Андрей Курпатов – Машина мышления (страница 4)

Всего существует три базовых нейронных сети, и дефолт-система мозга (или, как её ещё называют, система пассивной работы мозга) лишь одна из них, хотя и самая масштабная.

Две другие базовые нейронные сети, о которых мы ещё будем говорить в этой книге, – это «сеть выявления значимости» и «центральная исполнительная сеть»[1].

Каждая из них отвечает за определённый, так скажем, режим работы нашего мозга.

Так, например, «сеть выявления значимости» выполняет функции мониторинга значимости сигналов. Причём она учитывает как те значимые раздражители, которые воздействуют на организм извне, так и те, что поступают из внутренней среды организма.

Проще говоря, эта базовая нейронная сеть позволяет нам ориентироваться в окружающем мире, выявляя в происходящем актуальные для нас события. Особенно эта сеть активна, если стимулы внезапны – то есть что-то вдруг резко меняется, и мы тут же, так сказать, собираемся.

Эта сеть включает в себя переднюю область островка, дорсальную переднюю поясную кору, а также три подкорковые структуры – вентральное полосатое тело, черную субстанцию и вентральную область покрышки.

«Центральная исполнительная сеть», как следует из её названия, обеспечивает когнитивный контроль деятельности человека, включая потребление сложной когнитивной информации.

Так называемая оперативная, или рабочая, память, а также «подвижный интеллект» – это как раз функция центральной исполнительной сети. Она включает в себя дорсолатеральную префронтальную кору, заднюю теменную кору в области интрапариетальной борозды.

Согласно недавним данным, центральная исполнительная сеть может быть разделена как минимум на 18 самостоятельных подобластей, каждая из которых имеет свой определённый функционал³.

Итак, у нас три «базовые нейронные сети»:

1) одна позволяет нам ориентироваться в окружающем нас пространстве и ощущать собственное внутреннее состояние (сеть выявления значимости);

2) другая отвечает за сознательную работу, принятие решений в обстоятельствах, определённых сетью выявления значимости (это центральная исполнительная сеть);

3) а где-то под капотом, так сказать, этой сознательной и осознанной деятельности скрывается наша подсознательная, соответственно, интеллектуальная работа, обусловленная дефолт-системой мозга – тот самый сократовский «даймон».

В 2010 году двое стэнфордских профессоров Винод Мелон и Лучина Уддин опубликовали в научном журнале «Функции структур мозга» исторически важную, можно сказать, статью «Важность, переключение, внимание и контроль: сетевая функция островка», где описали взаимодействие этих трёх базовых нейронных сетей⁴.

В книге «Красная таблетка – 2» я уже рассказывал, что если у нас с вами и есть некая «самость», наше личностное «я» – то это в основе своей функция островковой доли (или, как ее ещё называют, островка Рейля): маленькой, спрятавшейся между подкоркой и основными корковыми областями, такой, как я там написал, «недодоли».

Собственно, эта недодоля, как показали Мелон и Уддин, и является своего рода центральным реле – своеобразным переключением трёх базовых нейронных сетей, трёх разных режимов работы мозга:

1) активного внимания;

2) сознательной интеллектуальной деятельности

3) и подсознательного анализа.

Вот так взаимодействие этих сетей – или «теория тройной сетевой функции» – выглядит на схеме, представленной в более поздней работе чешских исследователей под руководством Терезы Нековаровой (рис. 2)⁵.

Рис. 2. Схематичное изображение отношений сети выявления значимости (salience network), центральной исполнительной сети (central executive network) и дефолт-системы мозга (default mode network).

Согласно этой модели, передняя часть островка, принадлежащая к сети выявления значимости, активизирует центральную исполнительную сеть, чтобы мы как можно быстрее пришли в активное состояние и могли принять быстрое решение.

Одновременно с этим активизация этой части островка (и, соответственно, сети выявления значимости) подавляет деятельность дефолт-системы мозга, что вполне логично, если учесть, что нам в момент ощутимых изменений ситуации нужно не «блуждать» где-то, а активно действовать.

Что ж, с этими отношениями нам и нужно прежде всего разобраться.

Перегрузка сетей

Умственная работа, ведущая к впечатлениям, предчувствиям и многим решениям, обычно происходит незаметно.

Оказавшись в состоянии «блуждания», мы задумываемся – то есть продумываем какие-то внутренние, актуальные для нас жизненные задачи. При этом нам самим, как правило, трудно даже сказать, о чём же именно думает в этот момент наш мозг.

Если нас спросить в этот момент: «О чём задумался?» – мы почувствуем себя неловко и даже чуть встревоженно.

