Приложение 2

Дополнение для главы 2

Стоп! Прежде чем перевернуть эту страницу, прочитайте начало .

Приложение 3

Дополнение для главы 3

Стоп! Прежде чем перевернуть эту страницу, прочитайте введение к .

Приложение 4

Основания для каскада понятий

Я описывала мозг двумя способами, которые выглядят как иерархии (это метафоры, чтобы помочь описать деятельность мозга; нейроны не соединены строго иерархически). Первая иерархия в  иллюстрирует, как мозг использует входные сенсорные сигналы, чтобы формировать понятия как иерархию сходств и различий. Эта иерархия идет снизу вверх и должна быть знакома нейроученым. Ваши первичные сенсорные зоны находятся внизу; их нейроны возбуждаются, чтобы представить различную сенсорную информацию о телесных ощущениях, изменениях длины световых волн, изменениях в давлении воздуха и так далее, которые составляют конкретный случай. Нейроны наверху иерархии представляют эффективную мультисенсорную сводку верхнего уровня для этого случая.

Вторая иерархия в  иллюстрировала, как понятия распаковываются в виде предсказаний, основываясь на структуре коры. Эта иерархия идет сверху вниз и включает некоторые из моих собственных открытий. Система управления телесными ресурсами (обычно называемая висцеромоторной лимбической сетью), крикун мозга, находится наверху, она выдает предсказания, но не получает их. Первичные сенсорные зоны находятся внизу, они получают предсказания, но не выдают их для других кортикальных зон. Таким образом, система управления телесными ресурсами передает предсказания через мозг и вниз к первичным сенсорным зонам с постепенным детализированием.

Эти две иерархии представляют одну и ту же сеть, но работают в противоположных направлениях. Первая иерархия — для освоения понятий, а вторая — которую я называю каскадом понятий — предназначена для того, чтобы применять эти понятия для конструирования ваших восприятий и действий. Таким образом, категоризация является общей активностью мозга, когда прогнозы двигаются от симулированных сходств к симулированным различиям, а ошибки прогноза двигаются в обратном направлении.

Каскад понятий включает некоторые обоснованные предположения, но он согласуется со свидетельствами нейронауки. В настоящее время у нас есть научное подтверждение, что все внешние сенсорные системы (зрение, слух и так далее) действуют посредством предсказаний. Вместе с моей коллегой нейробиологом У. Кайл Симмонс я обнаружила, что интероцептивная сеть тоже устроена так, чтобы функционировать аналогичным образом.

На данный момент у ученых есть определенные детали понятийного каскада в рамках визуальной системы. Этот понятийный каскад, более широкий, чем я обрисовала в этой книге, базируется на трех доказательствах: 1) анатомическое подтверждение в  о том, как предсказания и прогностические ошибки проходят через структуру коры, 2) анатомическое подтверждение в , показывающее, что кора структурирована так, чтобы сжимать сенсорные различия в мультисенсорные сводки, и 3) научное подтверждение функций нескольких мозговых систем, которое мы обсудим сейчас.

Предсказание в виде мультисенсорной сводки, представляющей цель понятия, берет начало в области интероцептивной сети, известной под названием сети пассивного режима работы. Обратите внимание: я не говорю, что понятия «хранятся» в сети пассивного режима. Я специально использую выражение «брать начало». Понятия не живут толпой в сети пассивного режима или где-либо еще, как если бы они были сущностями. Эта сеть симулирует только часть понятия, а именно эффективные мультисенсорные сводки случаев понятий без сенсорных подробностей. Когда ваш мозг на лету конструирует понятие «счастья» для использования в конкретной ситуации, налицо вырожденность. Каждый случай создается собственной схемой нейронов. Чем ближе понятийно находятся эти случаи, тем больше нейронных схем в сети пассивного режима будут ближе друг к другу, а некоторые будут даже перекрываться, используя одни и те же нейроны. Различные представления не обязаны быть в мозге раздельными, а только разделимыми.

