Мозг и разум в эпоху виртуальной реальности - Со Ёсон

Наблюдалось несколько исключительных случаев, когда реакция определенных областей мозга на внешние раздражители происходила не только в одном месте. Во-первых, деятельность коры, расположенной в задней части головного мозга, может проецироваться в переднюю или верхнюю часть коры головного мозга и воздействовать на нее. Или наоборот, передняя и верхняя могут воздействовать на заднюю часть. Во-вторых, недостаточно одного стимула, который бы поступил в соответствующую область коры, и информация, которая была получена благодаря этому стимулу, может быть дополнена теми данными, которые находились в коре до этого. В-третьих, существует конкуренция между нейронами, в результате которой одни нейронные комплексы, в конечном счете одолевают и побеждают другие нейроны, это, к примеру, может проявляется как сознательное явление, подобное вниманию.

Внимание (attention) – это познавательный процесс, который фокусируется только на одном из множества объектов. С точки зрения нейрона, можно это можно назвать концепцией селективного отбора, потому что в рамках деятельности головного мозга нейроны объединяются, и конкуренция прекращается. Если мы ставим себе цель, то при этом не уделяется внимание тем объектам, которые противоречат нашей цели. Таким образом, различаются центральные и периферические раздражители, а также подразумевается, что сознание и внимание разделены.

Для формирования избирательного внимания необходимо выполнить два предварительных условия. Во-первых, это – нисходящее (активное, top-down) внимание[251]. Для его деятельности нужно отчетливо видеть окружающую среду и все окружающие объекты. То есть не только цвет, размер, форму, движение и прочие характеристики одного объекта, которые отличаются от других объектов, но также в первую очередь должно отмечаться положение объекта. Оказывается, что движения зрачка тесно связаны с движением внимания, и что нервные контуры, связанные с движением внимания, и нейронные контуры, связанные с движением внимания, также оказываются связанными.

Даже явления, не связанные с избирательным вниманием, иногда оказывают избирательное воздействие, например, мы можем представить какой-то объект, прямо сейчас посмотрев на другой объект. Это означает, что внешний физический объект не существует для нас сам по себе, даже если он является триггером распознавания, например, для глаз. В мозг поступает очень много информации, и мозг игнорирует часть входящей информации, фокусируясь на чем-то конкретном. То, что нейроны не загружают все входящие сенсорные данные в процесс восприятия, предотвращает перегрузку мозга.

Кроме того, нейроны не могут анализировать все данные: неспособность видеть изменения (change blindness) или слепоту по невниманию (inattentional blindness)[252] можно назвать своего рода предостерегающими ошибками. Например, когда мы идем по направлению к какому-то месту, и путь сначала кажется свободным, но мы вдруг сталкиваемся с проходящим мимо пешеходом. Или можно в качестве примера привести случаи, когда иллюзионист или фокусник отвлекает внимание аудитории и фактически выдает вполне реальные события под магические действия, играя на невнимательности зрителей.

Хотя все признаки впервые появляющегося перед нами объекта анализируются органами чувств, нет никакой гарантии, что соответствующие нейроны будут напрямую связаны друг с другом. Эта связь также может быть временной. Иногда мозг может прийти в смятение, когда перед наблюдателем появляется сразу несколько объектов. Это происходит потому, что различные области коры, связанные с распознаванием формы, цвета и составом объекта, активируются одновременно. Так что мы можем по-разному воспринимать различные объекты или характеристики разных предметов. Эта ошибка связи часто возникает, когда нужно быстро выразить результат восприятия.

Нисходящее внимание играет решающую роль в интеграции восприятия. Первоначально нервная деятельность в мозге превращает внешний мир в представления. Внешний объект, такой, как человеческая фигура, активирует различные группы нейронов при помощи органов чувств и таким образом рождает в нашем мозге гамма волны. Но даже в рамках столь сложного процесса восприятие остается единым. Факторы, способные повлиять на нисходящее внимание, включают в себя гены, которые были переданы родителями еще при рождении, а также процессы развития и обучения, с которыми сталкиваются люди уже в течение жизни. Особенно в рамках обучения и получения опыта, никогда не встречавшийся нам объект кажется нам незнакомым, а привычные нам объекты, наоборот, знакомыми.

Во-вторых, восходящее (bottom-up) внимание связано не с цветом или расположением объекта, а с тем, что внутреннее свойство самого объекта проявляется вовне. Даже если мы не намеренно не концентрируем внимание, и окружающие нас объекты не активны, восходящее внимание может быть задействовано в случае, если объект обладает особыми свойствами.

Таким образом, внимание формируется путем сочетания временного восходящего внимания, основанного на необыкновенности объекта для воспринимающего, и постоянного восходящего внимания, основанного на произвольности. Восходящее внимание естественно, но носит временный характер, а нисходящее внимание произвольное, но оно работает постоянно[253]. До того, как внимание повлияет на работу зрения, требуется от нескольких сотен миллисекунд до 0,5 секунды.

Избирательное внимание характеризуется восприятием основных и важных элементов. Та же самая повседневная среда разворачивается перед нашими глазами каждый день, но все сцены проходят мимо нас, не будучи воспринятыми в деталях. Это обусловлено тем, что человеческое сознание воспринимает каждую сцену как некую точку или кадр. Восприятие формируется именно так в связи с характером деятельности так называемых ключевых нейронов. Деятельности ключевых нейронов отдается преимущество, нежели деятельности других нейронов. В головном мозге, как будто в стиле фотографии-виньетки (vignette), основные детали и остальное окружение разделяются ключевыми нейронами, то есть они как бы фокусируются на чем-то, и оно будет представлено четко и ясно, а фон, то есть ненужные детали, будет размытым. При этом в мозг поступают не только важные детали, но и вся картина в целом. НКС префронтальной коры головного мозга стимулирует уже более высокие области восприятия, нежели простые области восприятия мозга. Другими словами, точка, которую мы называем основной деталью, становится семантически выше, чем другие объекты.

В таком случае давайте посмотрим на нейронную основу внимания: внимание необходимо для восприятия и рассуждения, но мы не можем упускать из виду тот факт, что мы не замечаем абсолютно все предметы, которые входят в наше после зрения. Бесчисленные фрагменты информации поступают в мозг, но мы не осознаем всего этого потока данных. Другими словами, преобладающая группа нейронов возникает в сознании из ряда сосуществующих и расползающихся параллельно друг другу групп нейронов. Следовательно, внимание вбирает в себя особенности объектов, которые не имеют явных нейронных представлений, а также запускает конкуренцию между ними, если появляется несколько различных представлений. Объединение характеристик объекта противоречит принципу неопределенности Гейзенберга. Другими словами, чем больше стимулов получает мозг, тем больше он меняется. После более интенсивного стимулирования мозга нейроны постепенно становятся более точными в своей работе и кодируются соответствующим образом. Затем, благодаря динамическому взаимодействию и фокусировке, нейроны превращаются в единую систему. Так как же мозг последовательно обеспечивает внимание и восприятие? Благодаря преобладанию восходящего и нисходящего внимания в передней части коры выживают именно доминирующие коалиции нейронов. И фокус внимания координирует реакцию всей коры головного мозга и таламуса.