Мозг. Как он устроен и что с ним делать

Мы не будем подробно разбирать все звенья этой сложной системы. Предлагаю лишь взглянуть на схему зрительного внимания (рис. 47).





Рис. 47. Схема нейрофизиологических путей, обеспечивающих процессы зрительного внимания



На этой схеме мы видим структуры первого этажа (средний мозг, таламус) и области коры. Важно добавить, что рабочая память обеспечивается префронтальными отделами коры. О них мы уже говорили чуть выше. И именно префронтальные отделы вместе с задними теменными отделами являются направляющей силой, обеспечивающей сознательное удержание внимания на каком-то визуальном объекте. Без них мы не заставим себя долго концентрироваться на чем-то. Вспомните, что происходит с пациентами с нарушениями лобных долей (полевое внимание).

Как вы понимаете, когда в системе столько элементов, она становится довольно-таки хрупкой и уязвимой. Вот почему так часто мы встречаемся с нарушениями внимания не только у детей, но и у взрослых. Это и просто задержки в развитии, сопровождающиеся нарушениями внимания, и СДВГ, и ряд других заболеваний. К примеру, СДВГ обусловлен мутациями генов SNAP25, DAT1, DRD1, DRD2, DRD3, DRD4, DRD5, COMT. Было доказано, что некорректная работа гена SNAP25 может влиять на внимание, а также провоцировать нарушения двигательной активности, вызывая гиперактивность.



Интерес → постпроизвольное внимание

Мы рассмотрели различные химические системы, узнали, что непроизвольное внимание находится преимущественно в структурах среднего мозга, также увидели, что в обеспечении внимания участвуют амигдала, таламус, гиппокамп, структуры лобных долей (префронтальная кора). Непроизвольные формы внимания, а также активизация мозга осуществляются за счет возбуждающих влияний ретикулярной формации. Восходящие активирующие пути ретикулярной формации вызывают электрические колебания в коре головного мозга, повышают подвижность нервных процессов (тормозят одни участки и возбуждают работу других). Также в процессе активного поддержания внимания (и целенаправленных, мотивированных определенной потребностью действий) участвуют структуры лимбической системы. Потому что невозможно обеспечить должный уровень внимания (как и весь процесс обучения) без создания соответствующей мотивации.

Вероятно, некоторые из вас замечали интересный феномен: мы берем какую-то книгу, из нее вылетела закладка (или ее там и не было вовсе), а книга будто бы открывается там, где нам нужно. Мы смотрим и удивляемся: вот совпадение, книга открылась в нужном месте. Тут есть несколько объяснений.

Одно связано с когнитивным искажением приписывать случайному совпадению излишнюю значимость. То есть мы в большей степени заостряем внимание на чем-то, что совпало с нашими ожиданиями, и стремимся найти закономерность. Этим же объясняются ситуации, когда люди ищут подтверждение своей теории (к примеру, существования паранормальных явлений) только в тех моментах, которые ее будто бы поддерживают. Например, вы верите, что гадальные карты говорят правду, и мозг выискивает те ситуации, когда обнаруживались совпадения.

Но если вернуться к книге, случайно открывшейся нужным нам образом, здесь есть два момента. Во-первых, как правило, речь идет о книге, которую вы уже читали или пролистывали. И вполне вероятно, что на этой странице вы задерживались (она может быть лучше разглажена, чем остальные). А во-вторых, сработал эффект постпроизвольного внимания.

Мы уже знаем, что существует непроизвольное внимание (вас отвлекли) и произвольное. Во втором случае вы сами себя заставляете на что-то смотреть или боитесь, что накажут, если не будете внимательны (вспомните школу). Как правило, произвольное внимание связано с внешней мотивацией, когда вас заставляет действовать какой-то внешний стимул (например, нависший над вами строгий учитель). Но есть особая форма внимания – постпроизвольная.

