Эвальд Геринг был одним из первых физиологов, изучавших зрение. В конце XIX века он писал: «Память связывает бесчисленные отдельные явления в единое целое. Как тело распадется в пыль на атомы, если притяжение материи перестанет удерживать их вместе, так и сознание, лишенное связующей силы памяти, распадется на столько частей, сколько в нем отдельных мыслей». Примерно в то же время Уильям Джеймс отмечал: «Хоть частично воспринимаемое нами поступает посредством чувств от находящегося перед нами предмета, другую часть (возможно, бо́льшую) мы всегда получаем из своей собственной головы». Столетие спустя Джералд Эдельман – иммунолог, получивший Нобелевскую премию по физиологии и в дальнейшем переквалифицировавшийся в нейробиолога, – переосмыслил сказанное и Герингом, и Джеймсом; он описал сознание как «запомненное настоящее». Специалист по физиологии памяти Ричард Ф. Томпсон высказал близкую по сути мысль: «Без памяти нет и разума». В общем, все эти ученые считают, что то, что мы видим, думаем и чувствуем в конкретной ситуации, зависит от того, какой опыт мы получили в прошлом, то есть мы воспринимаем настоящее через призму своей памяти.

Другой пионер XIX века в области исследований человеческого восприятия – Герман фон Гельмгольц – подчеркивал, что на наше восприятие влияют «опыт, обучение и привычки», поскольку благодаря им у нас появляются подсознательные выводы о том, что есть, причем эти выводы совершенно не обязательно полностью совпадают с доступными чувственными данными. В поддержку своей теории (которая с тех пор стала называться теорией неосознанных умозаключений или теорией ожиданий, формирующих восприятие) он использовал множество примеров, включая оптические иллюзии и симптомы фантомных конечностей.

Идея о том, что наш опыт формируют основанные на памяти ожидания, иногда называют перцептивной установкой, которой современная психология заинтересовалась в 1940–1950-х годах благодаря исследованиям и публикациям Джерома Брунера. Один из описанных им примеров приведен на рисунке 55.1. Числа в центре воспринимаются и как буква «В», если мы смотрим на ряд по вертикали (и тогда центральные числа мы воспринимаем в контексте букв), и как число 13, если мы смотрим на ряд по горизонтали. В ходе экспериментов, ставших сегодня чрезвычайно популярными, он доказал, что, когда людям на короткое время показывали необычные игральные карты (на которых туз пик, например, изображали красным цветом, а даму червей – черным), они не замечали, что с картами что-то не так, но, если их заранее предупреждали о возможных странностях, они замечали их, даже если видели карты лишь мельком. Кроме того, он привнес в изучение восприятия социокультурный элемент, показав, что, когда детей из бедных семей просили на глаз определить размер монеты, те казались им больше, чем детям из семей побогаче.

Справа на рисунке 55.1 представлен другой пример того, как ожидания влияют на опыт. Большинству людей трудно разглядеть на нем какой-то конкретный объект, но, если сказать им, что на картинке изображен далматинец, они действительно увидят собаку – разглядеть ее позволяет сохраненное концептуальное знание о том, чего ожидать. Психолог Ричард Грегори использует аналогичные примеры, утверждая, что, поскольку нервная обработка информации так сильно сжимает чувственные данные, мозгу приходится воссоздавать реальность, используя принцип, который Гельмгольц назвал принципом правдоподобия. Таким образом, мы делаем выводы бессознательно, используя ранее полученные знания.

Рисунок 55.1. Нисходящее влияние на восприятие

В последние годы на эту идею в ее общем виде вновь обратили внимание; новая точка зрения получила название «гипотеза предиктивного кодирования». Суть этой идеи проста: нисходящие бессознательные предположения, основанные на воспроизведенном знании или воспоминаниях (которые в этом контексте называют предсказаниями), формируют наше осознанное зрительное восприятие.

Хотя существует множество версий этой гипотезы, наиболее интересной в последнее время считают модель иерархического активного предположения Карла Фристона. Фристон предложил сложный математический процесс, с помощью которого мозг строит предположения и обновляет ожидания; однако нас интересует эта теория в целом. Рисунок 52.2 иллюстрирует основную идею максимально упрощенно, поэтому включает в себя только взаимодействие между сенсорной и префронтальной корой. Восходящие импульсы достигают префронтальной коры и запускают формирование предсказаний о состоянии визуальной коры. Разница между предсказанием и фактическим состоянием зрительной коры на тот момент порождает ошибки, которые влияют на изменения префронтальной коры, в результате чего появляется новый набор предсказаний и при следующем повторении восходящего/нисходящего «танца» точность предсказания будет выше. Повторения этого иерархического процесса лежат в основе моментального прогнозируемого заключения.

