Эволюция разума

Наши эмоции также рождаются в новой коре, но формируются под влиянием разных отделов мозга — от миндалин в старом мозге до таких новых в эволюционном плане структур, как веретенообразные нейроны, которые, по-видимому, играют ключевую роль в формировании сложных эмоций. В отличие от структур новой коры с регулярным и рекурсивным строением, веретенообразные нейроны характеризуются чрезвычайно нерегулярной формой и связями. Это самые крупные нейроны головного мозга человека, пронизывающие мозг на всем его протяжении. Они плотно переплетены между собой за счет сотен тысяч связей в разных отделах новой коры.

Как было сказано выше, островки мозга помогают обрабатывать сенсорные сигналы, но они также играют важную роль в формировании сложных эмоций. Именно отсюда выходят веретенообразные клетки. Исследования с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии показывают, что эти клетки наиболее активны тогда, когда человек испытывает такие эмоции, как любовь, гнев, печаль и сексуальное влечение. Например, в ситуации, когда кто-то другой разглядывает вашего партнера или когда вы слышите плач своего ребенка.

Веретенообразные клетки имеют длинные выросты, называемые апикальными дендритами и способные связывать между собой отдаленные отделы новой коры. Такое «глубокое» связывание, посредством которого некоторые нейроны соединяют несколько отделов мозга, усиливается по мере продвижения по эволюционной лестнице. Нет ничего удивительного в том, что веретенообразные клетки, участвующие в регуляции эмоций и моральных суждений, обладают такой способностью образовывать связи, поскольку эмоциональные реакции возникают у нас при осмыслении самых разнообразных тем и событий. Наши сложные эмоции испытывают влияние всех перцептивных и когнитивных областей мозга, с которыми связаны веретенообразные клетки. Важно подчеркнуть, что эти клетки не занимаются рациональным решением проблем, и поэтому мы не можем рациональным образом контролировать свою реакцию на музыку или состояние влюбленности. Однако остальная часть мозга усиленно пытается придать смысл нашим загадочным сложным эмоциям.

Веретенообразных клеток в мозге не так много — около 80 тыс., из них примерно 45 тыс. сосредоточено в правом полушарии и 35 тыс. — в левом. Это небольшое неравенство отчасти объясняет, почему эмоциональное восприятие является прерогативой правого полушария мозга.

У горилл примерно 16 тыс. веретенообразных клеток, у карликовых шимпанзе бонобо — 2100, а у обыкновенных шимпанзе — 1800. У других млекопитающих этих клеток нет совсем.

Антропологи полагают, что веретенообразные клетки впервые появились от 10 до 15 млн лет назад у какого-то еще неизвестного предка гоминидов (предшественников человека) и быстро размножились примерно сотню тысяч лет назад. Интересно, что эти клетки отсутствуют у новорожденных детей, но начинают появляться в возрасте около четырех месяцев, и численность их значительно увеличивается от одного года до трех. Способность детей понимать моральные аспекты вопросов и переживать такие сложные эмоции, как любовь, развивается в этот же период.

Талант

Вольфганг Амадей Моцарт (1756–1791) в пять лет сочинил менуэт, а в шесть лет играл для императрицы Марии Терезии в императорском дворце в Вене. Он умер в возрасте 35 лет, но успел создать 600 музыкальных произведений, включая 41 симфонию, и считается величайшим европейским композитором-классиком. Смело можно сказать, что у него был музыкальный талант.

Что это означает в контексте нашей беседы о теории мысленного распознавания образов? Понятно, что часть того, что мы называем талантом, является продуктом влияния среды и окружающих людей. Моцарт родился в музыкальной семье. Его отец, Леопольд, служил композитором и капельмейстером в придворной капелле князя-архиепископа Зальцбурга. Юный Моцарт с самого детства был погружен в музыку, и отец начал учить его игре на скрипке и клавишных инструментах всего в трехлетнем возрасте.

Однако только влияние среды не может полностью объяснить гениальность Моцарта. Понятно, что какой-то вклад вносит сама природа. В какой же форме это проявляется? Как мы обсуждали в четвертой главе, в результате биологической эволюции отдельные участки новой коры были оптимизированы для обработки определенных типов образов. Безусловно, основной алгоритм распознавания образов один и тот же во всех модулях новой коры, но, поскольку некоторые типы образов проходят через определенные участки коры (например, лица — через веретенообразную извилину), эти участки лучше справляются с обработкой соответствующих образов. Существует множество параметров, определяющих реализацию общего алгоритма в каждом модуле. Например, насколько точное совпадение требуется для распознавания конкретного образа? Как этот порог изменяется, если модуль более высокого порядка посылает сигнал о том, что данный образ «ожидается»? Как учитываются параметры величины сигнала? Эти и другие факторы по-разному определяются в разных отделах коры для преимущественной обработки определенного типа образов. В нашей работе, связанной с созданием искусственного интеллекта, мы обратили внимание на это явление и имитировали эволюцию, направленную на оптимизацию этих параметров.

