Мозг реагирует на одно лишь качество любого раздражителя – на новизну! На какое-нибудь (пусть крохотное на сильном привычном фоне) изменение в этом раздражителе. Многочисленные наблюдения подобного рода составили значительный архив. В любой науке время от времени собирается архив фактов, ждущих своего Линнея. Не будучи приведены в систему, такие архивы приносят немного пользы. А система (опирающаяся, казалось бы, всего лишь на сумму известных фактов) – уже совершенно новое качество. Это – ключ, с которым впору поставить новые опыты, приступить к еще не решенным проблемам. И успешность их объяснения – критерий справедливости системы. Странные факты реакций мозга на новизну скапливались при исследованиях на уровне отдельных нейронов, на уровне записи миллионного оркестра, рождающего альфа-ритм, и на уровне тонких наблюдений за поведением живого существа.
МИР В МОДЕЛИ
Собаке открыли кормушку и издали показали положенный туда аппетитный кусок хлеба. Кормушку закрыли. Собака облизнулась и туго натянула поводок. Но за то время, что ее спускали с поводка, в кормушке (незаметно для собаки, через заднюю стенку) хлеб поменяли на мясо. Собака добежала до кормушки, деловито и привычно открыла ее лапой. Мясо! Оно еще вкуснее, чем хлеб. Но собака мгновение оторопело стоит, не трогая любимую еду. Что произошло? На что были нацелены ее помыслы, когда она бежала к кормушке?
Гипотеза звучала так: мозг впитывает все явления мира, происходящие вокруг, на основе этих данных предсказывает наиболее вероятный облик ближайшего будущего и готовно подстраивает к нему поведение хозяина, а в случае ошибки, рассогласования ожидаемого и реально наступившего будущего отвечает повышением внимания, чтобы, разобравшись в новой ситуации, снова выработать прогноз грядущих событий и план предстоящих действий.
Непрерывная активность, предвосхищение будущего! Предвидение, основанное на вероятности наступления тех событий, появления сигналов той последовательности, закономерности, связи и сочетания, которые предсказал мозг на основании предыдущих сообщений и прошлого опыта. И если прогноз точен, поступают ожидаемые сигналы и наступают предсказанные ситуации, внимание можно не напрягать, в мире ничего не изменилось, пускаются в ход заготовленные действия. Но если сообщения не совпадают с ожидаемыми – тревога! Исчезает альфа-ритм, и весь мозг сосредоточен на ожидании того, что может случиться. Это готовность часового, услышавшего незнакомый звук.
Описание такой длинной картины работы мозга в миллионы раз более растянуто во времени, чем подлинные переклички нервных сетей (они происходят в мозгу за мгновения), и преувеличено по тревожности (когда наблюдаешь биение волн биотоков, очень тянет к авральным сравнениям). Но картина эта – подлинная (на сегодняшний взгляд), и мозг меняет, очевидно, только длительность срока, на который вырабатывается вероятностный прогноз.
Значит, мозг должен иметь в составе своих клеток специальные – для составления зашифрованных неизвестным пока образом (нечто типа азбуки Морзе?) моделей ожидаемого будущего. Очевидно, это именно так, сказал бы психолог и поставил точку – здесь кончаются его интересы, связанные с общим поведением человека. Но нейрофизиологи, изучающие жизнь отдельных нейронов и целых структур, предпочли бы обнаружить расстановку, расселение этих клеток-прогнозистов по областям мозга. Тем более, что инструмент поиска существует – тончайшая волосковая нить электрода, изолированного по всей длине, кроме кончика, проникающего в любую одиночную клетку. От электрода на экран усиливающего прибора передается непрерывный поток электрических всплесков – импульсов, которые выдает каждый нейрон в процессе работы. И наоборот – искусственно раздражая нейрон через электрод, можно иногда по поведению подопытных выяснить, какому департаменту принадлежит клетка в управленческом аппарате мозга.
Клетки– специалисты были обнаружены сравнительно давно (несколько десятков лет -срок почтенный для науки, которой почти каждый день приносит что-нибудь новое). Это нейроны зрительные, слуховые, двигательные и подобные им клетки «узкого» профиля. К ним вплотную примыкают нейроны-универсалы: они откликаются на разные виды раздражителей; это, очевидно, клетки, с помощью которых сотрудничают разные системы.
А что, если другие нейроны – талантливые имитаторы образов и событий окружающего мира.
Именно к ним поступают все сведения от передовых застав, они усваивают ритм, характер, закономерности строения и протекания внешних процессов, воспроизводят их действующие модели (одна из самых загадочных и темных пока способностей мозга), прогнозируя тем самым возможный облик ближайшей будущей ситуации.
