Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Мозг сначала идентифицирует элементы окружающей среды, а потом конструирует из них узнаваемый образ.

Более того, если бы эти котята продолжали расти в окружении, состоящем исключительно из горизонтальных полос, они никогда не смогли бы полноценно реагировать на вертикальные линии и в дальнейшей жизни. Их мозг не получил необходимой стимуляции в течение так называемого критического периода. У людей ситуация в чем-то схожа. Давние свидетельства взрослых пациентов, излечившихся от врожденной слепоты, демонстрируют, что им нужно научиться видеть лица и даже распознавать простые фигуры, такие как треугольник [8]. Во многих случаях они никогда не достигают нормального уровня понимания визуальных образов, потому что пропустили соответствующий критический период.

Открытие организации зрительной системы укрепило представление о том, что мозг выполняет вычисления, но исследование факторов, влияющих на развитие, показали, что мозг не имеет жесткой предустановленной «программы». В определенных пределах он способен создавать новые структуры вследствие опыта и исследования животным окружающей среды. Это компьютер, Джим, но не такой, каким мы его знаем.

* * *

Хьюбел и Визель предположили, что обработка зрительной информации в мозге организована по какому-то иерархическому принципу, согласно которому объекты идентифицируются с возрастающей степенью точности все более локализованными структурами по мере восхождения по иерархии. Это породило дискуссию о том, насколько детальной может быть информация, закодированная в высших одиночных клетках, и научное сообщество вновь сосредоточилось на противоборстве двух идей: локализована функция или распределена по всему мозгу. В 1969 году Джерри Леттвин решил указать на недостатки ультралокационистской позиции, сатирически заявив, что его несуществующий троюродный брат, русский нейрохирург по имени Акакий Акакиевич[230], лечил пациентку, которую в психологическом плане подавляла властная мать, и удалил клетки, ответственные за ее узнавание (якобы было 18 000 таких «материнских» клеток, реагирующих на нее в различных положениях и обличьях). Кульминацией этой истории было то, что Акакий Акакиевич, успешно вылечив пациентку, теперь принял следующий вызов – «бабушкины» клетки [9].

Данная история была популярна, когда я был студентом, и – если не считать шутливой основы – выражение «бабушкина клетка» использовалось как способ быстро подчеркнуть изначальную нелепость предположения, будто каждый узнаваемый нами объект, независимо от его положения или контекста, представлен деятельностью конкретного нейрона или группы нейронов. Доведенная до абсурда, идея должна была бы означать, что есть клетки для сидящей бабушки, бабушки, стоящей на голове, бабушки, играющей на укулеле, и всех других возможных комбинаций, в которых вы могли бы узнать свою бабушку. Добавьте к бабушке список всего, что вы могли бы увидеть, и в мозгу тогда должно содеражаться бесконечное число нейронов, объясняющее наши способности восприятия. Это явно заблуждение. Но правда часто оказывается страннее вымысла. За два года до «шутки Леттвина» польский нейропсихолог Ежи Конорский[231] довел до логического завершения открытие Хьюбела и Визеля нейронов-детекторов признаков. В монографии «Интегративная деятельность мозга» (1967) Конорский утверждал, что мозг содержит гностические нейроны, способные идентифицировать очень точные стимулы, такие как кошки, козы или одно и то же слово, написанное в разных стилях [10]. Бабушек там не было, но это только потому, что Конорский не включил их в свой список.

Мозг не имеет жесткой предустановленной программы.

Вскоре после этого Чарльз Гросс и его коллеги из Принстонского университета описали нечто очень похожее на «бабушкину клетку». Нейроны в мозге обезьяны реагировали преимущественно не на бабушку животного, а на форму обезьяньей руки. Как Хьюбел и Визель, ученые, по-видимому, сделали свое открытие случайно. Один из исследователей, расстроенный тем, что нейрон, активность которого они регистрировали, не реагировал ни на один из визуальных стимулов. Он помахал рукой перед экраном, на котором демонстрировали стимул. Клетка активно ответила [11]. Впервые данный эксперимент описали в 1969 году (почти стыдливо) в конце статьи в журнале Science: «Одна единица[232], реагировавшая на темные прямоугольники, гораздо сильнее отвечала на вырезанное изображение руки обезьяны, и чем больше стимул походил на руку, тем сильнее возрастала активность клетки» [12]. Многим ученым, критиковавшим идею «бабушкиной клетки», было трудно признать данный факт, но результаты говорили сами за себя.