Сеть пассивного режима работы — это встроенная собственная сеть. Фактически она была первой из обнаруженных встроенных сетей. Ученые заметили совокупность зон мозга, которые увеличивали свою активность, когда тестируемые лежали в покое. Специалисты назвали эти зоны пассивным режимом, поскольку они самопроизвольно становятся активными, когда мозг не зондируется и не стимулируется какой-либо экспериментальной процедурой. Когда я впервые узнала об этой сети, я подумала, что выбор названия был неудачным, поскольку вскоре были открыты многочисленные другие встроенные сети. Однако название иронично: изначально ученые полагали, что «пассивная» деятельность мозга была бесцельным брожением мозга между заданиями, когда на самом деле эта сеть — ядро каждого предсказания в мозге. «Пассивный режим» вашего мозга, с помощью которого он интерпретирует мир и ориентируется в мире, а именно предсказание с помощью понятий, делает это название прекрасно подходящим к сети.

Нейроученые вполне определенно продемонстрировали, что сеть пассивного режима работы представляет ключевую часть понятий. Это открытие потребовало тонких научных экспериментов. Вы не можете просто попросить испытуемого симулировать какое-либо понятие, а потом посмотреть на повышенную активность в сети пассивного режима. Такое отдельное понятие едва потревожит вихрь внутренней активности мозга, словно один плевок в морскую волну. К счастью, специалист по когнитивной нейробиологии Джеффри Биндер и его коллеги разработали остроумный томографический эксперимент для работы с этой темой. Они создали два экспериментальных задания, причем одно использовало больше понятийного знания, чем второе, и «вычли» результаты, чтобы определить разницу.

В первом экспериментальном задании Биндера испытуемые, находившиеся в сканере, слушали названия животных, например «лиса», «слон» и «корова», и им задавали вопрос, которые требовал значительного понятийного знания чисто ментальных сходств (например, «Найдено ли это животное в США и используется ли людьми?»). Во втором задании испытуемых сканировали в то время, когда для решения требовалось более ограниченное понятийное знание, основанное на перцептивном сходстве (например, им предлагали прослушать слоги вроде «па-да-су» и отреагировать, когда они услышат согласные «б» и «д»). Оба эти задания должны увеличивать активность в сенсорной и моторной сетях, но только первое должно создать увеличение в сети пассивного режима. «Вычитая» результаты разных сканирований, Биндер и его коллеги устраняли увеличение активности, связанное с сенсорными и моторными данными, и наблюдали увеличение активности внутри сети пассивного режима работы, как и предсказывалось. Данные Биндера были воспроизведены посредством метаанализа 120 сходных экспериментов со сканированием мозга.

Сеть пассивного режима работы поддерживает умозаключения о психическом состоянии, то есть категоризацию мыслей и ощущений других людей с помощью ментальных понятий. В одном исследовании участникам дали письменные описания действий, таких как пить кофе, чистить зубы и есть мороженое. В части испытаний участников спрашивали, как люди выполняли эти действия: пить кофе из кружки, чистить зубы щеткой, есть мороженое ложкой. Выглядело так, что участники имитировали эти действия в моторных зонах мозга. В другой части испытаний участников спрашивали, почему люди выполняли эти действия: пить кофе, чтобы бодрствовать; чистить зубы, чтобы не было кариеса; есть мороженое, потому что оно вкусное. Эти суждения требуют чисто ментальных понятий, и они были больше связаны с активностью в сети пассивного режима работы.

Все больше когнитивных психологов, социальных психологов и неврологов предполагают, что у сети пассивного режима работы есть общая функция: она позволяет вам имитировать, как мир может отличаться от того, каков он сейчас. Это включает вспоминание прошлого и воображение будущего с различных точек зрения. Эта примечательная способность дает вам опору для решения крупной дилеммы в жизни человека: ладить с другими или преуспевать, чтобы получать преимущества для себя. Социальный психолог Дэниел Гилберт, автор книги «Спотыкаясь о счастье», известный своим юмористическим красноречием, называет сеть пассивного режима симулятором опыта, подобно авиационным симуляторам, применяемым для обучения пилотов. Симулируя будущий мир, вы лучше приспособлены для достижения своих будущих целей.

Сеть пассивного режима объединяет прошлое, настоящее и будущее. Информация из прошлого, сконструированная как понятие, формирует прогнозы для настоящего, что делает вас лучше приспособленным для достижения своих будущих целей.

