Как мы учимся. Почему мозг учится лучше, чем любая машина… пока

Сондерсон больше не доступен для сканирования мозга, но Мари Амальрик и я сумели связаться с тремя современными слепыми математиками. Все трое – преподаватели французских университетов. Один из них – Эммануэль Жиру, настоящий гигант мысли, который ослеп в одиннадцать лет. Он прославился изящным доказательством одной важной теоремы контактной геометрии и в настоящее время руководит крупной лабораторией (60 человек) в Высшей нормальной школе в Лионе.

Само существование слепых математиков опровергает эмпирический подход к мозгу, озвученный Аланом Тьюрингом. Как вы наверняка помните, знаменитый ученый уподобил мозг «блокноту» с «множеством пустых листов», которые постепенно заполняет сенсорный опыт. И правда, разве могли бы слепые люди вывести из своего ограниченного опыта те же самые абстрактные понятия, что и зрячие математики, если бы с рождения не обладали нейронными сетями, способными их генерировать? Как говорит Эммануэль Жиру, перефразируя Лиса из «Маленького принца», «в геометрии самого главного глазами не увидишь, зорок один лишь разум». В математике чувственные переживания не играют большой роли; весь секрет в идеях и понятиях.

Если бы организацию коры в самом деле определял опыт, занятия математикой активировали бы разные области в мозге зрячих людей и слепых математиков, познававших мир с помощью осязания и слуха. Гипотеза нейронного рециклинга, напротив, предсказывает, что нейронные сети, отвечающие за математику, фиксированы. Иными словами, вместить математические понятия может только определенный набор областей мозга, присутствующий при рождении. Именно это мы и обнаружили, просканировав мозг наших трех слепых профессоров. Визуализируя математическое утверждение и оценивая его истинность, они задействовали те же самые пути в теменных и лобных долях, что и любой зрячий математик (см. цветную иллюстрацию 13). Сенсорный опыт не имел значения: подстроиться под математические репрезентации могла только эта сеть – и никакая другая.

Единственное отличие заключалось в том, что, когда наши слепые математики думали о своем излюбленном направлении исследований, они задействовали первичную зрительную кору в заднем полюсе затылочной доли – область, которая у зрячего человека обрабатывает изображения, попадающие на сетчатку глаза! На самом деле, этот результат предсказал другой блестящий математик, лауреат Филдсовской премии Седрик Виллани. Как-то раз мы обсуждали с ним наш эксперимент (еще до его начала), и он в шутку сказал мне: «Знаете, Эммануэль Жиру поистине великий математик, и все-таки ему очень повезло: поскольку он слеп, он может посвятить математике еще больше коры!»

Виллани был прав. У людей с нормальным зрением затылочная область слишком занята обработкой зрительной информации, чтобы выполнять другие функции. У слепых она не получает никаких сигналов от глаз и трансформируется для выполнения более абстрактных задач, включая умственные вычисления и математику¹⁷⁵. У людей, слепых от рождения, эта реорганизация выражена еще сильнее: зрительная кора реагирует не только на числа и математику, но и на грамматику устной речи, подобно зоне Брока¹⁷⁶.

Причина таких абстрактных реакций зрительной коры у слепых до сих пор остается предметом теоретических дискуссий. Эта реорганизация – подлинный случай нейронного рециклинга или крайний случай пластичности мозга?¹⁷⁷ На мой взгляд, чаша весов склоняется в пользу гипотезы нейронного рециклинга. Если бы пластичность мозга действовала как губка, способная начисто стереть все, что написано на меловой доске зрительной коры, от ее прежней организации не осталось бы следа. Но это не так. Как показывают данные, зрительная кора слепых в значительной степени сохраняет свою нормальную связность и нейронные карты¹⁷⁸, однако использует их для других когнитивных функций. Поскольку эта часть коры очень велика, в мозге слепых людей можно обнаружить «зрительные» области, которые реагируют не только на математику и речь, но и на буквы и цифры (записанные шрифтом Брайля), предметы, места и животных¹⁷⁹. Примечательно, что, несмотря на столь радикальные различия в сенсорном опыте, эти категориально-избирательные области, как правило, расположены в одном и том же месте у зрячих и слепых людей. Например, область, которая реагирует на написанные слова, у слепого человека локализована там же, где и у зрячего читателя, – разница лишь в том, что она реагирует на шрифт Брайля, а не на печатные буквы. Опять же, функция этой зоны в основном определяется ее генетически управляемыми связями с речевыми областями, а также другими врожденными свойствами и поэтому не меняется, когда меняется сенсорный вход¹⁸⁰. Слепые оперируют теми же идеями, категориями и концепциями, что и зрячие люди, и используют для этого те же самые области мозга.