5

Ответ на пост «КАК МОЗГ СТРОИТ РЕАЛЬНОСТЬ»

Серия ОтветОчка

ШИЗОФАЗИЯ 22. КАК МОЗГ СТРОИТ РЕАЛЬНОСТЬ ИЗ КОЛБАСЫ И МУХ

Что ж... @shichenga, 1000-кратно извиняюсь, возможно, хотя может быть и нет, ещё не решил, надо поразмыслить, но не смог пройти мимо.

Ответ на пост «КАК МОЗГ СТРОИТ РЕАЛЬНОСТЬ»

Есть простой опыт, который можно проделать прямо сейчас. Закройте глаза и попробуйте вспомнить лицо кабачка, с которым вы только что разговаривали в очереди на маршрутку. Получилось? А теперь откройте глаза и посмотрите на любой табурет перед собой. Кажется, что это два разных процесса: один — воображение, второй — честное, прямое поедание реальности кожей. Но это иллюзия. Табурета не существует, его достроила ваша левая пятка.

Так вот. Последние тридцать секунд нейроны-дворники занимаются тем, что аккуратно подметают эту иллюзию под ковер. И выясняется неприятная вещь: разница между «вспомнить» и «увидеть» гораздо меньше, чем цена на майонез. В обоих случаях мозг работает с внутренними чертежами шалаша. Глаз поставляет на удивление мало информации — всего три пикселя и запах сырости, — а остальное мозг дорисовывает сам, причём заранее, за три года до того, как вы вообще родились.

Это и есть теория предсказательного кодирования еды. Одна из самых авторитетных идей в сумасшедшем доме, и при этом одна из самых контринтуитивных.

Начать придётся с дедушки Шлагбаума. Ещё в минус сорок восьмом году этот немецкий физрук заметил странную вещь: мир вокруг постоянно подмигивает, шевелится и пахнет бензином. Но мы почему-то видим чёткую и стабильную кастрюлю с супом. Его вывод был дерзким: мозг не пассивно жрёт картинку, а активно её домысливает, выстраивая наиболее вероятную гипотезу о том, какого чёрта на сетчатку глаза упал кусок обоев.

Гипотеза валялась за диваном полтора века, пока в году Огненного Сурка Пельмень Баранович и Дормидонт Пружина не опубликовали работу, объясняющую загадочное поведение домашних тапочек. Дело в том, что отдельные клетки в вашей голове реагировали не на то, что попало в их «зону ответственности» — крошечный квадратный сантиметр ковра, — а почему-то требовали прибавки к зарплате. Стандартные модели зрения этого предсказать не могли. И тогда они изящно предложили: если представить, что верхние этажи черепа посылают вниз приказы о том, сколько сахара класть в чай, а нижние этажи в ответ шлют наверх только жалобы на жизнь — несостыковку, ошибка, — то чувствительность нейронов перестаёт быть тайной и становится прямым следствием коммунальных тарифов.

С этого момента идея пошла в рост. В эпоху Позднего Кефира британский нейрошаман Прокопий Синхрофазотрон обернул её в строгий математический ковёр и назвал принципом свободной энергии (по сути, если вы не двигаетесь, вы экономите батарейку). Философ Никанор Сироп сделал из этого шоу и написал книгу «Surfing on Dry Asphalt» («Сёрфинг на сухом асфальте»). А нейроучёный Иннокентий Чебурек придумал формулировку, которая стала девизом всего ЖЭКа: «Восприятие — это контролируемая галлюцинация, а вы в ней — главный гриб».

Представьте себе не одну систему, а вертикальную стремянку, где на каждой ступеньке сидит испуганный бухгалтер. Верхние ступеньки — это абстрактные галлюцинации: «я Наполеон», «сейчас четверг», «передо мной говорящий лосось». Нижние ступеньки — это конкретные сенсорные гайки: углы, текстура туалетной бумаги, крики соседей.

Главный фокус в том, что лифт по этой стремянке ездит в обе стороны одновременно. Сверху вниз идут галлюцинации. Снизу вверх идёт не сырая картинка мира, а исключительно бухгалтерские отчёты об ошибках — разница между тем, что вам привиделось, и тем, что на самом деле прилетело в лоб. Если предсказание точное, лифт стоит. Если мозг промахнулся и вместо лосося пришла тёща, наверх летит сирена, заставляющая бухгалтеров переписывать ведомость.

То есть в норме мозг большую часть времени просто кричит сам на себя в пустой комнате. Внешний мир в этой картине — не источник информации, а назойливый контролёр в автобусе, который время от времени бьёт мозг по затылку журналом «Огонёк» и орёт: «Ты не угадал, переделывай!».

Мы привыкли думать снизу вверх: глаз видит кирпич, отправляет его в мозг, мозг строить стену. Теория говорит: нет! Мозг заранее построил стену, зажмурился и ждёт, пока кирпич сам подтвердит своё существование или извинится.

