Models of the Mind

Мозжечок - это лес. Сложенный аккуратно возле места вхождения спинного мозга в череп, этот участок мозга густо усеян различными типами нейронов, подобно разным видам деревьев, живущих в хаотичной гармонии (см. Рисунок 5). Клетки Пуркинье - крупные, легко опознаваемые и сильно разветвленные: от тела этих клеток вверх и в стороны тянутся дендриты, словно тысяча инопланетных рук, поднятых в молитве. Клетки гранулезы многочисленны и малы - их тела меньше половины тела клеток Пуркинье, - но их зона действия очень велика. Их аксоны сначала растут вверх, параллельно дендритам клеток Пуркинье. Затем они резко поворачивают направо и проходят прямо через ветви клеток Пуркинье, как линии электропередач через верхушки деревьев. Именно здесь гранулезные клетки вступают в контакт с клетками Пуркинье: каждая клетка Пуркинье получает входные сигналы от сотентысяч гранулезных клеток. Волокна восхождения - это аксоны, которые идут по более длинному пути к клеткам Пуркинье. Эти аксоны исходят из клеток другой области мозга - нижней оливы, откуда они проделывают путь до основания тел клеток Пуркинье и ползут вверх вокруг них. Огибая основания дендритов клеток Пуркинье, как плющ, эти волокна образуют связи. В отличие от гранулезных клеток, к каждой клетке Пуркинье подходит только одно восходящее волокно. Таким образом, клетки Пуркинье занимают центральное место в мозжечковом пейзаже. Сверху на них надвигаются десятки гранулезных клеток, а снизу к ним приближается небольшой, но точный набор лазающих волокон.

Извилистая, органическая схема мозжечка обладает организацией и точностью, не свойственными биологии. Именно в этой биологической проводке Джеймс Альбус, аспирант-электротехник, работающий в НАСА, увидел принципы работы перцептрона.

Мозжечок играет важнейшую роль в управлении моторикой: он помогает в поддержании равновесия, координации, рефлексах и многом другом. Одна из наиболее широко изученных его способностей - это рефлекс моргания глазами. Это тренированный рефлекс, который можно встретить в повседневной жизни. Например, если решительный родитель или сосед по комнате попытается вытащить вас утром из постели, раздвинув шторы, вы инстинктивно закроете глаза в ответ на солнечный свет. Через несколько дней такого поведения вам будет достаточно простого звука открываемых штор, чтобы моргнуть в предвкушении.

В лабораторных условиях этот процесс изучается на кроликах, а назойливый солнечный свет заменяется небольшой струей воздуха, воздействующей на глаза (достаточно раздражающей, чтобы кролик захотел ее избежать).После нескольких попыток воспроизведения звука (напримеркороткого всплеска чистого тона) и последующего за ним небольшого нагнетания воздуха кролик в конце концов научится закрывать глаза сразу же, как только услышит этот звук. Если дать животному новый звук (например, хлопок), который не сопровождался воздушной затяжкой, оно не будет моргать. Таким образом, обучение морганию глаз превращается в простую задачу классификации: кролик должен решить, является ли услышанный им звук признаком приближающейся воздушной затяжки (в этом случае глаза должны закрыться) или это нейтральный звук (в этом случае они могут оставаться открытыми). Если нарушить работу мозжечка, кролики не смогут научиться решать эту задачу.