Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум

Здесь возбуждающий сигнал снова усваивается четвертым слоем коры, и все повторяется. Точно так же как таламус активирует четвертый слой первичной коры, первичная кора активирует четвертый слой вторичной коры, та активирует четвертый слой третичной коры и так далее^{39, 40}. На каждом уровне передачи сигнала из отдела в отдел происходит одна и та же последовательность событий: определенный набор колонок получает входящий сигнал из предыдущего отдела в свой четвертый слой, передает этот сигнал невозбужденным колонкам-товарищам, подавляет вместе с ними конкурентов и победно отправляет собственный сигнал в четвертый слой следующего отдела. Возникает иерархия возбужденных комбинаций.

Как мы увидели в предыдущей главе, само продвижение информации по цепи синапсов делает ее более обобщенной, а именно это и происходит при продвижении сигнала из одного отдела коры в следующий. Первичный зрительный отдел, например, содержит эквивалент «сырых» изображений в цифровой фотокамере. Колонки вторичного зрительного отдела получают сигналы сразу от нескольких колонок первичного и кодируют, таким образом, их обобщения, как бы «сжатые» файлы в формате jpeg. Отделы еще выше переходят к совсем обобщенной векторной графике, то есть к абстрактным геометрическим свойствам наблюдаемых предметов. Чем выше ступень этой иерархии – тем более общими становятся аспекты реальности, отраженные в активности той или иной колонки. Физически эта «ось абстракции» направлена вперед, от затылка к темени и вискам, а оттуда – к лобным долям. Первичная зрительная кора находится в задней части затылка и кодирует «пиксели». В префронтальной коре, прямо над глазами, представлены самые общие, самые абстрактные аспекты нашей жизни, вроде гуманистической морали или мотивации ходить в спортзал.

Помимо префронтальной коры, есть еще несколько участков мозга, на которых густо сходятся сигналы из всех его уголков и которые, таким образом, представляют собой своеобразные «вершины» абстракции, обобщающие своей активностью целые пласты сенсорной информации. Один из таких «высокоабстрактных» участков можно считать специализированным придатком коры, а можно – отдельной частью мозга, которая с корой тесно сотрудничает. Это гиппокамп, ответственный за запись эпизодической памяти.

Извилина памяти

Что такое эпизодическая память? Это сохраненное состояние коры, то есть все, что было в ней активно в определенный момент времени^41–43. Например, состояние коры в тот момент, когда ее обладатель выиграл в лотерею. Поскольку кора устроена иерархически, то на определенном «высоком» уровне абстракции в любой момент времени содержится информация обо всех аспектах этого состояния: зрительных, слуховых, обонятельных, эмоциональных и так далее. Если активировать ту или иную комбинацию нейронов в этом участке высокой абстракции, можно «распаковать» всю остальную активность коры, ему подчиненную. Человек, выигравший в лотерею, долго будет видеть напоминания об этом событии во всем, что хоть как-то с ним связано, и вся комбинация его воспоминаний будет отражена в состоянии какого-то уровня коры на определенном уровне абстракции.

К такому «высокому» уровню иерархии относится энторинальная кора – участок, состоящий в тесной связи с гиппокампом и поставляющий ему почти всю информацию для запоминания. Энторинальная кора объединяет в себе информацию практически от всех других отделов коры^{44, 45}. То есть сохранением ее состояния можно в принципе сохранить целое автобиографическое воспоминание, состоящее из множества различных ощущений.

Зачем же тогда нужен гиппокамп? Почему энторинальная кора не может справиться с запоминанием памяти самостоятельно? Дело в особых свойствах гиппокампа по сравнению с остальной корой. Для обоих отделов мозга характерна синаптическая пластичность: сила синапсов, то есть соединений между нейронами, меняется со временем в зависимости от активности этих нейронов, как в гиппокампе, так и в коре, что приводит к запоминанию. Но в коре эти «запоминающие» изменения в синапсах протекают крайне медленно, тогда как в гиппокампе они могут возникнуть очень быстро⁴⁶.

В принципе, кора может запоминать и без гиппокампа⁴⁷. Но обычно, чтобы кора взрослого человека изменила свою синаптическую структуру, она должна многократно, в течение долгого времени подвергаться одному и тому же воздействию. Крыса без гиппокампа, вообще говоря, может научиться находить путь к спрятанной награде, но у нее на это уходит гораздо больше попыток, чем у обычной крысы⁴⁸. Такое может сработать только в лабораторных условиях, но никак не в реальной жизни, где положение награды слишком непредсказуемо, чтобы тратить 30 попыток на его запоминание.