Я считаю целесообразным представление, что сеть пассивного режима играет ключевую роль в категоризации. Эта сеть инициирует прогнозы для создания имитаций, тем самым позволяя мозгу совершить свое волшебство моделирования мира. В данном случае «мир» включает внешний мир, психику других людей и тело, которое держит мозг. Иногда эти имитации исправляются внешним миром, например при конструировании вами эмоций, а иногда — нет, например, когда вы мечтаете или воображаете.

Конечно, сеть пассивного режима не работает отдельно. Она содержит только часть схемы, необходимой для создания понятий, а именно ментальное основанное на цели мультисенсорное знание, которое инициирует каскад. Каждый раз, когда вы воображаете какие-то вещи, или ваш разум где-то бродит, или ваш мозг ведет иную внутреннюю деятельность, вы также имитируете виды, звуки, изменения в бюджете вашего тела и прочие ощущения, которые являются сферой сенсорных и моторных сетей. Соответственно, это причина того, что сеть пассивного режима должна взаимодействовать с этими другими сетями, чтобы конструировать случаи понятий. (И они это делают, как мы вскоре увидим.)

У новорожденных нет полностью сформированной сети пассивного режима, отсюда их неспособность предсказывать и рассеянный «фонарь» внимания; мозг новорожденных проводит много времени, учась на прогностических ошибках. Вполне возможно, что опыт с мультисенсорным миром, закрепившийся в распределении ресурсов тела, дает необходимые входные данные, которые помогают формироваться сети пассивного режима. Это происходит в течение первых лет жизни, по мере того как мозг встраивает понятия в свою систему связей. То, что начинается как «внешнее», становится «внутренним», когда вы становитесь связанным со своей внешней средой.

Моя лаборатория одно время исследовала биологию понятий и категоризации, и мы обнаружили значительные подтверждения ролей сети пассивного режима, оставшейся части интероцептивной и управляющей систем. Когда мы всматриваемся в мозг людей, которые испытывают эмоции или воспринимают эмоции в подмигиваниях, нахмуренных бровях, подергиваниях мышц и веселых голосах окружающих, мы вполне ясно видим, что основные части этих сетей усердно трудятся. Прежде всего вы можете вспомнить метаанализ моей лаборатории, который проверял все опубликованные томографические исследования для эмоций, рассмотренный нами в . Мы делили весь мозг на крохотные кубики, именуемые вокселами («пиксели» для мозга), а затем идентифицировали вокселы, которые уверенно показывали значительное увеличение активности для какой-либо изучаемой нами категории эмоций. Мы не смогли локализовать ни одной отдельной категории эмоций ни в одной зоне мозга. Тот же самый метаанализ также дал подтверждение в части теории конструирования эмоций. Мы идентифицировали группы вокселов, которые с большой вероятностью активируются совместно — как сеть. Эти группы вокселов уверенно попадают в интероцептивную и управляющую системы.

Если вы учтете, что наш метаанализ на момент его проведения охватывал свыше 150 различных независимых исследований, проведенных сотнями ученых, и субъекты этих исследований смотрели на лица, ощущали запахи, слушали музыку, смотрели фильмы, вспоминали прошлые события и выполняли многие другие задания, которые вызывают эмоции, то проявление этих систем особенно убедительно. Эти данные тем более примечательны для меня, что попавшие в этот метаанализ исследования не были предназначены для проверки теории конструирования эмоций. Большинство их было стимулировано теориями классического взгляда и предназначалось для локализации каждой эмоции в той или иной области мозга. Кроме того, большинство из них изучали только наиболее стереотипные примеры категорий эмоций и не проверяли каждую эмоцию во всех ее реальных вариантах.

