Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга - Дэвид Иглмен

Самообучаясь, робот привыкает использовать собственные приводы, и если вы отсоедините одну его конечность, он переосмыслит модель своего строения с учетом ее отсутствия. Как Терминатор: когда Сара Коннор сожгла его и переломала ему ноги, он продолжал функционировать, хотя уже с другим строением тела, и по-прежнему преследовал свою цель.

Создавать самообучающихся роботов — путь более эффективный и гибкий, чем программирование на предустановленный набор движений. Вот и Мать-природа, располагая всего несколькими десятками тысяч генов для конструирования живых тварей, по всей видимости, не может спрограммировать весь спектр потенциальных действий, которые они могли бы производить в условиях реальной жизни. Какой же у нее остается выход? Правильно, выстроить систему, которая сама себя познает.

Именно эта остроумная придумка позволяет серферам и скейтбордистам собачьего племени оттачивать свое мастерство. Они пробуют различные варианты движений, положений тела, поз и равновесий (моторные пробы) — и оценивают результат. Если я наклонюсь влево, смогу ли я удержаться на волне или плюхнусь в холодную воду? Если я буду отталкиваться задней лапой, опираясь на три другие, продолжит ли эта доска ехать, а хозяин верещать от восторга или я с размаху врежусь в пожарный гидрант? Обратная связь позволяет моторной системе отрегулировать миллионы параметров и в следующий раз действовать успешнее. Таким образом организм выстраивает модель своего взаимодействия с реальностью. Он усваивает свои возможности и результаты действий, делая поправку на окружающую среду. Через эту непрерывно действующую петлю обратной связи между внутренним и внешним миром младенцы, собаки-легкоатлеты и робот Starfish учатся ориентироваться в строении своего тела.

Петля обратной связи, позволяющая оценить последствия выполненного действия, дает ключ к пониманию не только моторных, но и социальных проб. Задумайтесь о том, как вы учились (и продолжаете учиться) общению с другими людьми. Вы все время предъявляете миру то или иное социальное действие, оцениваете обратную связь и адаптируете к тем или иным обстоятельствам свое поведение. В молодости мы скитаемся в пространстве возможностей, примеряя к жизненным перипетиям те или иные проявления своего характера. Не лучше ли отнестись к этой ситуации с юмором? А в этой — вызывающе скрестить на груди руки? А может, лучше расплакаться и вызвать сочувствие? Однажды поступив определенным образом в конкретной ситуации, мы понимаем, что это был действенный шаг, и в дальнейшем склонны придерживаться такой линии поведения, пока обстоятельства не потребуют обновить ее. И точно так же, как человек, который то ездит на горном велосипеде, то катается на коньках или летает на дельтаплане, мы усваиваем разные схемы поведения в разных социальных ситуациях. В младенчестве мы опирались на обратную связь от своих движений и точно так же в сознательном возрасте действуем сообразно социальной обратной связи. Спасет ли конкретную ситуацию твердое руководство? Добьюсь ли я своего добрым словом? Правда ли, что этот соленый анекдот пройдет на ура в гостях, а на совещании у начальства только опозорит меня?

Непрерывное тестирование реальности — прокатит или не прокатит? — возможно, также является для нас способом обучаться мыслить. С позиций вашего мозга мышление имеет замечательное сходство с движениями. Буря нейронной активности, заставляющая вашу руку подняться, мало чем отличается от нейронной бури, которая зарождается в мозге, когда вы обдумываете, как утешить отчаявшегося друга, удивляетесь, куда мог подеваться проклятый носок, или прикидываете, что заказать на обед. Для мозга и обдумывать что-то, и поднимать руку или ногу — все едино; как мозг отдает распоряжения пнуть, нырнуть или схватить, так, вероятно, мышление дает нам команды следовать тем или иным путем в мысленном пространстве. Проще говоря, в процессе мышления вы передвигаете не чашки с кофе, а понятия, складываете не салфетки, а идеи и представления. И начинается мышление с тех же самых проб: вы генерируете мысль и оцениваете ее последствия. Многие мысли хорошо вписываются в реалии мира («Если я потяну за этот шнур, заработает газонокосилка»), тогда как от других мыслей ни толку ни проку («Что будет, если я швырну блинчик через стол?»). Подобно движениям и речи, мышление учится наилучшим образом функционировать в этом мире.