Это такое внимание, которое определяется вашей внутренней мотивацией, то есть когда вы действительно заинтересованы. И если это тот случай, то книгу ваш мозг уже встроил в свою внутреннюю карту. Поэтому вы бессознательно можете открывать ее на нужной мозгу странице. Мозг запоминает гораздо больше, чем нам кажется. Особенно когда есть внутренняя мотивация. О том, как это используется в маркетинге и принятии решений, мы еще отдельно поговорим в третьей части.

То есть в состоянии постпроизвольного внимания деятельность настолько захватывает человека, что ему не требуется значимых ресурсов для поддержания концентрации. Иногда старшеклассники ходят на дни открытых дверей от одного вуза к другому и все не могут выбрать, куда поступать. Единственный способ узнать, чем человек действительно хотел бы заниматься, – обнаружить формы деятельности, при выполнении которых у него возникает постпроизвольное внимание.

Вот начали вы что-то делать и тут же бросили. Потом еще за что-то взялись, позанимались, отошли, переключились, потом вернулись ненадолго, снова отошли. Это явно не ваш вариант. А бывает, что сядете за какое-то занятие – и час прошел, и два, и три, и забыли поесть, а потом снова забыли поесть, и уже ночь надвигается… Произошло смещение мотивации, вы забыли даже о жизненно необходимых потребностях. Почему? Потому что возник интерес.

Интерес можно вырабатывать и искусственно. У мозга есть свойство накапливать некоторый пул фактов, прежде чем формировать модель представлений о чем-то. Так вот, даже если сначала дело неинтересно, со временем, по ходу накопления фактов (и при обязательном подкреплении в виде успешного выполнения задач), будет возникать интерес. Тут работает еще один парадокс: интерес, к сожалению, невозможен без динамической стереотипии. Потому что интерес, как вы увидели, основан уже на чем-то, что нам понятно (сформированы сети распознавания этого).

Согласитесь, трудно заинтересоваться сутью мыслей китайских философов, если прочесть их в оригинале в виде иероглифов. Мозг (если вы, конечно, не первоклассный лингвист-востоковед) сразу же потеряет интерес. У него нет сетей предуготовленного реагирования на получаемые стимулы, то есть набора динамических стереотипов (выдающих ответы на тот или иной иероглиф).

Вот такая замкнутая история внутри нашего мозга. Но если вам интересна философия и вы находите ключ к разгадке иероглифов, сам процесс расшифровки текста со временем может стать вам даже интереснее, чем запрятанные в этом тексте мысли.

Таким образом, интерес – штука управляемая. Главное – начать, а затем два пути. Если совсем не идет, занятие явно не для вас. Если хоть немного собирается картинка, может и до интереса дойти – а там и постпроизвольное внимание не за горами. А оно выгодно мозгу тем, что экономит значительные ресурсы.



Два великих тракта внимания, или Задняя и передняя системы внимания

Ранее мы выяснили, что есть область, ответственная за восприятие лиц. Это кусочек коры мозга называют веретенообразной извилиной. В исследованиях 2012 года обнаружилось: если стимулировать эту область электрическим током небольшой силы, происходит искажение воспринимаемого лица. Испытуемые заявляли, что лица других людей менялись до неузнаваемости. Например, один подопытный сообщил экспериментатору: «Вас теперь настолько не узнать, будто вы превратились в кого-то другого». Как вообще мозг распознает лицо?

Чтобы мозг совершил эту на самом деле непростую операцию, ему необходимо опознать лицо как объект в физическом мире и затем ассоциировать уникальные черты (губы, форма носа, изгиб бровей и так далее) с определенным человеком в «картотеке» памяти.

Как вы наверняка догадываетесь, даже простое распознавание объекта требует задействования и таламуса (куда изначально будет стекаться информация), и первичных зрительных областей коры, и ассоциативных областей. Уже весьма интересная задача.

На самом деле есть еще несколько деталей, о которых уместно сейчас рассказать. После попадания в зрительную кору у информации есть несколько дальнейших путей.

Сигналы, которые отправляются по вентральному тракту (лат. ventros – «живот») в височную долю, определяют, что именно мы видим, то есть категорию объекта. Эти сигналы собирают в мозге из линий-граней, оттенков и теней образ древнеегипетской пирамиды или собачки в ошейнике. Этот путь на жаргоне физиологов называется путь «ЧТО».