Если отдельные участки мозга могут быть оптимизированы для обработки разных типов образов, это означает, что мозг разных людей может различаться по способности заучивать, распознавать и создавать определенные типы образов. Например, мозг одного человека может иметь врожденную способность к музыке за счет лучшего распознавания ритмических образов или лучшего понимания геометрического строения гармонии. По-видимому, абсолютный слух (способность распознать и воспроизвести звук без помощи эталона), связанный с музыкальными способностями, имеет генетическую природу, однако его нужно развивать. Таким образом, абсолютный слух — продукт и природы, и воспитания. Генетические основы абсолютного слуха, по-видимому, связаны не с новой корой, а с процессом предварительной обработки слуховой информации, а вот развитие абсолютного слуха происходит в новой коре.

Степень человеческого таланта зависит от многих других навыков вне зависимости от того, идет ли речь о гениях или о вариабельности в общей популяции. Важную роль играют многие способности новой коры — например, способность контролировать сигналы страха, направляемые миндалинами, а также такие черты, как уверенность в себе, организаторские способности и умение убеждать других людей. Еще одна очень важная черта, о которой я уже говорил выше, заключается в смелости следовать идее, идущей вразрез с общепринятыми теориями. Все те, кого мы считаем гениями, проводили собственные мысленные эксперименты таким путем, который исходно не был понят или оценен их современниками. Талант Моцарта получил признание при жизни, но истинное почитание пришло позже. Он умер нищим, был зарыт в общей могиле, а его гроб провожали лишь двое музыкантов.

Творчество

Важнейший аспект творчества — поиск хороших метафор. Новая кора — великолепный аппарат для поиска метафор, который наделяет человека уникальными творческими способностями. Каждый из 300 млн распознающих модулей новой коры распознаёт и определяет образ, а также дает ему «имя» — в данном случае это просто определенный аксон, выходящий из данного распознающего модуля и возбуждающийся при обнаружении данного образа. Этот образ (или символ) становится частью другого образа. И каждый из этих образов по сути является метафорой. Модули могут активироваться до 100 раз в секунду, так что мы теоретически можем распознавать до 30 млрд метафор в секунду. Конечно, в каждом цикле активируются не все модули, но все же мы действительно способны распознавать миллионы метафор за одну секунду.

Естественно, одни метафоры лучше, другие хуже. Дарвин понял, что догадка Чарлза Лайеля о роли постепенных изменений ландшафта под действием струйки воды была прекрасной метафорой для описания того, как малые эволюционные изменения могут приводить к значительным различиям, определяющим разнообразие видов. Мысленные эксперименты, подобные экспериментам Эйнштейна, с помощью которых он пытался понять истинное значение экспериментов Майкельсона — Морли, также являются метафорами в том смысле, что «символизируют что-то другое», если следовать определению из «Американского словаря английского языка» издательства Мерриам — Уэбстер. Вы можете найти какую-нибудь метафору у Шекспира в Сонете 73?

Для описания происходящих с ним изменений поэт широко использует метафоры. Его возраст — это осень, когда на деревьях остался всего «один-другой багряный лист», когда стихли птицы и «умолк веселый свист». Его возраст подобен сумеркам, когда «поблек на западе закат и купол неба, отнятый у нас, подобьем смерти — сумраком объят». Он — лишь отблеск того огня, который «гаснет в пепле прошлых дней». Весь сонет — метафора, хотя одни фразы являются более яркими метафорами, чем другие.

Поиск метафор заключается в распознавании образов при изменении деталей и контекста — то, чем мы занимаемся постоянно в нашей каждодневной жизни. Значащие метафоры часто обнаруживаются на стыках разных дисциплин. Следовательно, деятельность, направленная против этой важнейшей способности к творчеству, является движением к еще большей специализации в рамках отдельных наук (и не только наук). Вот что писал американский математик Норберт Виннер (1894–1964) в своей знаменитой книге «Кибернетика», опубликованной в год моего рождения (1948):

«Ниже мы увидим, что существуют области научной работы, исследуемые с разных сторон чистой математикой, статистикой, электротехникой и нейрофизиологией. В этих областях каждое понятие получает особое название у каждой группы специалистов и многие важные исследования проделываются трижды или четырежды. В то же время другие важные исследования задерживаются из-за того, что в одной области неизвестны результаты, уже давно ставшие классическими в смежной области. Именно такие пограничные области науки открывают перед надлежаще подготовленным исследователем богатейшие возможности. Но изучение таких областей представляет и наибольшие трудности для обычного метода массового наступления с разделением труда»[81].