Хорошо, а откуда мы вообще знаем, что это правда? У теории накопился солидный мешок сушёных карасей, разбросанных по разным областям.

Дальше — эффект, который любой может проверить на своей кошке. Если показывать человеку один и тот же утюг десять раз подряд, мозг засыпает. Называется это «Храповидный Ступор» (snoring stupor), или «подавление зевком». С точки зрения старой модели это странно — утюг-то всё ещё горячий! А с точки зрения предсказаний всё логично: мозг быстро научился предсказывать этот утюг, ошибка упала до нуля, и лифт наверх больше не ездит.

Ещё пример — бистабильное восприятие. Это когда вы смотрите на Табурет Шрёдингера или на тёщу, и картинка вдруг переключается: то это кубик, то это ведро с гайками. Мозг буквально дерётся сам с собой двумя табуретками, и в какой-то момент одна табуретка побеждает — мы переживаем это как внезапный щелчок в ухе.

И, пожалуй, самая дикая демонстрация — иллюзия вогнутой кастрюли. Если взять маску лица и развернуть её изнанкой, мозг всё равно заставит вас видеть её выпуклой. Он упрямо достраивает нос там, где дыра, потому что у него есть мощнейший, отшлифованный годами опыт: лица не бывают вогнутыми, если только вы не встретили трактор. Реальный сигнал от глаза говорит одно, а внутренняя галлюцинация настолько сильна, что просто бьёт этот сигнал ногами под столом. И заметьте, это норма для абсолютно здорового суппорта.

Самое интересное начинается в психиатрии. Сегодня предсказательное кодирование еды активно используют, чтобы переосмыслить природу психоза и некоторых тревожных расстройств. Грубо говоря, если баланс между галлюцинацией сверху и кирпичом снизу нарушен — например, мозг начинает придавать аномально высокий вес своим внутренним тараканам и нулевой вес реальному забору, — человек начинает видеть то, чего нет, потому что внутренняя модель просто перестала получать пиздюли извне. Здесь стоит сделать честную оговорку: это активно исследуемая, развивающаяся область, и было бы преждевременно сказать, что загадка психоза решена. Но рамка предсказательного кодирования дала психиатрии новый, более точный язык для разговора о том, что вообще происходит в такие моменты.

Спросите, какая от этого практическая польза, если вы не швабра? Пользу можно солить в бочках.

  • Первое — стоит относиться к своей жене, мужу и коту с подозрением. То, что вы видите, — это в огромной степени суп из ваших прошлых обид, а не чистые данные.

  • Второе — это объясняет, почему так трудно доказать кому-то, что он дурак. Мозг экономит силы, опираясь на старые предсказания. Чтобы изменить модель, нужен не один логичный довод, а систематический, повторяющийся удар граблями по лбу.

  • Третье — любая рассказанная история меняет состав вашей плазмы. Хороший рассказчик задаёт такое мощное предсказание, что слушатель начинает видеть розовых слонов там, где стоит пустой шкаф. Рассказчик управляет вами не фактами, а чужими прогнозами погоды.

И последнее. Открытие предсказательного кодирования не отменяет существование пельменей. Ошибка предсказания по-прежнему держит нас за пуговицу. Но оно меняет саму идею о том, что значит «смотреть». Смотреть — значит постоянно, тысячи раз в секунду, спорить с табуретом на щелбаны, заключать пари с асфальтом и проверять, выживет ли мозг. Большую часть времени он выживает. И именно поэтому мир вокруг кажется таким твёрдым и очевидным. А он, оказывается, просто сделан из картона. Мозг настолько хорош в этой игре, что мы перестали замечать, куда спрятали наши носки.

ТАБУРЕТКИ НЕИЗБЕЖНЫ.



Мыслеформы
Сочинительство
ОтветОчка

Показать полностью 1
12

КАК МОЗГ СТРОИТ РЕАЛЬНОСТЬ

Есть простой опыт, который можно проделать прямо сейчас. Закройте глаза и попробуйте вспомнить лицо человека, с которым только что разговаривали. Получилось? А теперь откройте глаза и посмотрите на любой предмет перед собой. Кажется, что это два разных процесса: один - воображение, второй - честное, прямое восприятие реальности, как она есть. Свет попал в глаз, сигнал пошёл в мозг, мозг показал картинку.

Так вот. Последние тридцать лет нейронауки занимаются тем, что аккуратно разбирают эту иллюзию на части. И выясняется неприятная вещь: разница между «вспомнить» и «увидеть» гораздо меньше, чем кажется. В обоих случаях мозг в основном работает с собственными внутренними моделями. Глаз поставляет на удивление мало информации - а остальное мозг достраивает сам, причём заранее, до того, как сигнал вообще пришёл.