А вот чтобы мы смогли составить картину расположения объектов в пространстве, информация от зрительной коры идет в заднюю теменную долю. Этот путь называется дорсальным (лат. dorsale – «спинной»; он идет по спине мозга, если хотите). На том же жаргоне физиологов это путь «ГДЕ». Детальнее оба тракта можно рассмотреть на рис. 48.

Как вы догадались, когда нам нужно распознать чье-то лицо, мы имеем дело с работой тракта «ЧТО». Скажу о нем еще несколько слов. В затылочной области (в зрительной коре) нейроны анализируют и объединяют линии, тени, формы, цвета видимых нами объектов. Есть по ходу этого тракта и узкоспециализированные области. Об одной из них мы уже упоминали – это парагиппокампальная извилина. Она отвечает намного активнее, если вы смотрите на жилища (дома, замки, дворцы).





Рис. 48. Дорсальная (верхняя стрелка) и вентральная (нижняя стрелка) системы внимания (по данным Fox et al., 2006)



Есть и другие области, связанные с распознаванием местностей (и домов на них). Они объединены в сети. Как такие объединения происходят, мы уже рассмотрели на примере ДСМ.

Отдельные области, ответственные за распознавание лиц, также объединяются в сеть. К примеру, в затылочной доле обнаружены области, которые предположительно анализируют и сопоставляют уникальные черты лиц (разрез глаз, форму рта и так далее). Это как бы зона распознавания лиц низшего порядка. И она будет одной из первых по ходу тракта «ЧТО». Далее идет еще ряд зон распознавания лиц в других областях коры мозга. И когда тракт достигает веретенообразной извилины, там уже происходит конечная целенаправленная сборка лица: нос встает на свое законное место, рот занимает пространство над подбородком и так далее. Это как бы конечная зона распознавания лиц.

Чуть дальше по ходу тракта есть область в верхней височной борозде, где, предположительно, происходит распознавание эмоций, видимых на лице собеседника. И, наконец, завершает тракт (по версии ряда ученых) область в передней части височной доли, у которой еще толком и названия нет. Предполагают, что эта зона помогает связать наши представления об идентичности конкретного человека с особенностями его лица. Так мы понимаем, что девочка с большими глазами и синими волосами – Мальвина, а мальчик с длинным тонким носом – Буратино.


Вентральный тракт («ЧТО») участвует в распознавании не только лиц, но и других объектов.

Что касается дорсального тракта («ГДЕ»), внутри него также выделяют специфические области. Этот тракт затрагивает зоны задней теменной области. Считается, что там восприятие (вижу собачку) и фокус внимания (мне уже известно, что она есть и даже может цапнуть) объединяются в единый пласт анализа. Как бы сопрягаются два процесса работы. И здесь на одном нейроне теменной области сходится информация от тысяч других клеток.

Такой нейрон может как бы видеть (анализировать) треть стадиона или даже половину поляны, где бегает собачка. В ходе экспериментов доказано, что многие нейроны теменной области активируются в момент, когда в поле наблюдаемого пространства появляется нечто интересное.

Благодаря изучению людей с синдромом Балинта стало понятно, что теменная кора – одно из ключевых звеньев, обеспечивающих определенный объем удерживаемых в поле внимания предметов в единицу времени. У таких пациентов сильно нарушены функции теменной коры, и они физиологически не способны удерживать в фокусе внимания более одного предмета. К примеру, если такому человеку показывать карандаш, а рядом положить блокнот, ничего кроме первого он замечать не сможет. Если убрать карандаш, а в центр стола подвинуть блокнот, он уже сможет его различить. Более того, в неоднородной среде такие пациенты не в состоянии сфокусировать взор на нужном предмете. Они практически не способны дотянуться до карандаша и забрать его из рук экспериментатора.