Возвращаюсь к Сэру Блейку, Шугар и их спортивным соперникам. Можно не только получать удовольствие, наблюдая за ними, но и обратить внимание на важный принцип: если генетические причуды дали собаке две лапы вместо четырех, если она вдобавок к лапам нежданно-негаданно разжилась колесиками или доской для серфинга в дополнение к скелету, ее мозгу нет нужды внутренне реконструироваться — он просто перенастроится.

Представьте, как плодотворна такая стратегия для создания биоразнообразия. Мозгу с его нейронными связями не нужно целиком и полностью меняться при каждом генетическом изменении в строении тела. Он приспосабливается к переменам. Именно это свойство мозга помогло эволюции так успешно создавать живых тварей под любые условия обитания. Неважно, что подходит данной среде — копыта или ноги, плавники или руки, хоботы или хвосты, когти или пальцы, — Матери-природе в любом случае не придется прилагать лишних усилий, чтобы приспособить новое существо к нормальной жизни. Эволюция, в сущности, не способна работать по-другому: она попросту не смогла бы так расторопно действовать, не будь ей так легко варьировать строение тел, а мозгу — без труда подстраиваться под эти вариации.

* * *

Столь обширная гибкость мозга объясняет, почему мы так легко водворяемся в новые тела. Вспомним Эллен Рипли, героиню фильма «Чужой». В кульминационной сцене она в смертельной схватке с мерзким, скользким Чужим забирается в гигантский робот-скафандр, который усиливает ее движения мощными металлическими конечностями наподобие человеческих. Поначалу Эллен неуклюже пошатывается, но, немного попрактиковавшись, уже может наносить сокрушительные удары по сочащимся слизью сусалам Чужого. Рипли быстро учится владеть новым гигантским телом, благо ее мозг корректирует взаимосвязи между ее командами скафандру («Замахнуться рукой!») и входными сигналами («Где теперь эта огромная правая ручища?», «Не слишком ли сильно меня кренит влево?»). Подобные новые связи легко усваиваются, что демонстрируют своим примером операторы вилочных погрузчиков, крановщики и хирурги-лапароскописты — все они каждое утро приходят на работу, чтобы ловко управлять своими затейливыми «новыми телами». Обладай мозг Эллен Рипли узкой специализацией управлять только двухметровым человеческим телом стандартного образца, она пошла бы на закуску Чужому.

Мой пример взят из научной фантастики, но принцип, лежащий в его основе, применим к роликовым конькам, одноколесным велосипедам, креслам на колесиках, доскам для cерфинга, сегвеям, скейтбордам и сотням других устройств, которые мы подвязываем, пристегиваем или иным способом прикрепляем к телу в качестве его продолжения. Специфические особенности этих устройств, их вес, сочленения, двигательные возможности и управление ими — словом, все, что мы можем с ними делать, — находят путь к нашему мозгу и встраиваются в его нейронную сеть. На заре авиации пилоты с помощью тросов и рычагов превращали крылатые машины в продолжение своего тела7. Разумеется, нечто очень похожее проделывают современные летчики: их мозг выстраивает внутри себя представительство авиалайнера, воспринимая его как часть тела. То же самое происходит у пианиста-виртуоза, вальщика леса с бензопилой и пилота дрона: мозг встраивает в себя их рабочий инструмент как естественное расширение тела и соображает, как этим инструментом управлять. Трость слепца при движении не просто выставлена вперед, а встроена в его нейронные связи.