Вернувшись, так сказать, в реальность, мы оглянемся по сторонам и скажем – «да ни о чём», «о разном», «о всякой ерунде».

И в самом деле, в состоянии «блуждания» до нашего сознания долетают лишь обрывки каких-то мыслей, ассоциаций и воспоминаний. Словно что-то «варится» в нас на каком-то более глубоком, подсознательном уровне, но сознанием мы ощущаем лишь «запах» с этой «кухни».

Нам может казаться, что в «блуждании» нам в голову приходят лишь какие-то случайные ассоциации, но это не так. Эта иллюзия возникает по той простой причине, что мы, а точнее наше сознание, просто не видим всей этой нашей внутренней картины целиком.

КОНКУРЕНЦИЯ БАЗОВЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

Как так получается, что мы можем не знать, о чём мы в данный момент думаем? Чтобы понять, почему так происходит, обратимся к исследованиям группы учёных из Стэнфордского университета под руководством Эшли Чен.

В специальном эксперименте с использованием транскраниальной магнитной стимуляции ими было доказано, что дефолт-система мозга является по сути антагонистом двух других базовых нейронных сетей – центральной исполнительной сети и сети выявления значимости.

В своём эксперименте Эшли Чен использовала специальную магнитную катушку, чтобы транскра-ниально (то есть не вскрывая испытуемым череп) стимулировать или подавлять активность центральной исполнительной сети и сети выявления значимости ко всему прочему (рис. 3).

Когда возникающее от устройства транскраниальной стимуляции поле активизировало области коры мозга, входящие в центральную исполнительную сеть и сеть выявления значимости, активность дефолт-системы снижалась.

И наоборот, когда активность этих же областей мозга искусственно подавлялась, дефолт-система поднимала, так сказать, голову и заставляла испытуемых «блуждать».

Как мы с вами уже знаем, центральная исполнительная сеть – это нейронная сеть сознательной, осознанной интеллектуальной активности.

То есть в норме она активизируется всякий раз, когда в мозге нет готового автоматизма, а поэтому нам приходится включиться в задачу, осознать её, целенаправленно поискать варианты её решения.

Рис. 3. В столбце А представлена теоретическая модель отношений между центральной исполнительной сетью (CEN), сетью выявления значимости (SN) и дефолт-системой мозга (DMN). В столбце В представлены результаты инструментальной активизации областей, входящих в CEN и SN. В столбце С – результат подавления (ингибирования) активности в CEN и SN областях. В нижнем ряду – D и E- представлены области мозга, активность которых изменялась и замерялась во время исследования⁶.

Если я спрошу вас: «Сколько будет дважды два?», то вы, скорее всего, на автомате ответите мне – четыре. Но если я попрошу вас: «Высчитайте, пожалуйста, квадратный корень из 35», то вы, вероятно, напряжётесь и приметесь сознательно искать решение – что такое корень, как он извлекается и т. д.

Это и есть сознательная, целенаправленная деятельность, которая обеспечивается работой центральной исполнительной сети.

Помогает ей в этом, как мы помним, сеть выявления значимости, та самая, что заставит вас осмотреться вокруг в поисках бумажки и карандаша, чтобы облегчить вам решение задачи. Впрочем, если бы не она, вы бы даже не приняли меня с моим вопросом в расчёт.

Вот что значит сети-антагонисты: в нормальных человеческих мозгах работа дефолт-системы мозга чередуется с работой центральной исполнительной сети и сети выявления значимости – вы или осознаёте какую-то конкретную задачу и решаете её сознательно, или находитесь в состоянии «блуждания», когда в вас думает ваша дефолт-система.

Когда дефолт-система забирает нас в свои «блуждания», наше сознание в каком-то смысле просто выключается. Оно словно бы смещается на периферию нашего внимания, тогда как само наше внимание смотрится куда-то в глубину нас самих.

Временами работающая там – в глубине, так сказать, – дефолт-система сообщает сознанию (центральной исполнительной сети) какие-то промежуточные результаты своей интеллектуальной деятельности, но в основном это лишь какие-то обрывки мыслей.

Однако же время от времени мы и в самом деле слышим свою дефолт-систему, когда переживаем что-то вроде «инсайта» – мы вдруг что-то предельно ясно осознаём, вдруг у нас появляется некое новое видение, прозрение.

Подобно Архимеду, мы вскрикиваем: «Эврика!» Впрочем, случается это с нами не так уж часто. Бывает, на пробежке или во время какого-нибудь нехитрого ручного труда (я, например, использую для этих целей вязание), к нам, конечно, приходят какие-то неплохие мысли-инсайты.