Техника борьбы с возрастающей специализацией, которую сам я использовал в своей работе, состояла в том, чтобы соединить усилия многих экспертов (например, в исследованиях по распознаванию речи участвовали лингвисты, психоакустики и специалисты по распознаванию образов, а также, естественно, компьютерщики) и стимулировать каждого из них объяснять всем другим членам коллектива свои методы и свою терминологию. Затем мы отбросили всю эту терминологию и разработали общую. Нам всегда удавалось найти метафоры из одной дисциплины, которые разрешали проблемы в другой дисциплине.

Можно сказать, что мышь, пытающаяся найти путь к побегу, спасаясь от домашнего кота в какой-то новой ситуации, занимается творчеством. Наш с вами творческий потенциал несоизмеримо больше, чем у мыши, и происходит на гораздо более высоком уровне абстракции, поскольку мы являемся обладателями гораздо более развитой новой коры, способной к более сложным иерархическим построениям. Таким образом, один из способов повышения творческого потенциала заключается в эффективной сборке более объемной новой коры.

Одна из возможностей — совместная деятельность многих людей. Это рутинная практика, заключающаяся в общении между людьми, занятыми решением общей задачи. Недавно для усиления этой практики в области математики и других дисциплин стали применяться возможности работы в интерактивном режиме в реальном времени[82].

Следующим шагом, конечно же, будет увеличение объема самой новой коры за счет ее небиологического эквивалента. Это будет высшее достижение творчества: создание способности создавать! В итоге небиологическая новая кора сможет быстрее работать и быстрее находить метафоры, вдохновлявшие Дарвина и Эйнштейна. Она будет систематически эксплуатировать все пограничные зоны между экспоненциально расширяющимися областями знаний.

Некоторые беспокоятся о том, что станет с людьми, которые не примут участия в этом расширении разума. Я хочу заметить, что этот дополнительный разум будет главным образом находиться в облаке (в экспоненциально расширяющейся компьютерной инфраструктуре, к которой мы подключаемся для интерактивного общения), где уже теперь сосредоточена большая часть имеющегося в нашем распоряжении «машинного разума». Когда вы используете поисковую систему, узнаёте голос в телефоне, консультируетесь с виртуальным помощником типа Сири или используете телефон для перевода информации на другой язык, «разум» заключен не в том устройстве, с которым вы имеете дело, а в облаке. И наша расширенная новая кора тоже будет там. Возможно, мы станем обращаться к этому разуму путем прямого контакта через нервные клетки, а может быть, так, как мы это делаем сейчас, — через вспомогательные устройства. Мне кажется, что все мы сможем расширить свои творческие способности вне зависимости от того, решимся мы напрямую подсоединиться к этому расширенному разуму или нет. Мы уже передали облаку значительную часть нашей персональной, социальной, исторической и культурной памяти и в итоге поступим так же и с нашим иерархическим мышлением.

Осуществленный Эйнштейном прорыв в науке объясняется не только тем, что он использовал метафоры в своих мысленных экспериментах, но и тем, что у него хватило смелости верить в эти метафоры. Он смог отступиться от традиционных теорий, не сумевших объяснить его эксперименты, и выдержать насмешки современников за те нелепые объяснения, которые он выдвигал на основе своих метафор. Эти качества — вера в метафору и убежденность — мы тоже сможем программировать в нашей небиологической новой коре.

Любовь

Если вам лично не довелось пережить любовного экстаза, вы наверняка о нем слышали. Значительная часть всего мирового искусства — книг, музыки, танца, картин, телевизионных передач и фильмов — вдохновляется именно историями зарождающейся любви.

Недавно к изучению этого вопроса подключилась и наука, и теперь мы можем идентифицировать биохимические изменения в организме влюбленного человека. Уровень дофамина повышается, что создает ощущение счастья и восхищения. Уровень норадреналина тоже взлетает, что повышает частоту сердечных сокращений и вызывает общее возбуждение. Эти вещества, а также обладающий стимулирующим действием фенилэтиламин вызывают эйфорию, прилив энергии, способствуют концентрации внимания, потере аппетита и непреодолимой тяге к предмету обожания. Проведенные недавно в Университетском колледже Лондона исследования показали, что при влюбленности падает уровень серотонина, как при обсессивно-компульсивном расстройстве, что вполне объясняет маниакальное состояние человека в начале влюбленности[84]. Высокий уровень дофамина и норадреналина объясняют краткосрочную сосредоточенность, эйфорию и страстное стремление к любимому человеку.

