Мы – это связи между нейронами
«У него форма цветной капусты, вес примерно 1,4 кг и текстура тофу». Так описывает человеческий мозг Анил Сет, один из ведущих мировых нейрофизиологов. Не очень впечатляющий дизайн. Однако речь идет о самом сложном из известных нам объектов во Вселенной. Об устройстве, которое делает нас нами.
Джефф Хокинс уверен, что создание реальности в наших головах происходит несколько иначе, чем прежде считали ученые. Но прежде чем обратиться к его теории, давайте разберемся, как устроен мозг в целом.
Мозг человека и любого другого живого существа состоит из нервных клеток – нейронов. Их число у всех людей одинаково. Раньше ученые полагали, что нейронов около 100 млрд, теперь сошлись на том, что 86 млрд.
Нейроны отличаются от других клеток тела: они имеют вытянутую, нитевидную форму. В каждом нейроне имеется аксон – самая длинная «нить», на кончике разветвляющаяся на сотни тысяч отростков-дендритов. Крохотное пространство между нейронами называется синапсом, через синапсы проходят электрические сигналы, связывая нейроны друг с другом.
Каждый раз, когда мы о чем-то думаем или что-то делаем, между нейронами возникают новые связи – по словам нейробиолога Дэвида Иглмана, в одном кубическом сантиметре мозга их столько же, сколько звезд в Млечном Пути.
Не количество нейронов, а количество этих связей и составляет наши ум, опыт, воспоминания, в общем – нас самих. Когда мы что-то запоминаем и повторяем, нейронные связи крепнут, в ином случае – распадаются.
Триединый мозг
В ходе эволюции мозг усложнялся. Можно выделить три его структуры:
• Рептильный мозг – самая древняя часть мозга, отвечающая за базовые жизненные функции вроде дыхания и сердцебиения. К рептильному мозгу относятся, например, мозговой ствол и мозжечок. Эта часть мозга не управляется сознанием (поэтому мы не можем силой воли заставить сердце не биться).
• Лимбическая система – разнообразные структуры, которые не сгруппированы в одном месте, а разбросаны по всему мозгу (гипоталамус, миндалевидное тело и пр.). Они отвечают за наше ощущение жизни: эмоции, аппетит, воспоминания.
• Неокортекс – верхний слой полушарий мозга, то самое серое вещество, которое мы видим на всех картинках. Неокортекс есть только у млекопитающих, и только у человека он развился в наибольшей степени. Неокортекс отвечает за высшие сознательные функции, мышление, речь. Слой неокортекса – около 2,5 мм: в этой тонкой пленке сосредоточены все наши знания, вся человеческая цивилизация.
Нейроны в неокортексе располагаются слоями и при этом группируются в вертикальные колонки (их называют кортикальными). Каждая колонка уходит на всю глубину неокортекса, в ширину же занимает около квадратного миллиметра. Всего таких колонок около 150 тысяч (каждая из них делится еще на несколько колонок). Представьте сотни тысяч маленьких соломинок, плотно приставленных друг к другу, – вот на что похож неокортекс.
Ученые догадались о существовании колонок, когда заметили на снимках одновременную реакцию целых групп нейронов на определенный раздражитель: одна колонка оказывается связанной с сетчаткой глаза, другая отзывается на некий звук и т. д.
Теория Хокинса связана именно с работой неокортекса. Она поновому отвечает на главный вопрос, который десятки лет заботит всех нейробиологов: как мы, собственно, думаем[1]. Ежечасно, ежесекундно мозг поглощает огромное количество информации из внешнего мира. А что с ней происходит дальше?
Хокинс обращает внимание на то, что, хотя неокортекс разделен на зоны речи, зрения, слуха, составляющие их нервные клетки удивительно похожи. Нейроны специализированы, но не в силу разного биологического устройства, а в силу того, к каким рецепторам (зрительным, обонятельным и др.) «подключены». Иными словами, каждый нейрон по своей природе – универсальный солдат, работа которого подчиняется одному принципу. Какому же?
Мозг-предсказатель
Воспринимая мир вокруг себя, мы полагаем, что наше сознание просто отражает его. Но дело обстоит несколько иначе. Мозг не отражает мир вокруг нас – он создает его модель на основе постоянных, ежесекундных предсказаний. Предсказания – вот ключевая функция неокортекса.
Рождаясь, мы не знаем о мире ничего, но с каждым днем новой жизни получаем какой-то опыт. Мы начинаем разбираться, каким мир должен быть, исходя из увиденного и услышанного. Ключевые слова здесь – «должен быть». Добавляя сахар в кофе, мы ожидаем, что вкус напитка будет сладким. Дергая за ручку двери, мы ожидаем, что дверь откроется. Поскольку кофе с сахаром в самом деле оказывается сладким, а двери открываются, мы воспринимаем это как должное.
Но мир вокруг непостоянен, и сами мы меняемся. Это значит, что в каждый момент мозг корректирует нашу картину мира. Это и есть обучение. Если бы мир не менялся, учиться было бы нечему. Как известно, движение – жизнь. Эту старую мысль стоит дополнить: сам процесс мышления основан на ориентации в изменчивом пространстве.
Как именно кортикальные колонки порождают мышление? Ключевая догадка Хокинса:
