Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды

Проще всего проверить эту идею на зоне V1 визуальной коры. Мы неплохо разобрались в том, как нейроны реагируют на видимый мир – об этом была бóльшая часть третьей главы, – поэтому знаем, как должна выглядеть спонтанная активность в V1. И у нас есть множество доказательств того, что спонтанные импульсы в V1 взрослого человека или животного выглядят точно так же, как импульсы, вызванные сигналами от сетчатки [303]. Гринвальд и его коллеги представили большую часть этих доказательств в трех важных работах [304]. В 1996 году они показали, что мы можем предсказать активность в V1, вызванную показанным изображением, используя спонтанную активность непосредственно перед предъявлением картинки. Более того, что вызванная картинкой и спонтанная активность сходны до той же степени, как и спонтанная активность непосредственно перед предъявлением картинки похожа на спонтанную активность за некоторое время до предъявления картинки: в активности, вызванной непосредственно визуальной информацией, нет ничего особенного или уникального. В 1999 году они выяснили, что одиночный нейрон в V1 заставляет отправлять импульс тот же рисунок активности, который проявляется в окружающих нейронах, независимо от того, была ли активность спонтанной или вызвана сенсорным входящим сигналом. Мы в полной мере наблюдаем действие легиона в обоих случаях. А в 2003 году ученые обнаружили, что группы нейронов, которые заняты распознаванием контуров в пространстве, расположенных под одинаковым углом, проявляют совместную спонтанную активность, очень похожую на ту, которую демонстрируют, когда им предъявлен участок внешнего видимого мира, на который нужно смотреть. Но и это еще не все. Физер с коллегами продемонстрировали в своей работе, что корреляция между импульсами в V1 одинакова независимо от того, являются ли они спонтанной активностью глаз в темноте или вызваны просмотром фильма [305].

Мы видели эту схожесть между спонтанной и целевой активностью и в других областях коры головного мозга. В первичных сенсорных участках коры головного мозга крысы, реагирующих на звук или прикосновение, последовательность, в которой срабатывают группы нейронов, одинакова независимо от того, слушает ли крыса звуки, спит или находится под наркозом [306]. В моей лаборатории мы выяснили, что в префронтальной коре крыс, бегавших по лабиринту, во сне вновь часто появлялись импульсы того же легиона нейронов, который был активен, когда они исследовали лабиринт [307]. На самом деле так часто, что почти каждая миллисекунда бега по лабиринту сопровождалась тем же рисунком импульсной активности, как и тот, который повторялся при спонтанной активности во сне. Поистине, нет ничего уникального в импульсах, вызванных событиями во внешнем мире.

Мы даже видели, как спонтанная активность зрительной коры меняется в процессе развития мозга, когда он воспринимает и усваивает статистику видимого мира. В красивом эксперименте Йожеф Физер и его сотрудники под руководством Пьетро Беркеса проследили развитие зоны V1 у хорьков, записывая характерные рисунки активности нейронов первичной зрительной коры, когда животным показывали видео с некими естественными событиями, происходящими в мире, и когда они находились в полной темноте [308]. Детеныши хорьков демонстрировали абсолютно разные рисунки активности при просмотре кино и в темноте. Но в процессе взросления происходила конвергенция, то есть их сходство нарастало, так что у взрослых животных одни и те же нейроны проявляли активность в одно и то же время, смотрел ли хорек фильм или сидел в кромешной темноте. (Фильмом «о событиях в мире» был трейлер к «Матрице». Под «естественными событиями» исследователи явно не подразумевают деревья, цветы и пчел. На самом деле трудно представить более неестественную сцену в реальном мире. Конечно же, они имели в виду, что эта серия изображений содержит характерную статистику элементов визуального мира: множество границ, кривых и углов, находящихся в некоторых отношениях друг к другу и движущихся в различных направлениях. Некоторые из этих границ и кривых были Киану Ривзом в плаще.)