Как видно, биохимические процессы при влюбленности очень напоминают таковые при реакции борьбы или бегства. Вообще говоря, это практически одно и то же состояние, за тем исключением, что здесь мы стремимся к кому-то или к чему-то. Циник сказал бы, что мы бежим к опасности, а не убегаем от нее. Такие же изменения наблюдаются и в ранней фазе развития зависимости. Очень точно это состояние описано в песне группы Roxy Music под названием Love is the Drug («Любовь — это наркотик»; герой песни хочет получить следующую «дозу» любви). Исследования религиозного экстаза демонстрируют те же самые явления; можно сказать, что человек влюбляется в Бога или в какой-то иной объект поклонения.

В начале романтической любви эстроген и тестостерон, безусловно, играют роль в сексуальном поведении людей, но если бы единственной целью любви в эволюционном плане было воспроизведение, романтический аспект вовсе не понадобился бы. Как писал психолог Джон Уильям Мани (1921–2006), «страсть похотлива, любовь лирична». Фаза любовного экстаза сменяется фазой привыкания, которая затем переходит в долгосрочную связь. Все эти процессы тоже стимулируются химическими веществами, включая окситоцин и вазопрессин. Сравним, к примеру, два родственных вида мышей-полевок — степную и горную. Они очень похожи, вот только у степных полевок есть рецепторы окситоцина и вазопрессина, а у горных полевок их нет. Степные полевки заводят моногамные отношения, выбирая себе партнера на всю жизнь, а горные вступают в однократные, «случайные» связи. Ясно, что для полевок рецепторы окситоцина и вазопрессина играют решающую роль в характере их любовных отношений.

Для людей эти гормоны тоже важны, но ведущую роль, как и во всей нашей жизни, играет новая кора. У полевок есть новая кора, но эта плоская структура размером с почтовую марку может помочь им только в поиске партнера на всю жизнь (или на одну ночь) и руководить обычными жизненно важными функциями. У нас кора достаточно велика, чтобы снабдить нас «лирическими» эмоциями, о которых говорит Мани.

В эволюционной перспективе любовь существует для того, чтобы удовлетворять нужды новой коры. Если бы у нас не было коры, сексуального влечения оказалось бы вполне достаточно для обеспечения воспроизводства. Любовный экстаз превращается в привыкание, в зрелую любовь и перерастает в долгую связь. Это, в свою очередь, необходимо хотя бы для того, чтобы обеспечить благоприятную среду для подрастающих детей в тот период, когда их собственная новая кора обучается и «взрослеет». Обучение в богатой среде — важнейший принцип действия новой коры. Кроме того, окситоцин и вазопрессин играют ключевую роль в установлении связи между родителями (главным образом матерью) и ребенком.

В ходе развития любовной истории объект любви начинает занимать значительную часть нашей новой коры. После десятилетий совместной жизни в новой коре существует виртуальный образ любимого человека, так что мы всегда можем предсказать, что он сейчас скажет или сделает. Образы в нашей новой коре состоят из мыслей и картинок, отражающих сущность этого человека. Когда мы его теряем, мы буквально теряем часть самого себя. И это не просто метафора — все распознающие модули, заполненные образами любимого человека, внезапно меняют свое содержимое. Казалось бы, распознающие модули можно считать ценнейшим хранилищем виртуального образа любимого человека внутри нас самих, но дело в том, что эти образы вдруг перестают вызывать радость, а начинают порождать грусть.

Эволюционные основы любви и фаз ее развития еще не до конца понятны. Мы давно отделили занятия сексом от их биологической функции: мы можем иметь детей, не занимаясь сексом, и уж точно можем заниматься сексом, не производя детей. Занятия сексом выполняют плотскую и в каком-то смысле коммуникационную функцию. Но мы по-прежнему влюбляемся, и совсем не по той причине, что хотим иметь детей.

Аналогичным образом, с античных времен существовала потребность изображать любовь и ее всевозможные формы с помощью самых разных видов искусства. Наша способность воспроизводить этот извечный человеческий опыт — о любви и о чем-то еще — как раз и определяет уникальность нашего вида.

Новая кора — величайшее творение природы. А стихи о любви и все другие плоды нашего творчества — величайшие достижения новой коры.