О новом понимании сознания и о том, как наш мозг формирует реальность с помощью предсказаний.
Энди Кларк, профессор когнитивной философии (охватывающей философию, нейронауку, психологию и искусственный интеллект), рассказывает, как однажды, выступая на научно-популярном фестивале, ощутил, что в кармане вибрирует телефон, хотя тот был поставлен на беззвучный режим и лежал в другом месте. «Фантомная вибрация» — распространенное явление, особенно у интернов-медиков, чья работа связана с постоянным стрессом. Ощущение возникает из-за того, что мозг привык ожидать вибрацию телефона и интерпретирует таким образом другие ощущения.
Опыт фантомной вибрации иллюстрирует теорию предиктивной обработки, согласно которой воспринимаемая нами реальность — плод наших предсказаний. Фантомная вибрация — лишь один из примеров того, как на основе ожиданий мозг создает ощущения, которых на самом деле не существует.
Теория предиктивной обработки ставит под сомнение традиционный взгляд на восприятие как на пассивный процесс. Мозг постоянно делает прогнозы относительно того, с чем он может столкнуться. Наше восприятие реальности формируется под влиянием наших ожиданий, поэтому оно во многом является иллюзией, фантомом. Это новое понимание восприятия имеет далеко идущие последствия и бросает вызов традиционным моделям в нейронауке и искусственном интеллекте.
В своей книге Энди Кларк рассказывает о новой теории разума, которая помогает переосмыслить то, как возникают мысли и эмоции, как мы принимаем решения и действуем, понять, почему мы страдаем от хронической боли, тревоги и депрессии, а также предлагает различные способы «взлома» прогностического разума.
Идея 1. Предсказание играет решающую роль в восприятии
Идея о том, что мозг — это машина для предсказаний, появилась относительно недавно. До нее было широко распространено убеждение, что сенсорная информация обрабатывается в основном по принципу обратной связи, поступает от наших органов чувств и направляется в мозг. Эта идея восходит к Декарту, который представлял восприятие как сложное открытие и закрытие сети внутренних труб, запечатлевающих образ мира на органах чувств.
Компьютерная модель зрения Дэвида Марра, оказавшая большое влияние на нейронауку, искусственный интеллект и философию, поддерживает эту точку зрения. В представлении Марра обработка зрительного сигнала начинается с обнаружения основных его компонентов, а затем многоуровневая обработка приводит к более сложному восприятию. Однако в модели Марра не учитывается обратное направление влияния — из глубины мозга вниз к глазам и другим органам чувств. Количество этих обратных связей значительно превышает количество связей, передающих сигналы вперед.
Мозг — ресурсоемкий орган, его масса составляет всего 2% массы тела, но на него приходится около 20% общего потребления энергии организмом. Значительная часть этих затрат направлена на создание и поддержание огромной сети нисходящих (и боковых) связей, охватывающих весь мозг. Их назначение оставалось загадкой, но благодаря новому пониманию мозга как машины для предсказаний ученые смогли их объяснить.
Основной принцип работы мозга не похож на работу камеры, которая фиксирует и обрабатывает входящие сенсорные сигналы. Мозг постоянно учится и поддерживает модель тела и мира. Эта модель используется для прогнозирования поступающих сенсорных сигналов и структурирования всего, что мы видим, слышим, осязаем и чувствуем. Предсказательный мозг — это постоянно работающая симуляция окружающего нас мира и нас самих, которая использует сенсорную информацию для уточнения модели. Наше восприятие — это «управляемая галлюцинация». Весь человеческий опыт строится на основе этого процесса предсказания мира. Это объясняет наличие в мозге огромной сети нисходящих связей, которые передают предсказания из глубины мозга на сенсорную периферию. Несмотря на высокие энергетические затраты, эта модель приносит много пользы и делает нас более гибкими в адаптации. Мозг — не пассивный получатель сенсорной информации, а неутомимый предсказатель и активный исследователь сенсорных потоков.
Предсказания могут изменить то, что мы видим и слышим. Так, один и тот же знак мы можем воспринимать как число 13 или букву В в зависимости от того, окружен он цифрами или буквами. Другой пример — так называемое изображение Муни. На первый взгляд оно выглядит как несколько контуров и черно-белых пятен. Однако если показать оригинальное изображение в градациях серого — фотографию далматинца, а затем снова обратиться к изображению Муни, то впечатления кардинально меняются — изображение Муни кажется структурированным и понятным. Чем лучше наши предсказания, тем яснее наше восприятие.
В 2001 году исследователи из Маастрихтского университета провели эксперимент, в котором попросили студентов определить песню «White Christmas» Бинга Кросби в трехминутном звуковом файле белого шума. Студентов попросили нажать кнопку, если они считали, что слышат эту песню. Несмотря на то что на самом деле песни на записи не было, около трети студентов нажали на кнопку хотя бы один раз, что свидетельствовало о том, что они испытали слуховую галлюцинацию. Ожидания услышать песню играли ведущую роль в возникновении иллюзорного опыта.
В феврале 2015 года весь мир облетела интернет-сенсация — фотография платья, которое одним казалось золотисто-белым, а другим — сине-черным. Мозг разных людей сделал разные предположения об освещении в комнате, об уровне яркости и расположении источника света. Разные изначальные предположения объясняют, почему разные люди увидели разные цвета. Исследование, проведенное Паскалем Валлишем в Нью-Йоркском университете, подтвердило, что эти предположения связаны с тем, как люди видят платье: те, кто предполагал естественное освещение, видели платье бело-золотым, а те, кто считал освещение искусственным, видели его сине-черным. Исследование также показало, что циркадные профили людей — «жаворонки» или «совы» — коррелировали с тем, как они воспринимали платье. Жаворонки были склонны видеть платье бело-золотым, а совы — сине-черным. Это исследование показывает, как наш опыт формирует прогностические модели нашего мозга и влияет на наше восприятие даже на уровне базовых сенсорных ощущений, таких как восприятие цвета. Оно также показывает, что представления о мире разных людей могут значительно отличаться.