Наш проект с метаанализом продолжается, и к настоящему моменту мы собрали почти четыреста томографических исследований мозга. Для этих данных мы с коллегами применили анализ классификации (), чтобы создать пять суммарных сводок для категорий эмоций, показанных на рис. Г.2. Во всех пяти случаях значительную роль играет интероцептивная система. Все пять раз также присутствовала управляющая система, но для счастья и печали — менее четко. Помните, что вы здесь смотрите не нейронные «отпечатки», а просто абстрактные сводки. Ни один отдельный случай гнева, отвращения, страха, счастья или печали не выглядит в точности так, как соответствующая сводка. Каждый случай может использовать различные сочетания нейронов, как мы знаем из принципа вырожденности. Для каждого отдельного исследования в метаанализе, скажем, гнева, активность мозга была ближе к сводке для гнева, чем к другим сводкам, поэтому он был идентифицирован как гнев. Соответственно, мы можем диагностировать случай гнева, но мы не можем определить, какие именно нейроны будут активны. Другими словами, мы применили дарвиновский принцип популяционного мышления к конструированию гнева. Тот же самый результат получался для остальных четырех изученных нами категорий эмоций.

Когда мы разрабатываем эксперименты специально для проверки теории конструирования эмоций, мы обнаруживаем сходные результаты. В одном исследовании мои сотрудники Кристин Уилсон-Менденхалл и Лоуренс Барсалу и я просили участников во время сканирования мозга погрузиться в воображаемые сценарии. Мы видели доказательства получающихся симуляций в виде повышенной активности в сенсорных и моторных зонах. Мы могли также видеть подтверждения, что их бюджеты тела нарушены, что связано с изменениями в интероцептивной сети. После такого погружения, во второй фазе эксперимента, испытуемым показывали слово и просили категоризировать свои интероцептивные ощущения как случаи «гнева» или «страха». Как только участники симулировали эти понятия, мы наблюдали еще больше активности в интероцептивной системе. Также мы видели активность, представляющую сенсорную и моторную информацию низкого уровня, и повышение активности в ключевом узле управляющей системы.

В более позднем исследовании наши испытуемые конструировали нетипичные редкие симуляции, например приятный страх от катания на американских горках и неприятное счастье травмироваться во время победы в соревновании. Мы выдвинули гипотезу, что необычные симуляции требуют, чтобы интероцептивная система для выдачи предсказаний трудилась сильнее по сравнению с симуляцией более типичных случаев вроде приятного счастья и неприятного страха, которые подобны психическим привычкам. В точности это мы и наблюдали.

В недавнем комплексе экспериментов наши испытуемые смотрели экспрессивные сцены из фильмов, и мы видели, как интероцептивная система конструирует идущие эмоциональные переживания. Лаборатория Талмы Хендлер из Тель-Авивского университета в Израиле выбирала отрывки из фильмов, которые создавали бы ряд различных переживаний печали, страха и гнева. Например, некоторые участники эксперимента смотрели сцену из фильма «Выбор Софи», где заглавная героиня в исполнении Мерил Стрип должна выбрать, кого из ее детей отправят в газовую камеру. Другие участники эксперимента смотрели отрывок из фильма «Мачеха», где героиня в исполнении Сьюзен Сарандон сообщает своим детям, что она больна раком. Во всех случаях мы наблюдали, что сеть пассивного режима и оставшаяся часть интероцептивной системы возбуждались больше в те моменты, когда участники сообщали о более интенсивных эмоциональных переживаниях, и меньше — когда они сообщали о менее интенсивных эмоциональных переживаниях.

Другие исследования имели дело с аналогичной ситуацией при восприятии эмоций. В одном эксперименте участники смотрели фильмы и явно категоризировали физические движения персонажей как эмоциональные переживания. Другими словами, они делали умозаключения о том, что означают движения, — задача, которая требует понятий. Их мозг показывал повышенную активность в интероцептивной системе, в узлах управляющей системы и в визуальной коре, где представлялись объекты.

***

При обсуждении понятий мы должны быть внимательными, чтобы не произошло «эссенциализирования», поскольку крайне легко вообразить, что понятия «хранятся» в вашем мозге. Например, вы можете считать, что понятия живут в сети пассивного режима работы (как если бы сводки существовали отдельно от их сенсорной и моторной информации). Однако есть множество подтверждений (и очень мало сомнений), что любой случай любой эмоции представляется во всем мозге. Когда вы смотрите на молоток на рис. Г.3, нейроны в вашей моторной коре, управляющей движениями вашей руки, увеличивают возбуждение. (А если вы похожи на меня, то безумно возбуждаются еще и нейроны, которые симулируют боль в большом пальце.) Это повышение происходит, даже если вы просто читаете название предмета («молоток»). Когда вы смотрите на молоток, вам также проще сделать рукой хватательное движение.

