Фокусы мозга: Как нейронаука объясняет иллюзии восприятия - Хорди Ками

механизма, который готовит мозг к мышлению, рассуждению и принятию решений [3]. Как будет объяснено ниже, это так называемые творческие процессы: они считаются ретроспективными, то есть основанными на полученной ранее и хранящейся в памяти информации, и являются дедуктивными, то есть наше восприятие опирается на предположения, исходя не только из имеющихся сенсорных данных. При такой обработке стратегическую роль играет уникальная человеческая способность — язык: он позволяет нам не только общаться друг с другом, но также мыслить абстрактно и строить классификации.

Как уже говорилось, большая часть этих процессов — автоматические и неосознаваемые, и происходят они в результате сложного взаимодействия между регистрацией сенсорных стимулов и последующими процессами внимания и восприятия, которые будут подробно описаны далее.

Рассмотрим в общих чертах, как устроены процессы восприятия информации и внимания. Мы воспринимаем внешние стимулы посредством памяти особого типа — сенсорной. Сенсорная память на короткое время удерживает ощущения — те первые впечатления о реальности, что воспринимаются органами чувств как свет, цвета, запахи и звуки. Эти ощущения мимолетны, и лишь малая часть того, что мы регистрируем, будет обработана позже. Например, вы приходите в ресторан, делаете заказ, а через несколько минут оказывается, что не помните, кто из официантов его принял.

Мозгу приходится выбирать нужное среди всей информации, которую он постоянно получает, и для этого он использует процесс фильтрации и концентрации, который мы называем «внимание». Чтобы сфокусировать внимание, мозг использует кратковременную память, объем которой ограничен. Когда внимание сосредоточено, мозг может перейти к следующему этапу — восприятию.

Восприятие — это процесс, определяющий смысл, пользу, ценность и эмоциональную значимость ощущений, на которых мы сосредоточили свое внимание. Смысл приобретается путем интеграции, согласования, категоризации и распознавания этих ощущений на основе вероятностных умозаключений — иными словами, выстраивая предположения на основе долговременной памяти.

Все когнитивные процессы, необходимые для интерпретации реальности, имеют общее уникальное свойство — они достигают большой точности, опираясь на минимальное количество информации: «Мне нет нужды останавливаться на конкретной форме тысяч черных волосков в контрасте с таким же числом желтых — мне важно понять, что это тигр, и убежать прочь» [4].

Одним словом, восприятие — это творческий процесс.

Из всего потока информации, который мы получаем через органы чувств, воспринимается лишь небольшая часть: обычно та, на которую мы по какой-то причине обращаем внимание. Например, войдя в ресторан, мы сталкиваемся с огромным количеством информации, однако неизменно ищем глазами метрдотеля или официанта, чтобы он направил нас к столику. Наше внимание будет сосредоточено в основном на людях, которые, согласно имеющимся у нас знаниям, могут относиться к этой категории, и сознательно воспринимать мы будем только таких людей, отбрасывая практически все остальное. Такова траектория «ощущение — внимание — восприятие», посредством которой формируются осознаваемые мысли. И на каждом этапе этой траектории различные типы памяти должны действовать согласованно.

Рис. 3.1. Типы памяти

Таким образом, разные типы памяти не только служат для сохранения воспоминаний и выученных знаний и навыков, но и участвуют в восприятии и конструировании реальности. Кроме того, они придают нашему существованию ощущение непрерывности. Мы можем представить или предвосхитить будущее, только если мозг опирается на воспоминания. Именно поэтому иногда говорят, что все, что мы чувствуем и думаем, — это сумма наших воспоминаний (рис. 3.1).

А значит, воспоминания определяют нашу личность.

Как работают разные типы памяти

Разные типы памяти не только инструменты для архивирования воспоминаний и обучения. Они необходимы также, чтобы говорить, думать, понимать настоящее, рисовать варианты будущего, планировать, представлять себя и принимать решения. Поэтому мы говорим не об одной памяти, а о многих ее видах, так как все они отражают существование в мозге разных механизмов управления информацией.

Физически память представляет собой нейронные сети, распределенные по всему мозгу. Конкретному стабильному воспоминанию соответствует активация группы нейронов, которые связаны и синхронизированы друг с другом — когда-то это назвали энграммой.

В зависимости от связей один и тот же нейрон может входить в разные сети памяти. Как уже говорилось в главе 2, сегодня мы знаем, что синхронизация и связь — родственные понятия и что процесс обучения укрепляет связи между нейронами, приводя к структурным и функциональным изменениям в нейронных сетях, образующих базовые единицы когнитивной информации. В свою очередь, при вспоминании эти изменения активируются и модифицируются.

Мы уже отмечали, что около 85 миллиардов нейронов мозга соединены друг с другом миллиардами связей. Такая пластичность синаптических связей — основа богатства и многогранности процессов памяти.

Рассмотрим эту идею подробнее. Одни связи между нейронами прочные и долговечные, а другие — слабые. Это разнообразие делает возможными различия в организации памяти разных видов. Так, при кратковременной памяти связи слабы и существуют недолго, а при долговременной памяти происходит синтез новых белков, благодаря чему формируются нейронные сети с устойчивыми долговременными связями.

При частой стимуляции нейронов в определенной сети памяти число синаптических связей между ними увеличивается, а сами связи становятся прочнее. Это явление называется «долговременная потенциация» и объясняет важность повторения и обучения как основы для формирования стойких воспоминаний.

И напротив, если к воспоминанию не обращаться, то со временем связи ослабевают, и оно стирается, как мы увидим в главе 8.

Сколько же типов памяти можно выделить, если учитывать все эти свойства?

Согласно известной модели памяти Аткинсона — Шиффрина, процессы управления информацией состоят из трех фаз, или больших типов памяти: сенсорной, кратковременной и долговременной [5].

По практическим соображениям мы будем придерживаться этой классификации. Однако мы безусловно признаем, что реальность намного сложнее, а различные механизмы и типы памяти накладываются друг на друга и действуют согласованно.

Рассмотрим эти типы памяти подробнее.

Сенсорная память

Сенсорная память — это неосознаваемая и крайне кратковременная форма памяти, которая на очень непродолжительное время (десятые доли секунды) удерживает информацию, поступающую в мозг от органов зрения, слуха, обоняния, вкуса или осязания. Память этого типа записывает информацию мгновенно и может отсеивать значительную ее часть, чтобы сохранить только то, что имеет для нас значение.

У нас есть несколько видов сенсорной памяти, соответствующих разным органам чувств. Самые важные из них — это иконическая (зрительная) память, которая длится доли секунды, эхоическая (слуховая), которая длится несколько секунд, и тактильная (осязательная) — считается, что подобные воспоминания исчезают спустя примерно две секунды.

Сенсорная память делает возможной так называемую иллюзию непрерывности — стратегию мозга, которая дает нам целостное видение реальности. Так, иконическая (зрительная) память помогает формировать связные и