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

что точки движутся в предпочтительном направлении самых активных из этих нейронов [296]. Чем сильнее и более коррелированна спонтанная активность в V1 обезьяны, тем больше вероятность, что обезьяна обнаружит, что изображение было немного повернуто, чтобы выглядеть незнакомым [297]. Так же и у людей, пытающихся решить, является ли известная картинка, на которую они сейчас смотрят, изображением двух лиц или вазы, чем больше наблюдается спонтанной активности в их веретенообразной области распознавания лиц перед просмотром изображения, тем более вероятно, что смотрящий все же сделает выбор в пользу двух лиц [298].

Теории о том, как мозг принимает решения, предполагают, что все эти эффекты спонтанной активности влияют на будущие решения, потому что эта деятельность кодирует предшествующую информацию, что спонтанные импульсы конкретного нейрона перед принятием решения означают: учитывая предыдущий опыт этого тела, вот вам мой текущий прогноз того, насколько вероятно, что мой вариант выбора будет правильным или полезным. (Где «мой выбор» может означать, какой источник света выбрать для более богатого вознаграждения, в каком направлении движутся точки, видим ли мы в поле зрения лицо или вазу и т. д. и т. п.) И все подобные нейроны отправляют свои прогнозы еще до того, как какая-либо информация поступит из внешнего мира, а следовательно, эти прогнозы можно использовать в качестве отправной точки для как можно более быстрого и точного принятия решения [299].

Хранение событий в буферной памяти – тоже своего рода прогноз. Существует строго ограниченный объем того, что мы можем хранить в этой рабочей памяти. Так что для того, чтобы что-то происходящее в мире попало в этот буфер, оно, вероятно, должно быть достаточно важным, чтобы это стоило запомнить. Размещение события в этом буфере – прогноз о том, что нам будет полезно принять во внимание в ближайшем будущем.

Мы можем увидеть, что это именно прогноз, если рассмотрим два способа внесения сведений в буферную память. Ваш мозг сам по себе имеет тенденцию откладывать туда в основном события и предметы, которые являются новыми, странными или удивительными. Он игнорирует рутинное. Как, например, действия по запиранию входной двери, когда вы покидаете свое жилье, отправляясь на работу; пройдет несколько секунд, и вы, вероятно, не сможете вспомнить, как делали это. Поскольку рутинные, повседневные вещи очень предсказуемы и крайне редко происходит что-то, требующее извлечения воспоминаний об этих малоинтересных событиях. А вот появление новых, странных или неожиданных событий говорит о том, что вам, возможно, придется предпринять какие-то действия в отношении этого события в будущем.

Второй способ заключается в том, что наш буфер памяти также сохраняет события, которые доказали свою полезность на опыте. Ставя перед собой и другими животными мучительно скучные задачи, чтобы исследовать буфер краткосрочной памяти мозга, мы стимулируем сохранение события в этом буфере путем его многократного повторения. Мы можем мигать светом в определенном месте или прикладывать к пальцу вибрирующую с определенной частотой металлическую полоску. Такие события предсказывают будущую награду, но только если мы способны использовать эту запомненную информацию, чтобы направлять наши действия – например, смотреть на то место, где загорался свет, или сообщать, была ли частота второй вибрации выше или ниже первой. Таким образом мы и другие животные учимся обращать внимание на эти вещи и намеренно оставлять их в буферах нашей памяти, поскольку они предсказывают действия, которые мы должны предпринять в будущем.

В повседневной жизни мы можем использовать ту же идею преднамеренной концентрации, чтобы оставить в буфере памяти очевидное рутинное событие. Концентрируясь на нем, уделяя ему внимание, мы сигнализируем, что эта информация будет полезна нам в будущем. По многолетнему опыту я знаю, что после выхода из дома моя жена первым делом спросит меня, когда мы будем садиться в машину: «Ты запер входную дверь?» И если я не смогу посмотреть ей в глаза и сказать «да» с абсолютной, железобетонной уверенностью, я знаю, что неизбежно пойду обратно к входной двери, чтобы проверить ее. Итак, благодаря такому долгому опыту я научился теперь концентрировать свое внимание на запирании входной двери перед тем, как сесть в машину, запечатлевая это действие в буфере памяти, предсказывая, что мне понадобится это воспоминание всего через несколько секунд. По моим подсчетам, за многие годы брака это простое действие сэкономило мне несколько часов моей жизни, не потраченных на то, чтобы нехотя тащиться к входной двери и обратно.

Однако каким бы образом ни вносились эти события в краткосрочную память, из путешествия по вашему мозгу мы уже знаем, что все они поддерживаются спонтанной активностью нейронов префронтальной коры. Спустя длительное время после завершения вызвавшего их события нейроны этой области продолжают посылать друг другу импульсы, поддерживая активность друг друга и прогнозируя, что информация об этом событии будет полезна в ближайшем будущем. Чтобы направлять принятие необходимых решений и будущие действия. Такие действия, как движения вашего тела. И в нашем путешествии мы уже видели прогнозы будущих движений. В моторных областях коры головного мозга мы столкнулись со шквалом спонтанной активности, когда нейроны срабатывали задолго до начала движения. Спонтанная активность, которая подготовила движение и предсказала его, подготавливая легион нейронов, которые непосредственно контролируют движение, к фактическому отклику. У людей уровень спонтанной активности моторных областей коры (измеренный с помощью функционального МРТ), по-видимому, определяет, насколько сильно мы нажимаем на кнопки [300]. У обезьян, собирающихся пошевелить рукой, активность нейронов в премоторной коре пропорциональна вероятности того, что обезьяна вскоре переместит руку в предпочтительном для этих нейронов направлении [301]. Спонтанные импульсы непосредственно перед движением также, по-видимому, прогнозируют, каким будет это движение.

Спонтанная активность как элемент предвидения может решить проблему ограничения скорости в любой области мозга. Вам не нужно каждый раз ждать исполнения всего цикла принятия решения с нуля, так как спонтанные импульсы уже подсказывают вероятное решение. Вам не нужно заново собирать сенсорную информацию, так как импульсы уже сохранили то, что почти неминуемо окажется полезным. Вам не нужно создавать каждое движение с нуля, так как спонтанные импульсы упреждают вероятное следующее движение. Ваши спонтанные импульсы позволяют вам реагировать быстрее, лучше, умнее – не сидеть в ожидании окончания расчетов, следовательно, не быть съеденным.

Господство спонтанных импульсов

У нас есть умные теории о том, как зрительные части коры могут использовать спонтанные импульсы, чтобы делать прогнозы о видимом мире. И я высказал некоторые соображения о том, как устроено прогнозирование за пределами сенсорных областей. Эти теории и идеи могут оказаться верными, но необязательно. Если спонтанные импульсы нейронов коры головного мозга действительно делают предсказания, то, независимо от того, как это устроено, у них должна быть