Аналогичным образом, когда вы читаете эти слова: «яблоко», «помидор», «клубника», «сердце», «омар», свою активность также увеличивают нейроны в зрительной коре, которые обрабатывают цветовые ощущения, поскольку все эти объекты, как правило, красные. Поэтому понятия не имеют ментальной сути в сети пассивного режима работы; они представлены по всему мозгу.

Вторая неправильная концепция эссенциализма — что у вашей сети пассивного режима есть отдельные комплекты нейронов для каждой цели, словно маленькие сущности, даже если остальная часть понятия (например, сенсорные и моторные характеристики) распределена по всему мозгу. Однако это не соответствует действительности. Если бы это было так, то при сканировании мозга мы бы при любых условиях сначала видели активацию этой «сущности», поскольку она находится наверху каскада понятий, а потом более изменчивые сенсорные и моторные различия, зависящие от ситуации. Но мы ничего такого не наблюдаем.

И в этом случае эссенциализм уступает место вырожденности. Каждый раз, когда вы конструируете случай понятия эмоции наподобие «счастья» с конкретной целью, например быть с близким другом, схемы возбуждения нейронов могут быть различными. Даже мультисенсорная сводка верхнего уровня для «счастья», представленная наборами нейронов в сети пассивного режима, каждый раз может быть иной. Никакие из этих случаев не обязаны быть похожими, и тем не менее всё это случаи «счастья». Что их связывает воедино? Ничего. Они не «связаны» никаким постоянным образом. Но вероятно, что они инициируются одновременно, как прогнозы. Когда вы читаете слово «счастливый», или слышите, как его произносят, или когда обнаруживаете себя в окружении любимых людей, ваш мозг запускает ряд предсказаний, каждое из которых имеет априорную вероятность реализации в зависимости от конкретной ситуации. Слова могущественны. Это разумное предположение с моей стороны, поскольку мозг действует посредством вырожденности, слова являются ключом к освоению понятий, а сеть пассивного режима и сеть языка совместно пользуются многими зонами мозга.

Третья ошибка эссенциализма — думать о понятиях как о «вещах». Когда я была студенткой, я прошла курс астрономии, из которого узнала, что Вселенная расширяется. Прежде всего я была озадачена: расширяется куда? Я запуталась, потому что у меня было неверное интуитивное представление, что Вселенная расширяется в пространство. После некоторого размышления я осознала, что воображала «пространство» скорее в буквальных физических терминах — как большое темное пустое ведро. На самом деле «пространство» — это теоретическая идея (понятие), а не конкретная фиксированная реалия; пространство всегда вычисляется относительно чего-либо еще («Пространство и время в глазах смотрящего»).

Что-то аналогичное происходит, когда люди думают о понятиях. Понятие является «вещью», которая существует в мозге, не больше, чем «пространство» является физической сущностью, куда расширяется Вселенная. «Понятие» и «пространство» — это идеи. Удобно говорить об отдельном понятии, хотя на самом деле у вас имеется система понятий. Когда я пишу: «У вас есть понятие для благоговения», это толкуется так: «У вас есть много случаев, которые вы категоризировали (или которые были категоризированы для вас) как благоговение, и каждый из них может быть воспроизведен в вашем мозге в качестве шаблона». «Понятие» относится ко всему знанию, которое вы конструируете о благоговении в данный момент в своей понятийной системе. Ваш мозг — это не сосуд, который «содержит» понятия. Он вводит их как своего рода «вычислительный аспект» за какой-то период времени. Когда вы «используете какое-то понятие», на самом деле вы конструируете случай этого понятия прямо на месте. У вас нет маленьких пакетов знания под названием «понятия», хранящихся в мозге, — ровно так же, как у вас нет маленьких пакетов под названием «воспоминания», хранящихся в мозге. Понятия не существуют отдельно от процесса, который их создает.

Отправить