Раз уж мы заговорили о дорсальной системе внимания («ГДЕ»), давайте выполним небольшое, но очень полезное упражнение. Устройтесь на стуле поудобнее, закройте глаза и начните считать в уме от 1 до 10. В прямом и обратном порядке. Но каждый раз, считая, попробуйте представлять образ цифры очень четко и ярко. И по мере вашего счета в уме каждая предыдущая цифра должна исчезать. Будто вы пишете цифры мелом на доске, а затем стираете.

Ну что – глаза немного отдохнули?

Важно также, что внимание тесно связано с памятью. Давайте теперь скажем несколько слов о ней.





Память




Когда мы говорим о памяти сегодня, в свете особенностей современного цифрового мира нам важнее не то, сколько мы запомним и сохраним, а как быстро отыщем то, что нужно. Нам необходимо извлечь информацию прямо сейчас, более того – конкретную, самую нужную и уместную. Раньше человек был носителем информации. Это мог быть жрец, философ, ученый, врач. К нему, как к великому оракулу, шли за знанием и трактовкой этого знания.

Современный мир устроен иначе. Роль оракула выполняет «всезнающий» интернет, трактовки нам предлагают популярные статьи, видеолекции, компьютерные анимации. Кроме профессиональных знаний (которые также можно найти в интернете), для современного человека главное – вспомнить самое значимое: где поставил автомобиль, не забыл ли покормить собаку или поздравить кого-то из родственников с днем рождения, все ли из списка купил в магазине. Обычно на забывание таких вещей мы и жалуемся.

К сожалению, нам необходимо признать тот факт, что большинство способов исследования памяти имеют мало общего с тем, как память функционирует в реальной жизни. Запоминание и воспроизведение информации в подобных экспериментах является самоцелью. Но главный ужас заключается в том, что именно экспериментатор решает, какую информацию нужно запоминать испытуемому. Кто сказал, что она ему вообще интересна? Это действительно большая проблема в науке.

Задумайтесь: в большинстве реальных жизненных ситуаций мы храним информацию и вспоминаем ее не ради самого припоминания, как нас просят в эксперименте. Мозг хранит информацию как предпосылку решения стоящей перед ним проблемы. Ему важна работа с информацией для достижения собственной цели (удовлетворения потребности). Простое воспроизведение чего-то не может являться для мозга целью как таковой.

В большинстве случаев припоминания мозг принимает решение о том, какой тип информации полезен для него в данный момент. Это принципиальная вещь, которую исследователи стали понимать не так давно. В будущем это позволит разработать более адекватные способы оценки свойств нашей памяти и помощи ей.

В нейрофизиологии выделяют генотипическую (врожденную) и фенотипическую (умственную) память.

Генотипическая память предопределяет становление безусловных рефлексов, о которых мы много говорили в прошлых главах. Также эта память отвечает за реализацию импринтинга и базовых инстинктов.

Фенотипическая память обеспечивается механизмами обработки и хранения информации, приобретаемой живым существом в процессе жизнедеятельности. А теперь важное: современная нейрофизиология считает память и обучение неотделимыми друг от друга процессами. Самое печальное, что об обоих феноменах мы знаем меньше, чем хотелось бы. Вы, возможно, удивитесь, но в науке до сих пор не существует хоть сколько-нибудь приличного определения для понятия «обучение».

Сегодня мы знаем, что обучение – это сложный комплексный процесс. С позиций физиологии обучение является результатом совпадения двух ассоциируемых раздражителей (факторов) во времени. Учитель показывает на доске цифру «5» и говорит «пять». В мозге происходит совпадение изображения и звукового эквивалента.

В некоторых случаях обучение – предшествование сигнала подкреплению. Собаку обучают команде «лежать». Если она ее правильно выполняет, то получает корм. Животному дают звуковую команду, и оно ложится – один факт; затем ему предлагают еду – второй факт. Происходит совпадение, на основе которого и разучиваются навыки, команды, усваивается новая информация.

Мы будем понимать под обучением модификацию поведения в результате полученного опыта. Как она происходит, мы увидим далее.

