Кора головного мозга развивалась в двух направлениях. Во-первых, она увеличилась, и, соответственно, научилась хранить более сложные воспоминания. Она могла запоминать больше информации и составлять прогнозы на основе более сложных связей. Во-вторых, кора начала взаимодействовать с моторной системой «старого» мозга. Чтобы спрогнозировать, что будет дальше, ей нужно учитывать текущие действия. В результате управление большей частью моторного поведения человека перешло к неокортексу. Уже не ограничиваясь составлением прогнозов на основе поведения, диктуемого «старым» мозгом, неокортекс человека управляет его поведением для удовлетворения своих ожиданий.

Кора головного мозга человека особенно велика, поэтому обладает большой запоминающей способностью. Она постоянно составляет прогнозы того, что вы почувствуете, услышите, увидите, причем вы этого не осознаете. Прогнозы – это наши мысли, а в сочетании с сенсорными входными потоками информации – наше восприятие. Я назвал такое видение мозга запоминающе-прогностическими рамками интеллекта.

Если бы «Китайская комната» включала подобную систему памяти, которая могла бы прогнозировать, какой иероглиф появится следующим, мы с полной уверенностью могли бы сказать, что она поняла китайский и поняла рассказ. Теперь нам понятна ошибка Алана Тьюринга. Прогнозирование, а не поведение является свидетельством наличия разума.

Теперь мы готовы к тому, чтобы углубиться в подробности идеи о запоминающе-прогностических рамках интеллекта. Для прогнозирования будущих событий коре головного мозга нужно сохранять последовательности сигналов. Для вызова соответствующего воспоминания ей нужно соотнести поступающие сигналы с подобными сигналами в прошлом (автоассоциативное воспоминание). Кроме того, воспоминания должны сохраняться в инвариантной форме, чтобы знание прошлых событий было применимо к новым подобным, но не обязательно идентичным ситуациям. В следующей главе мы поговорим о том, как кора головного мозга выполняет эти задачи, а также более подробно рассмотрим ее иерархическое строение.

6. Как работает кора головного мозга

Пытаться разгадать, как работает кора головного мозга, все равно, что собирать пазлы – головоломку, в которой картинку складывают из множества отдельных кусочков. Пазлы можно собирать двумя способами. Первый – от целого к частному – предполагает, что у вас есть образец картинки, которая должна получиться. Начав собирать с какой-либо части изображения, вы подыскиваете подходящие кусочки и шаг за шагом восстанавливаете его целиком. Второй подход – от частного к целому – подразумевает сосредоточенность на отдельных кусочках. Вы ищете в отдельных фрагментах картины общие детали и пытаетесь соотнести их друг с другом. При отсутствии подсказки в виде готового изображения единственно возможным способом собирания пазлов является второй.

Головоломка под условным названием «Как понять мозг» особенно трудна. Поскольку единого подхода к пониманию мозга долгое время вообще не существовало, исследователи были вынуждены прибегать к методу от частного к целому. С таким уровнем сложности, как мозг человека, данная задача была по силам лишь Геркулесу. Только представьте себе: каждый из многих тысяч фрагментов – двухсторонний, причем не существует однозначных его интерпретаций, и только одна из сторон каждого кусочка имеет отношение к головоломке. Края всех кусочков неровные (словно они были неаккуратно вырезаны), поэтому вы не можете судить с полной уверенностью, правильно ли соединяете каждую пару. Многие из имеющихся у вас фрагментов вообще не нужны для составления этого гигантского изображения, их наличие в общей куче лишь усложняет вам задачу. Кроме того, по почте вам постоянно присылают все новые и новые кусочки, причем некоторые из них предназначены для того, чтобы заменить старые. Автор головоломки как бы говорит вам: «Я знаю, что вы несколько лет бились над тем, как соединить все эти фрагменты, но оказалось, что они не имеют отношения к моей картинке. Вы уж извините. Вот вам новые, до следующего раза». И самое главное: вы даже не представляете себе, каким должен быть конечный результат. Или того хуже – у вас есть определенные соображения, но они ошибочны.

