Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем - Николелис Мигель

В вопросе создания мозгосетей аналоговая синхронизация имеет несколько преимуществ по сравнению с цифровой синхронизацией. Прежде всего, аналоговая синхронизация происходит быстрее, легче устанавливается и более пластична, чем цифровая, поскольку для достижения последней требуется гораздо более точное временное совпадение между задействованными сигналами. Кроме того, аналоговая синхронизация может происходить без предопределенных подсистем, что означает, что для нее не требуется дополнительной информации о сигналах. Она достигается просто при совпадении частот двух продолжительных сигналов.

Релятивистская теория мозга не только демонстрирует функции аналоговой синхронизации, но и постулирует, что в формировании и долгосрочном поддержании мозгосетей играет роль классический принцип хеббиановского обучения. Только в данном случае речь идет не о двух взаимодействующих нейронах, объединенных синапсом, как в исходной формулировке, предложенной Дональдом Хеббом в 1949 году, а о двух (или нескольких) мозгах, объединенных передачей сигнала или сообщения. Принцип Хебба гласит, что когда два нейрона с общим синапсом постоянно возбуждаются, эффективность их синапса возрастает. Рисунок 7.5 иллюстрирует этот принцип на примере двух нейронов 1 и 3 и прямого синапса между ними. Если потенциал действия, производимый нейроном 1 (он называется пресинаптическим нейроном), заставляет несколько раз возбуждаться нейрон 3 (постсинаптический нейрон), синапс между этими двумя нейронами усиливается. По этой же логике я предполагаю, что когда два человека затевают беседу, их мозг может достигать функционального сопряжения по принципу хеббиановского обучения, что усиливает уровень межмозговой синхронизации. В синапсах за отсроченное сообщение между пре- и постсинаптическими нейронами отвечает химическое соединение, называемое нейромедиатором, а в случае межмозгового сопряжения при разговоре роль сопрягающего сигнала играет речь (и другие коммуникационные сигналы). Как мы вскоре увидим, такой простой механизм «беспроводного» аналогового сопряжения может объяснить, почему люди стремятся к созданию мозгосетей, способных синхронизировать активность мозга значительного числа людей для участия в социальных группах, процветающих благодаря обмену большим количеством абстрактных конструктов, таких как вера, культура и знания, на больших отрезках времени и пространства на протяжении всей истории человечества.

Рис. 7.5. Схема классического синапса Хебба (A) и трехфакторного синапса Хебба (B) (рисунок Кустодио Роса).

Но в мозге говорящего и слушателя в рамках одной мозгосети происходит много больше. Из статьи Хассона я узнал об очень интересной серии экспериментов, проведенных Грегом Стефенсом с соавторами, которые отметили некоторые другие аспекты формирования мозгосети, основанной на речи. В этом исследовании с помощью метода функционального магнитного резонанса осуществлялось картирование областей мозга человека, читающего реальную историю из жизни вслух без предварительной подготовки. Затем аудиозапись проигрывали слушателю, и активность его мозга также регистрировали с помощью функционального магнитного резонанса. Затем картины активации мозга чтеца и слушателя анализировали для выявления возможных корреляций. Авторы статьи обнаружили, что картины активности мозга чтеца и слушателя имели очевидные признаки временно́й синхронизации. Чтобы показать, что это временно́е межмозговое сопряжение играло значимую роль в передаче информации между говорящим и слушателем, исследователи провели контрольный эксперимент, в котором говорящий использовал язык, которого слушатель не понимал. При повторном анализе характера мозговой активности этой пары было выявлено значительное ослабление межмозговой синхронизации, что говорит о том, что в этих условиях мозгосеть формировалась неправильно.

Распознавание речи центральной нервной системой человека также представляет хорошие доказательства важной роли собственной точки зрения мозга – ключевого элемента релятивистской теории мозга. В обзорной статье Хассон с коллегами сообщают, что при языковом общении говорящего и слушателя активно включается набор специфических кортикальных и субкортикальных структур, предугадывающих следующие слова говорящего; когда дело касается языкового общения, наш мозг слышит до того, как до него в реальности доходит звук.

Хотя речь с незапамятных времен опосредует множество форм человеческого общения, это не единственный метод, с помощью которого человеческий мозг может тренироваться и включаться в мозгосети. Этой же цели служат жесты и, вероятно, взаимная тактильная стимуляция и некоторые гормоны, такие как окситоцин, которые выделяются, когда матери кормят грудью новорожденных детей или когда люди влюбляются. В обоих случаях окситоцин, по-видимому, опосредует установление сильных парных связей между индивидуумами, что может происходить через усиление аналоговой кортикальной синхронизации в их мозге.

В еще одном очень изящном исследовании Хассон с коллегами показали, что демонстрация сложных видеофрагментов из художественных фильмов последовательно нескольким людям может вызвать удивительный уровень мозгового сопряжения между зрителями, что выявлялось с помощью анализа их мозга методом магнитного резонанса. В отличие от предыдущих исследований, которые касались только зрительных областей (что может показаться тривиальным, когда многие индивидуумы получают один и тот же зрительный стимул), Хассон указал, что эта межмозговая синхронизация достигалась путем дополнительного вовлечения ряда других областей коры, которые называют ассоциативными областями. Отчасти это глобальное вовлечение коры и межмозговая синхронизация достигались за счет того, что Хассон называет более общим компонентом, участвующим в широко распределенном в коре отображении сложных зрительных образов, представляемых индивидууму. Вторым источником этого общего ответа может быть усиление возбуждения и внимания, вызванное у зрителей некоторыми наиболее эмоциональными сценами из отобранных экспериментаторами видеофрагментов. Помимо своей общей научной ценности, эти наблюдения открывают практическую возможность использования в будущем межмозговой синхронизации для количественной оценки вовлеченности (или отсутствия вовлеченности) публики – ее внимания и эмоций при получении зрительных и звуковых сообщений, таких как сцены из фильмов, телереклама или политические дебаты, если привести лишь несколько примеров.

Кроме этих основных замечаний, авторы статьи также предполагают, что существует некий очень избирательный механизм восприятия сцен из фильмов, влияющий на межмозговую синхронизацию у зрителей. В целом они обнаружили, что процесс идентификации сложных объектов, по-видимому, не очень сильно зависит от того, в какой участок сетчатки глаза зрителя попадает конкретный зрительный сигнал (например, вид человеческого лица). Вне зависимости от того, под каким углом зритель видел другого человека на экране, нейроны нижней височной коры, ответственные за распознавание лиц, отвечали на этот стимул без видимых проблем. Конкретно это наблюдение ясно показывает, почему для образования мозгосетей более гибкий аналоговый механизм синхронизации имеет преимущество по сравнению с более точным цифровым механизмом. В целом, в отличие от цифрового механизма, при использовании аналогового механизма для успешной синхронизации не требуются совершенно идентичные сигналы. В контексте обсуждаемого вопроса это означает, что при виде одного и того же лица даже под разными углами многие индивидуумы способны довольно хорошо и быстро синхронизироваться друг с другом и образовать мозгосеть.

Еще один аспект данного исследования, привлекший мое внимание, заключался в том, что всякий раз, когда на видео показывали определенное движение руки, у всех зрителей происходило возбуждение нейронов соматосенсорной коры, что вносило вклад в межмозговое сопряжение, которое измеряли Хассон с коллегами. И снова здесь все дело в сетях зеркальных нейронов разных людей, которые активируются, даже когда эти люди заняты такой простой и обычной, как считали несколько лет назад, зрительной дискриминационной задачей (с некоторыми периодическими исключениями в виде тактильных изысканий) – просмотром фильма.