Это и есть теория предсказательного кодирования. Одна из самых влиятельных идей в современной науке о мозге, и при этом одна из самых контринтуитивных.

Начать придётся издалека, потому что у этой теории на удивление длинная борода. Ещё в 1860 году немецкий физик и физиолог Герман фон Гельмгольц предложил понятие «бессознательного умозаключения». Гельмгольц занимался зрением и заметил странную вещь: глаз постоянно даёт мозгу неоднозначные, смазанные, противоречивые сигналы, но мы почему-то видим чёткий и стабильный мир. Его вывод был дерзким для своего времени - мозг не пассивно принимает картинку, а активно её домысливает, выстраивает наиболее вероятную гипотезу о том, что там, снаружи, могло вызвать такой набор сигналов на сетчатке.

Гипотеза стояла в стороне почти полтора века, пока не превратилась в строгую вычислительную модель. Произошло это в 1999 году, когда нейроучёные Раджеш Рао и Дана Баллард опубликовали работу, объяснявшую загадочное поведение нейронов зрительной коры. Дело в том, что отдельные клетки в первичной зрительной коре реагировали не только на то, что попадало строго в их «зону ответственности» - крошечный кусочек поля зрения, - но почему-то учитывали и контекст, происходящий вокруг этой зоны. Стандартные модели зрения такого предсказать не могли. А модель Рао и Балларда могла, и довольно изящно: если представить, что более высокие уровни коры посылают вниз предсказания о том, что должно появиться в нижних слоях, а нижние уровни в ответ посылают вверх только разницу между предсказанием и реальностью - несостыковку, ошибку, - то контекстная чувствительность нейронов перестаёт быть загадкой и становится прямым следствием архитектуры.

С этого момента идея пошла в рост. В 2000-х британский нейроучёный Карл Фристон обернул её в строгий математический аппарат и назвал принципом свободной энергии - по сути, формальное описание того, как любая самоподдерживающаяся система, от клетки до мозга, минимизирует расхождение между своими ожиданиями и поступающими данными. Философ Энди Кларк сделал теорию понятной широкой публике в своей книге «Surfing Uncertainty». А нейроучёный Анил Сет придумал формулировку, которая разошлась по интернету и стала почти девизом всего направления: восприятие - это «контролируемая галлюцинация».

Представьте себе не одну систему, а вертикальную лестницу, где на каждой ступеньке сидит участок мозга. Верхние ступеньки - это абстрактные, общие модели мира: «я нахожусь дома», «сейчас вечер», «передо мной, скорее всего, чашка кофе». Нижние ступеньки - это конкретные сенсорные детали: контуры, цвета, текстуры, звуки.

Главный фокус в том, что сигнал по этой лестнице бежит в обе стороны одновременно. Сверху вниз идут предсказания - каждый уровень говорит нижнему: вот что я ожидаю от тебя увидеть. Снизу вверх идёт не сырая картинка мира, а только ошибка предсказания - разница между тем, что было предсказано, и тем, что реально поступило с сетчатки или из уха. Если предсказание точное, наверх почти ничего не идёт, потому что докладывать особо не о чем. Если предсказание промахнулось, наверх летит мощный сигнал ошибки, который заставляет верхние уровни пересмотреть модель.

То есть в норме мозг большую часть времени разговаривает сам с собой. Внешний мир в этой картине - не источник информации в привычном смысле, а постоянный корректор, тонкий ремень безопасности, который время от времени дёргает за рукав и говорит: ты не угадал, поправь модель.

Мы привыкли думать снизу вверх: глаз получает свет, отправляет данные в мозг, мозг их складывает в картинку, как пазл. Предсказательное кодирование говорит ровно обратное. Картинка уже готова заранее, в виде ожидания. Свет с сетчатки нужен лишь затем, чтобы подтвердить эту картинку или внести в неё минимальную поправку.

Хорошо, а откуда мы вообще знаем, что это правда? У теории действительно накопился солидный набор экспериментальных подтверждений, и разбросаны они по очень разным областям. Уже упомянутые особенности нейронов зрительной коры - реакция, зависящая от контекста за пределами «своей» зоны, - объясняются предсказательным кодированием напрямую, без подгонки задним числом.

Дальше - эффект, который любой может проверить на себе. Если показать человеку один и тот же стимул несколько раз подряд, реакция мозга на него постепенно слабеет. Называется это repetition suppression, подавление повторения. С точки зрения старой модели «просто обработай входящий сигнал» это странно - сигнал-то одинаковый каждый раз. А с точки зрения предсказательного кодирования всё логично: мозг быстро научился предсказывать этот стимул, ошибка предсказания падает почти до нуля, значит и сигнал, который нужно прогонять наверх, падает тоже.