Они сообщают результаты своей работы – вероятностный прогноз – особым клеткам: нейронам новизны и внимания.
Если модель событий, протекающих в мире, построена верно и прогноз совпадает с поступающими данными, нейроны новизны удовлетворенно свернут поданную программу и, немедленно забыв о ней, приступят к следующей.
Их волнует лишь новизна – несовпадение между ожиданием и реальностью. Обнаружив рассогласование, они бьют тревогу, и все «заинтересованные» системы мозга, немедленно отвлекаясь от покоя и течения внутренних дел, устремляются на анализ неувязки. Это состояние, которое психологи называют вниманием: насторожено животное, сосредоточен человек.
Такие клетки – моделисты и контролеры – уже обнаруживают себя, у мозга есть области, где они составляют почти половину населения.
Так создается предвосхищение самого ближайшего будущего. Но мозг подготавливает и проводит действия, нацеленные на достижение и более далекой вероятной ситуации. Собака, бежавшая через комнату к кормушке, готовилась получить хлеб, издалека показанный ей и вызвавший эту пробежку. Вот почему она на мгновение застыла, обнаружив мясо. Сличение модели ожидаемого с реальностью заставило ее немедленно переоценить и осознать ситуацию.
Органы чувств живого существа – не окна, таким образом, для произвольного притекания информации, а тончайшие приборы непрерывного слежения, активного исследования и отбора существенных черт мира. Вот почему с высоты сегодняшних знаний предстает такой гениальной лаконичная давняя догадка Сеченова: «Мы смотрим, а не только видим, слушаем, а не только слышим».
Активность мозга – его поразительное свойство. Неподвижный глаз ничего не видит – глаз проходит по пространству обзора, как прожектор, – обшаривающий небо, и поступающие сигналы падают не на чистую доску наших восприятий, а на готовую программу встречи и реагирования.
В протянутые руки человека кладут два шара, значительно разнящиеся по размеру. Шары из одного материала, но весят они – большой и маленький – одинаково (внутрь меньшего невидимо вставлен кусок свинца). У человека, взявшего шары, спрашивают: какой тяжелее? Он немедленно отвечает: маленький. Напоминаю: весят они одинаково. Это иллюзия, давно известная психологам, исправно переходившая из книги в книгу и лишь недавно с достоверностью и правдоподобием объясненная.
Глаза сообщили в центр: кажется, шары из одного материала, следовательно, больший по размерам должен быть тяжелее (наиболее вероятный прогноз). И мышцам обеих рук пошли неодинаковые распоряжения: рука, взявшая крупный шар, подготовилась к большей нагрузке, но получила такую же, как рука, готовая к меньшему усилию. И руке, держащей крупный шар, теперь легче его держать, она напряжена сильнее другой. И человек отвечает: маленький шар тяжелее. И не верит, что они одинаковы.
Многочисленные разновидности подобных иллюзий столь же правдоподобно объясняются непрерывно работающим механизмом предвидения. Модели ожидаемого будущего конструируются, не попадая в сознание, это деятельность мозга, для которой ему не нужно привлекать все свои системы.
Здесь необходимо оговориться. Постоянное автоматическое прогнозирование не следует смешивать с планами и прогнозами, которые мы строим сознательно, обдумывая свое будущее.
Прогнозирование в его бытовом, ежедневном понимании – это тоже создание наиболее вероятной картины будущего на основе опыта и анализа событий. Если оно совершается с достаточной информацией, талантливо (здесь это слово – мера умения анализировать) и беспристрастно, результаты могут оказаться поразительными. Недальновидность, нежелание видеть информацию в правильном свете, самообман и неверные предпосылки, ограниченность и предвзятость порождают прогнозы, с очевидностью нереальные еще до поверки их наступившим будущим. Прогнозы эти и планы – от наших ежедневных житейских до политических и научных – имеют то большую, то меньшую вероятность, повседневная реальность непрерывно их подправляет. Такие планы можно строить и не строить – это зависит от желания и необходимости. А то предвосхищение, которым непрерывно занимается мозг, – обязательная программа нашей изумительной вычислительной машины. Каждый прогноз грядущего отличается рассчитанной вероятностью, и системы мозга – от беспристрастно анализирующих до аппарата эмоций – работают на определение будущего.
Открытие этого высочайшего свойства живого мозга – не только ключ ко многим еще нерешенным проблемам психологии и психиатрии, но и реальная конструкторская задача создателям искусственного разума – электронных управляющих систем.
А теперь вернемся к механизму непрерывного микропрогнозирования, вспомнив, что немаловажная его черта – отражение мира в движении и течении событий.