Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум

Выяснилось, что стимуляция разных колонок коры может приводить в буквальном смысле к чему угодно. Некоторые точки вызывали тактильные ощущения в разных частях тела. Другие заставляли эти части тела дергаться. Третьи вызывали сновидения, запахи, образы, воспоминания, чувство дежавю, даже конкретные эмоциональные ощущения.

Точно так же различаются у людей и животных реакции разных колонок нейронов на события, происходящие вокруг, если к ним подключиться и вслушаться в их потенциалы действия. Некоторые колонки реагируют на самые простые, элементарные сигналы, поступающие из органов чувств. Есть в коре точки, реагирующие на цветные пятна в том или ином участке поля зрения. Есть в ней точки, реагирующие на низкие или на высокие частоты звука. Но в то же время есть такие колонки, которые «настроены» не просто на «пиксели» или частоты, а на более абстрактные свойства окружающего мира. Существуют, например, нейроны, одинаково включающиеся при взгляде на определенные категории предметов (допустим, гаечные ключи или дома), независимо от того, под каким углом вы на них смотрите, то есть без прямой связи с пятнами света в глазах. «Нейрон гаечного ключа» может включаться не только от взгляда на гаечный ключ, но даже если вы щупаете его руками или слышите, как кто-то стучит ключом по батарее.

Такие соответствия активности нейронов, колонок или участков мозга предметам, действиям, ощущениям или событиям во внешней среде для удобства называют репрезентацией, то есть представительством. Одни нейроны представляют в коре ощущение дежавю²⁷, другие – движение левой пяткой, а некоторые – ноту соль. Чтобы участок мозга считался репрезентацией ноты соль, надо, чтобы нота соль вызывала активацию этого участка, и наоборот, чтобы активация участка вызывала бы ощущение ноты соль. Репрезентация – это физический адрес информации в мозге, как участок хромосомы – физический адрес гена в клетке.

КСТАТИ

Формально под словом «активность» в нервной системе понимают «потенциалы действия». Активность нейрона – это частота его потенциалов действия. Активность участка мозга – это суммарное количество потенциалов действия, «выстреленных» местными нейронами за единицу времени. Но у человека, да и вообще у позвоночных, нейронов так много, что одновременно зарегистрировать их активность в целом участке коры, например, почти невозможно. В отношении человеческого мозга «активность» поэтому сводится к опосредованным признакам: например, потреблению кислорода. Чем больше нейроны «стреляют», тем больше энергии они едят, а значит, тем активнее они дышат. Именно этот показатель регистрирует функциональная магнитно-резонансная томография – главный метод, которым пользуются исследователи человеческого мозга, прежде всего потому, что он не требует вскрытия черепной коробки. Если вы видите изображение человеческого мозга, у которого «горит» тот или иной участок, то, скорее всего, оно получено на магнитно-резонансном томографе и отражает именно потребление мозгом кислорода (если совсем точно, то исчезновение кислорода из крови, омывающей разные отделы мозга).

Репрезентации разных аспектов реальности не разбросаны по коре случайным образом, а сконцентрированы по роду деятельности. Если попытаться составить карту репрезентаций, то первое, что бросится в глаза, это организация сенсорных областей коры, то есть тех участков, которые получают «сырые данные» из органов чувств. Например, всю соматосенсорную (осязательную) кору можно представить как карту тела. Если колонка коры активируется при касании кончика языка, то неподалеку найдется репрезентация середины языка, за ней – репрезентация губы, подбородка и так далее. В слуховой коре точно так же, одна за другой, расположены репрезентации разных частот, плавно перетекающие друг в друга.