Расплетая радугу. Наука, заблуждения и потребность изумляться

Наше субъективное знание о каком-либо хорошо знакомом месте воспринимается нами в самом деле как пространственная модель этого места. Отнюдь не точная масштабированная модель, и уж наверняка менее точная, чем мы думаем, но для своих целей вполне пригодная. Один из способов подступиться к этой идее был предложен некоторое время назад кембриджским физиологом Хорасом Барлоу — между прочим, прямым потомком Чарльза Дарвина. Барлоу особенно интересуется зрением, и его доводы вытекают из понимания им того факта, что узнавание предметов — задача куда более трудная, чем мы обычно полагаем, видя, как нам кажется, без малейших усилий.

Ведь мы пребываем в блаженном неведении о том, какую невероятно искусную работу совершаем каждую секунду своего времени бодрствования, когда видим и распознаем окружающие нас объекты. Задача органов чувств по расплетанию физических стимулов, которыми их бомбардирует окружающий мир, проста по сравнению с задачей мозга, заново сплетающего внутреннюю модель мира для дальнейшего использования. Суть наших рассуждений будет справедлива для любой из сенсорных систем, но я сосредоточусь главным образом на зрении, поскольку для нас оно наиболее важно.

Только подумайте, какую задачу приходится решать нашему головному мозгу, когда он распознает, скажем, букву А. Или вообразите трудности, связанные с узнаванием чьего-либо лица. По сложившейся среди ученых традиции считается, что обсуждаемое нами гипотетическое лицо принадлежало бабушке выдающегося нейробиолога Джерома Леттвина, но вы можете заменить его на любое лицо, знакомое вам, или вообще на любой знакомый вам предмет. Речь здесь идет не о субъективном осознании, не о сложном философском вопросе: что это значит — знать лицо своей бабушки. Для начала мы вполне удовольствуемся одной-единственной клеточкой в мозгу, которая включается тогда и только тогда, когда бабушкино лицо отображается у нас на сетчатке, а организовать такую зависимость ой как непросто. Вот если бы мы могли исходить из допущения, что изображение лица попадает всегда на один и тот же участок сетчатки, тогда было бы легче. Здесь имелось бы однозначное соответствие по принципу «ключ — замок»: участок сетчатки в форме бабушки, подключенный к распознающей бабушку клетке мозга. Другие клетки сетчатки, окружающие эту «замочную скважину» и образующие ее «негатив», должны также быть подключены к той же самой мозговой клетке и подавлять ее активность. В противном случае «настроенная на бабушку» клетка мозга будет реагировать на белый лист бумаги точно так же, как и на лицо бабушки, и на все другие мыслимые изображения, которые он заведомо в себе «содержит». Весь смысл реагирования на изображение, являющееся «ключом», состоит в том, чтобы не реагировать ни на что другое.

Но такая «стратегия замочной скважины» нереализуема — она не выдерживает проверки простой арифметикой. Даже если бы Леттвину не нужно было распознавать никакие другие объекты, кроме своей бабушки, как бы он выходил из положения в тех случаях, когда ее изображение попадало бы на другую область сетчатки? Как быть с тем, что это изображение меняет свои размер и форму по мере того, как бабушка приближается или удаляется, поворачивается боком или откидывает голову назад, улыбается или хмурится? Если сложить все возможные сочетания «замочных скважин» и их «негативов», получится число астрономического порядка. А когда мы вспомним о том, что Леттвин умеет распознавать не только лицо своей бабушки, но и сотни других лиц, а также другие части тела бабушки и прочих людей, все буквы алфавита и тысячи предметов, которые любой нормальный человек способен мгновенно назвать независимо от того, какой стороной они повернуты и какую площадь занимает их изображение на сетчатке, тогда необходимое количество включающих этот процесс клеток взрывообразно выйдет из-под контроля. Американский физиолог Фред Эттнив, пришедший к тем же общим выводам, что и Барлоу, подал эту мысль более эффектно при помощи следующего подсчета: даже если бы различением каждой фигуры в каждом возможном ракурсе занималась по принципу «замочной скважины» всего одна клетка, объем мозга измерялся бы кубическими световыми годами.