Аналогия с головоломкой-пазлами прекрасно иллюстрирует трудности, с которыми мы сталкиваемся на пути создания единой теории неокортекса и интеллекта. Кусочки головоломки – это биологические и поведенческие данные, накопленные учеными за сто с лишним лет. Результаты новых исследований добавляют в головоломку новые кусочки. Иногда сведения, предложенные разными учеными, крайне противоречивы. А поскольку любые данные можно истолковывать по-разному, то единого мнения не существует практически ни по какому вопросу. Ввиду невозможности подхода от целого к частному цель научных изысканий зачастую остается невыясненной, и, что не менее важно, ученые порой не имеют представления о том, как интерпретировать массивы накопленной информации. Изучая мозг с помощью подхода от частного к целому, мы попросту зашли в тупик. Очевидно, необходимо очертить рамки для подхода от целого к частному.

Такими рамками может послужить модель «Память-запоминание». Она подскажет нам, как сложить вместе все кусочки головоломки в целую картинку. Для осуществления прогностической функции неокортексу нужна определенная технология запоминания и сохранения информации о последовательностях событий. Для прогнозирования вероятных событий кора головного мозга должна использовать (а значит, формировать) инвариантные представления. Ваш мозг должен создавать и сохранять модель реального мира так, чтобы при восприятии последнего в разных обстоятельствах изменения компенсировались. Разобравшись в том, чем должна заниматься кора головного мозга, мы сможем понять ее строение, особенно шестислойную иерархическую структуру.

В данной книге такое видение рамок исследования интеллекта будет представлено впервые. Иногда я буду забираться в научные дебри, что, возможно, некоторым читателям покажется слишком сложным. Многие из концепций будут незнакомы даже специалистам-нейрологам. И все же, приложив определенные усилия, любой читатель, как минимум, сможет понять основы нового подхода. (Главы 7 и 8 гораздо меньше насыщены техническими подробностями – в них речь пойдет о более широком применении предложенной теории.)

Прежде всего мы рассмотрим биологические предпосылки, на которых основана запоминающе-прогностическая гипотеза. Это поможет нам отбросить многие ненужные кусочки воображаемых пазлов, тем более что нам известно: лишь немногие из элементов действительно необходимы для воссоздания полной картины. Как только мы поставим перед собой четкую цель и разберемся, что же нужно искать, задача станет разрешимой.

Хочу отметить, что предлагаемые мной рамки исследования далеко не окончательны. У меня до сих пор нет ответов на многие вопросы. Но, основываясь на дедуктивном методе поиска решений, результатах многочисленных экспериментов, проведенных мною во многих лабораториях, а также на знаниях анатомии, мне удалось обнаружить интересные факты, которыми я намерен поделиться с вами.

На протяжении последнего десятилетия ученые-нейробиологи занимались исследованием идей, подобных моим. Обычно они использовали другую терминологию и, насколько мне известно, не пытались создать на основе полученных разрозненных сведений общую теорию. В отчетах об исследованиях они также упоминают обработку данных по принципу от целого к частному и от частного к целому, говорят о том, как нервные сигналы передаются между сенсорными областями мозга, и отмечают важную роль инвариантных репрезентаций. Так, Габриэль Крейман и Кристофер Кох, нейробиологи, работающие в Калифорнийском технологическом институте, и Айзек Фрейд из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе открыли нервные клетки, посылающие разряд в том случае, когда человек видит лицо Билла Клинтона. Одна из моих целей – объяснить вам, откуда появились эти нейроны Билла Клинтона. Естественно, создание каждой теории сопряжено с формулированием гипотез, которые следует проверять в лабораторных условиях. (В приложении к данной книге я перечислю несколько таких гипотез.) Теперь, когда у нас есть цель и мы знаем, что ищем, невероятно сложная, на первый взгляд, система уже не будет казаться нам такой уж замысловатой.

Ниже в этой главе мы детально углубимся в модель «Память-предсказание», характеризующую работу неокортекса. Вначале рассмотрим структуру и наиболее общие функции коры головного мозга, а затем двинемся дальше – обратимся к частным вопросам и проанализируем, как они вписываются в целостную картину.

Рис. 6.1. Первые четыре зоны в распознавании объектов