Рисунок 55.2. Иерархическое предиктивное кодирование: восприятие зависит от нисходящих предсказаний, обновленных с помощью восходящих предиктивных ошибок (промежуточные этапы не показаны)

Также важно подчеркнуть, что аналогичные взаимодействия (не показанные на рисунке) происходят между сенсорной корой и памятью / центрами обработки концептуальной информации и между ними и префронтальной корой головного мозга (кроме того, внутри каждой области и их подобластей). В результате префронтальная кора не просто делает вывод, что присутствует во внешнем мире, на основе обработки сенсорной информации, но и использует память / концептуальную информацию, которая, как отмечалось в главе 49, способна по образцу создавать законченные перцептивные впечатления, причем быстрее, чем центры обработки восходящей сенсорной информации.

Энди Кларк и Анил Сет, сторонники предиктивного кодирования, описали сознательное восприятие как «контролируемую галлюцинацию», а Крис Фрит описал его как «фантазию, которая совпадает с реальностью». Лючия Меллони пошла еще дальше, написав, что «достигающие сознания образы часто мало чем напоминают реальность». В поддержку своей точки зрения она приводит цитату австрийского ученого и философа Хейнца фон Ферстера: «Мир, каким мы его воспринимаем, является нашим собственным изобретением».

Сету удалось суммировать различные подходы предиктивного кодирования в такой формулировке: «Наше перцептивное восприятие – будь то восприятие мира, нас самих или нашего творчества – зависит от активных “нисходящих” интерпретаций входящих сенсорных импульсов. Восприятие превращается в порождающее действие, в рамках которого перцептивные, когнитивные, аффективные и социокультурные ожидания действуют сообща, формируя “лучшее предположение” головного мозга о причинах сенсорных сигналов». Затем он цитирует французского художника-кубиста Жоржа Брака, который сказал: «Вещи не существуют… никоим другим образом, кроме как во взаимодействии друг с другом и со мной».

Некоторые критики гипотезы предиктивного кодирования называют ее не более чем модным названием традиционного понятия об установке восприятия, а поддерживающие ее математические модели – своеобразной дымовой завесой, за которой ее сложно оценить. Другие считают, что в рамках этой теории переоценивается нисходящая обработка информации, а восходящие влияния недооцениваются.

Я склонен согласиться со сторонниками нисходящей теории и считаю, что восходящие влияния на восприятие нужно оценивать с точки зрения схемы и ментальных моделей, которые направляют паттерны завершения и разделения. Можно сказать, что они предоставляют предсказания, лежащие в основе бессознательных предположений/заключений, которые, в свою очередь, создают паттерны из ограниченных сенсорных намеков. Очевидным преимуществом этого является избегание ненужной работы по расчету восходящей информации, что ведет к экономии энергии мозга и других ресурсов, а недостатком, естественно, то, что предсказания могут оказаться неверными, но, если система постоянно обновляет предсказания на основе полученных ошибок, ошибки будут все мельче, а компенсация за них будет наступать быстрее.

Потенциальной проблемой моей гипотезы схемы является то, что ментальные модели, созданные ожиданиями, являются аппроксимациями, однако эту проблему легко прояснить. Например, хоть у пространственной карты в мозге отсутствуют мельчайшие детали, присутствующие в евклидовом пространстве «реального» мира или даже на его подробной карте, ее все равно можно использовать для навигации. Подобным же образом модели оперативной памяти о предмете или сцене достаточно для того, чтобы увидеть предмет или сцену, когда ситуация в настоящем соответствует тому, что мы ожидаем увидеть, учитывая наш прошлый опыт, а если она не соответствует, в дело вступает корректировка ошибки, инициирующая новые предсказания и обновляющая восприятие.

Понятно, что, когда вы «видите» картину или «слышите» песню, в вашем опыте нет информации, присутствующей в источнике, и тот факт, что в наших осознанных восприятиях нет подробностей, присутствующих в чувственном мире, отражает два ограничения обработки сенсорной информации: 1) наши сенсорные системы не способны уловить все детали, присутствующие во внешнем окружении в любой момент, – такой информации слишком много, чтобы мы могли воспринять ее; 2) вне зависимости от точности сенсорных представлений информация, достигающая познавания, ограничена еще и способностью оперативной памяти – ценой, которую мы платим за возможность обладать когнитивной системой, способной обобщать информацию из множества центров подробной обработки данных и создавать сложные абстрактные представления, не располагая при этом нейровычислительными ресурсами для перечисления всех деталей в данном презентационном источнике. Нельзя отрицать, что наши впечатления психологически богаты видимыми, если не фактическими, деталями.

Не удивительно, что роль префронтальной коры в нисходящем предиктивном кодировании с использованием ментальных моделей считают ключевой, ведь с большей вероятностью можно утверждать, что именно она обладает способностью к образованию и обновлению сложных концептуальных представлений о том, что именно мы испытываем в данной сцене в любой момент времени.

Идея о том, что сознательные состояния вызывают концептуальные предположения, основанные на предсказаниях (воспоминаниях), которые связаны с сенсорными процессами низшего порядка, отлично укладываются в разрабатываемую мною тему о том, что сознательные впечатления являются состояниями высшего порядка и зависят от памяти. Раскрытию этой темы я собираюсь посвятить все остальные главы этой книги.