Просто подумайте: организму или конкретно вам нет смысла что-то разучивать, если это не влечет никаких изменений. В природе все рационально. Например, однажды вы обедали и случайно (хотя ведь неслучайно!) подавились крошкой во время разговора. В следующий раз вы либо уже не будете разговаривать за столом, либо (как минимум) станете вести себя осторожнее. Произошла модификация поведения. Если ее не случилось – значит, не случилось и обучение. Как вы догадываетесь, активнее обучение происходит у тех людей, чья память работает эффективнее, у кого она быстрее, объемнее.

Поэтому опытные кинологи сразу видят – умная перед ними собака или нет. Достаточно двух-трех поведенческих тестов (анализирующих скорость модификации поведения), и становится ясно, насколько собака в принципе обучаема.

Вот почему мы считаем процессы обучения и памяти спаянными. В совокупности с вниманием и другими когнитивными функциями они представляют собой так называемый природный интеллект. Таким образом, свойства памяти напрямую влияют на интеллектуальную функцию мозга.



Немного из истории исследований памяти

История исследований памяти так же необычна и странна, как и сам феномен хранения мозгом информации.

Первые серьезные попытки разобраться в свойствах человеческой памяти были предприняты в XIX веке такими выдающимися умами, как Жан Мартен Шарко и Теодюль Рибо.

Шарко одним из первых обратил внимание на то, что воспоминания можно перезаписывать и таким образом лечить больных истерией. И он же одним из первых заявил, что люди с истерией более подвержены гипнозу.

Шарко был поистине гениальным невропатологом. Только такой выдающийся человек мог из кухни (в буквальном смысле слова) сотворить лекторий для обсуждения самых смелых научно-исследовательских замыслов. Ведь медицинский факультет Парижского университета не предложил ему для лектория ничего, кроме старой кухни в одном из корпусов. Параллельно с этим Шарко создавал на базе полузаброшенного приюта Сальпетриера настоящий научный центр. И уже через семь лет его назвали Меккой неврологии. К Шарко стекались пациенты со всего мира. Его стали негласно называть царем врачей. Сам Зигмунд Фрейд искал встречи с ним.

Именно Шарко заставил мировое медицинское сообщество обратить пристальное внимание на работы Джеймса Паркинсона, по имени которого названа сегодня всем известная болезнь. Работы Паркинсона оставались незамеченными вплоть до его смерти. Но Шарко не позволил предать труды ученого забвению, сделав акценты на них в своих научных эссе.

Другой, не менее значимый в своей области, французский философ и педагог Теодюль Рибо заложил в европейских школах традицию широкого применения экспериментального метода в психологии. Рибо настаивал на том, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы. Благодаря этому мы смогли понять, как «выпадение» из нормальной работы тех или иных структур мозга может влиять на психику и поведение человека. Один из способов выявить природу функции какой-то структуры в системе – увидеть что происходит, когда она ломается.

Рибо писал, что при старении первыми страдают воспоминания, которые принадлежат недавней памяти. Чем глубже мы погружаемся в ранние детские воспоминания, тем более прочными они оказываются.

Важно сказать, что долгое время память вообще целенаправленно не делили на виды. Но Рибо заговорил о том, что воспоминания о разных событиях (в зависимости от степени давности) воспроизводятся по-разному.

Несомненно, проблемами памяти занимались не только во Франции, но и в других странах.

В конце XIX столетия в Германии психолог Герман Эббингауз проводил исследования человеческой памяти. Он был одним из первых, кто захотел измерить не только объем, но и долговечность памяти статистическим способом. Эббингауз раскладывал перед испытуемыми наборы карточек с записанными на них слогами. Причем эти слоги были лишены всякого смысла (например, «кас», «вит», «гет»). Затем он просил испытуемых воспроизвести увиденные слоги. Анализируя ответы, он заметил интересную закономерность. В первые минуты испытуемый был способен воспроизвести почти всю информацию наборах карточек, но за 15–20 минут объем сохраняемой информации очень быстро падал (до 30–40 %). Когда же он проверял испытуемых через недели и даже месяцы, оказывалось, что остаточная память сохранялась крайне долго. Она составляла 20 % от изначального объема.