуктивный прогноз, поскольку налицо ставка на вероятное будущее с учетом определенной закономерности в прошлом, извлекаемой из памяти. Привыкание – своего рода негативное обучение, которое помогает кое-что забыть: сигнал А вовсе не обязательно будет соотноситься с событием Б в будущем. Если вы поселились в доме рядом с аэропортом, вас смутит алгоритм предупреждения о внезапных громких звуках как сигнале опасности. Впрочем, вы быстро узнаете, что рев реактивных двигателей отнюдь не сулит немедленную угрозу. При сенсибилизации все наоборот: соотнесенность сигнала А (прикосновение к горячему утюгу) и событием Б (ожог и боль) вполне реальна. Здесь наблюдается подлинная закономерность, которая, к чему есть все основания, сохранится и в будущем. Наконец при классической, или павловской, обусловленности организм учится связывать произвольный сигнал с вероятным будущим результатом после того, как повторение внушает ему новую соотнесенность и новую закономерность. Русский физиолог Иван Павлов (1849–1936) звонил в колокольчик перед кормлением собак, и в конце концов у животных выработалось слюноотделение в ожидании еды всякий раз при звоне колокольчика. (Студентом я год прожил в Ленинграде / Санкт-Петербурге, и, проходя мимо биологического факультета Ленинградского университета, часто слышал лай собак. Мне сказали, что они обитают в бывших лабораториях Павлова, где тот проводил свои опыты.) Вот три способа узнать о том, что, скорее всего, произойдет; они в той или иной форме свойственны всем живым организмам, даже одноклеточным бактериям¹³⁰.

Привыкание разрушает синаптические связи, а сенсибилизация и павловское обусловливание их умножают и укрепляют. Потому-то у скрипачей площадь лобной коры, отвечающей за владение левой рукой (которой держат гриф) может впятеро превосходить площадь коры у обыкновенных людей. Подобные изменения отмечены и у лондонских таксистов – в тех областях мозга, что связаны с картографированием пространства¹³¹. Скрипачи и таксисты выращивают новые синапсы в определенных областях мозга, едва их нервная система решает, что эти структуры помогут справиться с будущим. Мозг человека осуществляет необходимые биохимические изменения, а новая информация запоминается и сохраняется в долговременной памяти.

По мере обновления воспоминания используются для создания сложных, правдоподобных и изменчивых моделей мира. Но частенько, как в мозаике с недостающими частями, возникают пробелы, и здесь на выручку приходит интерполяция. Мы видели на примере куба Неккера, сколь велика способность разума строить модели при ограниченной информации. Наша зрительная система показывает, как мозг собирает новую информацию в сложные модели посредством воспоминаний и изрядной доли интерполяции и догадок. Каждый глаз имеет около ста миллионов фоторецепторных клеток. Информация от этих клеток передается в мозг, который перерабатывает ее в различные типы восприятия: цвет, форму, линии и углы. Далее разум воспринимает усвоенное, корректирует через обращение к памяти, упорядочивает и вставляет недостающие сведения из воспоминаний о схожих сценах в прошлом – например, чтобы заполнить слепое пятно в центре наших глаз. В результате складывается богатая и яркая модель того, что происходило ранее, и закономерности этой модели можно использовать для предсказания вероятного будущего.