Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум

Примерно так работает знаменитое фото платья, которое разным людям кажется либо бело-золотым, либо сине-черным. Как и во всех других случаях, глядя на эту фотографию, мы воспринимаем не просто изображение, а ментальный объект. Мы видим не цвета, напечатанные принтером на бумаге, а воображаем, как на самом деле выглядит платье, если бы мы его рассматривали в реальности. Чтобы «собрать» такой ментальный объект, нам нужно обобщить две вещи: во-первых, собственно цвета на бумаге, во-вторых, освещение на фотографии. В зависимости от того, при каком освещении фотография была сделана, платья, которые на самом деле имеют разный цвет, на бумаге будут выглядеть одинаково. Поэтому от нашей интерпретации света зависит то, как мы воспринимаем истинный цвет платья. Фотография с платьем отличается от любой другой фотографии тем, что она сбалансирована ровно на границе двух возможных интерпретаций цвета-света. По каким-то неясным причинам, то ли из-за свойств зрительной системы, то ли просто случайным образом, у разных людей побеждает либо одна интерпретация, либо другая. Но главное в том, что, когда одна из них побеждает, человеку требуются неимоверные усилия воображения, чтобы увидеть вторую. Одним словом, интерпретации реальности конкурируют между собой.

Чтобы понять механику этого процесса, надо слегка усложнить схему работы нейрона, описанную в прошлой главе на примере аплизии. До сих пор речь шла о нейронах, называемых возбуждающими. Когда один такой нейрон «выстреливает» своим нейромедиатором, это подталкивает следующий по цепи нейрон к собственному «выстрелу» – потенциалу действия. То есть повышает вероятность его возбуждения. «Входящие выстрелы» в каждый нейрон как бы голосуют за его «исходящий выстрел», причем, в зависимости от силы входящих синапсов, вклад каждого из них в «итоге голосования» может быть разным.

Усложнение заключается в том, что нейроны бывают не только возбуждающими, но и тормозящими. Внешне они мало отличаются. Как и возбуждающие нейроны, тормозящие нейроны выбрасывают нейромедиаторы, когда возбуждаются, но это другие нейромедиаторы с другими свойствами. «Выстрел» тормозящего нейрона приводит к эффекту, противоположному «выстрелу» возбуждающего: вместо того чтобы запустить в следующую по цепи клетку положительный заряд натрия и тем самым приблизить ее к потенциалу действия, тормозной нейрон запускает в нее отрицательный заряд хлора. Хлор, как и натрий, в воде существует в виде иона и постоянно хочет попасть снаружи внутрь клетки. Только если натрий заряжен положительно, то хлор заряжен отрицательно, и поэтому струя хлора имеет противоположный натрию эффект: она подавляет потенциалы действия.

Типичный нейрон получает тысячи сигналов – как возбуждающих, так и тормозящих. Каждый из сигналов сам по себе мало что значит: значение имеет их совокупность. Торможение не отменяет возбуждения, а конкурирует с ним на равных, принимая участие в «голосовании», только если возбуждающие синапсы голосуют за потенциал действия, то тормозящие голосуют против.

Благодаря существованию тормозных нейронов разные потоки информации в мозге могут конкурировать друг с другом. Возбуждающий нейрон может не только отправлять потенциалы действия по цепи других возбуждающих нейронов, но и параллельно активировать тормозящий нейрон, вставленный между ним и другими возбуждающими клетками, а значит – подавлять их активность. Чем сильнее будет такой нейрон возбуждаться, тем сильнее он будет «давить» другие возбуждающие нейроны по соседству. Увидев на картинке далматинца, мы уже не можем увидеть что-то другое – те нейроны, которые создали эту интерпретацию, подавили альтернативные интерпретации, чья «сила» была меньше. Ровно то же самое происходит при бинокулярной конкуренции – просто там ни одна интерпретация никак не может победить и окончательно задавить другую.

Баланс возбуждения и торможения определяет то, что мы воспринимаем в любой момент времени. Торможение как бы образует постоянное силовое поле подавления, сквозь которое в сознание пробиваются сенсорные сигналы и их обобщения. Без торможения эти возбуждающие сигналы охватили бы пожаром весь мозг – такое происходит при эпилептических припадках.