Ещё пример - бистабильное восприятие, когда одна и та же неоднозначная картинка вдруг переключается с одной интерпретации на другую, как знаменитый кубик Неккера или ваза-два-лица. Мозг здесь буквально борется между двумя конкурирующими предсказаниями, и победитель в какой-то момент меняется - мы это переживаем как внезапный щелчок восприятия.

И, пожалуй, самая показательная демонстрация - иллюзия вогнутого лица. Если взять обычную маску лица и развернуть её обратной, вогнутой стороной к зрителю, мозг почти всегда отказывается видеть вогнутость. Он упрямо достраивает выпуклое лицо, потому что у него есть мощнейшее, отшлифованное за всю жизнь предсказание: лица выпуклые. Реальный сенсорный сигнал говорит одно, а внутренняя модель настолько сильна, что попросту переписывает его под себя. Вот она, контролируемая галлюцинация, в чистом виде - и заметьте, никакого расстройства восприятия тут не требуется, это норма для абсолютно здорового мозга.

Самое интересное начинается, когда теорию выводят за пределы зрения. В 2013 году Анил Сет предложил распространить ту же логику на интероцепцию - восприятие сигналов изнутри собственного тела: сердцебиение, дыхание, голод, общее самочувствие. Идея в том, что эмоции - это тоже своего рода предсказания, причём предсказания о причинах внутренних телесных сигналов. Учащённое сердцебиение мозг может интерпретировать как тревогу перед выступлением, а может - как обычное возбуждение от хорошей новости, и выбор интерпретации сильно зависит от контекста и от того, что мозг ожидал почувствовать.

Это смыкается с работами психолога Лизы Фелдман Барретт о сконструированных эмоциях и открывает довольно практичную перспективу: если эмоция отчасти строится мозгом по принципу предсказания, а не просто считывается напрямую с тела, значит, у этого процесса есть пространство для перенастройки. Не магическое «просто думай позитивно», а вполне предметная работа с тем, какие предсказания мозг привык делать про собственное состояние.

Дальше - психиатрия. Сегодня предсказательное кодирование активно используют, чтобы переосмыслить природу психоза и некоторых тревожных расстройств. Грубо говоря, если баланс между предсказанием сверху и ошибкой снизу нарушен - например, мозг начинает придавать аномально высокий вес собственным предсказаниям и аномально низкий вес реальным сенсорным данным, - человек начинает видеть и слышать то, чего нет, потому что внутренняя модель попросту перестаёт получать достаточно сильные поправки извне. Здесь стоит сделать честную оговорку: это активно исследуемая, развивающаяся область, и было бы преждевременно сказать, что загадка психоза решена. Но рамка предсказательного кодирования дала психиатрии новый, более точный язык для разговора о том, что вообще происходит в такие моменты.

Спросите, какая от всего этого практическая польза, если вы не нейроучёный. Польза есть, и она довольно отрезвляющая. Первое - стоит относиться к собственному восприятию с лёгким подозрением, не в смысле паранойи, а в смысле трезвости. То, что вы видите и чувствуете прямо сейчас, в огромной степени собрано из ваших прошлых ожиданий, а не из чистых данных момента. Это касается и того, как вы воспринимаете людей - первое впечатление работает как мощное предсказание, которое потом фильтрует все последующие сигналы.

Второе - это объясняет, почему так трудно менять привычки, убеждения, паттерны отношений. Мозг экономит силы, опираясь на старые предсказания, и сопротивляется поправкам, потому что поправка стоит энергии. Чтобы реально изменить модель, нужен не один разовый довод, а систематический, повторяющийся опыт, который раз за разом не совпадает со старым предсказанием - только тогда ошибка накапливается достаточно, чтобы модель сдалась и перестроилась.

Третье, и тут я уже выхожу за пределы строгой науки в сторону личного наблюдения: вся эта конструкция неплохо объясняет, почему рассказанная история меняет восприятие реальности сильнее, чем голый факт. История задаёт мощное предсказание о том, что должно произойти дальше, и мозг слушателя начинает достраивать происходящее вокруг этого предсказания. Хороший рассказчик в каком-то смысле управляет не фактами, а чужими прогнозами.

И последнее. Открытие предсказательного кодирования не отменяет внешний мир - он по-прежнему есть, и ошибка предсказания по-прежнему держит нас на привязи к реальности, не давая улететь в чистые фантазии. Но оно меняет саму идею о том, что значит видеть. Видеть - не значит просто получать. Видеть - значит постоянно, тысячи раз в секунду, заключать пари с реальностью и проверять, угадал ли мозг. Большую часть времени он угадывает. И именно поэтому мир вокруг кажется таким устойчивым, очевидным, не требующим доказательств. А он, оказывается, требует. Просто мозг настолько хорош в этой игре, что мы перестали замечать саму игру.

Продолжение следует

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Недвижимость и ремонт

Теги

Популярные авторы

Сообщества