Джеф Хокинс - Об интеллекте

Большинство исследователей зрения игнорируют саккады и быстрые изменения визуальных паттернов. Работая с обездвиженными животными, они изучают, как возникает зрение, когда бессознательное животное фиксирует взгляд в точке. Поступая так, они уходят от временного измерения. Нет ничего ошибочного в этом принципе; исключение переменных — базовый элемент научной методологии. Но они выбрасывают центральный компонент зрения, из которого оно состоит. Время должно занимать центральное место в нейрофизиологическом учете зрения.

Говоря о слухе, мы думаем о временном аспекте звука. Для нас интуитивно очевидно, что звуки, речь и музыка изменяются во времени. Вы не можете услышать всю песню сразу же, также как не можете мгновенно услышать произнесенное предложение. Песня существует только во времени. Таким образом, мы обычно не думаем о звуке, как о пространственном паттерне. В некотором смысле это инверсия случая со зрением: временной аспект сразу же очевиден, но пространственный аспект менее очевиден.

Слух также имеет пространственный компонент. Вы конвертируете звуки в потенциалы действия в свернутом кольцами органе в ухе, называемом улиткой. Крошечный, непрозрачный, свернутый в спираль и встроенный в самую твердую кость тела височную кость, улитка была дешифрована более чем полстолетия назад Венгерским физиологом Джорджем фон Бекси. Строя модель внутреннего уха, фон Бекси открыл, что каждая компонента слышимого вами звука заставляет вибрировать участок улитки. Высокочастотные тоны заставляют вибрировать жесткое основание улитки. Низкочастотные тоны заставляют вибрировать свободную и самую внешнюю часть улитки. Средние частоты вызывают вибрацию в промежуточных сегментах. Каждая площадка улитки усеяна нейронами, которые возбуждаются, когда их встряхивает. В повседневной жизни ваши улитки вибрируют на большом количестве частот одновременно. Таким образом в каждый момент времени имеется новый пространственный паттерн возбуждений по длине каждой улитки. Каждый момент времени новый пространственный паттерн пробегает по слуховому нерву. Снова мы видим, как эта сенсорная информация сводится к пространственно-временным паттернам.

Люди обычно не думают об осязании, как о пространственном феномене, но это во всех отношениях как временной, так и пространственный паттерн. Вы можете провести эксперимент, чтоб самим убедиться. Попросите друга сложить руку в виде чашки, ладонью вверх, и закрыть глаза. Поместите маленький обычный предмет в его ладонь — кольцо, ластик, или еще что-либо — и попросите его определить что это, не двигая частями руки. У него не будет другой подсказки кроме как вес или, возможно, большой размер. Затем попросите его продолжать держать глаза закрытыми, и двигать пальцами по объекту. Скорей всего, он сразу же определит. Позволив пальцам двигаться, вы добавили время к сенсорному восприятию осязания. Есть прямая аналогия между фовеальной областью в центре вашей сетчатки и вашими пальцами, и то и другое обладают высоким разрешением. Таким образом, осязание также подобно песне. Ваша способность использовать осязание сложным образом, такое как застегивание рубашки или отпирание двери в темноте, зависит от изменяющихся во времени паттернов чувства осязания.

Мы учим наших детей, что у человека пять чувств: зрение, слух, осязание, обоняние и вкус. В действительности у нас их больше. Зрение больше похоже на три чувства: чувство движения, ощущение цвета и ощущение освещенности. В осязании присутствуют давление, температура, боль и колебания. У нас также есть целая система сенсоров, говорящих нам о положении нашего тела и о углах сгиба суставов. Она называется проприоцептивной системой ( proprio — имеет тот же латинский корень, что и proprietary — «собственность» и property — «свойство»). Вы не сможете двигаться без них. У нас также есть вестибулярный аппарат во внутреннем ухе, который дает нам ощущение равновесия. Некоторые из этих чувств богаче и более очевидны для нас, чем другие, но все они поступают в наш мозг как потоки пространственных паттернов, распределенные во времени по аксонам.

Ваш кортекс в действительности не знает и не чувствует мир напрямую. Единственная вещь, которую знает кортекс — это потоки паттернов на входных аксонах. Ваше восприятие мира создано из этих паттернов, включая ваше ощущение самого себя. Фактически, ваш мозг не может напрямую узнать, где кончается ваше тело и начинается мир. Нейрофизиологи, изучающие отображение тела, обнаружили, что наше ощущение самих себя более гибкое, чем нам кажется. Например, если я дам вам маленькие грабли и заставлю использовать их для того, чтоб брать и хватать вместо того, чтоб делать это руками, скоро вы почувствуете, что они стали частью вашего тела. Ваш мозг изменит его ожидания, приспосабливаясь к новым паттернам тактильной информации. Грабли станут буквально встроенными в образ вашего тела.

Идея, что паттерны от различных чувств эквивалентны внутри вашего мозга, является совершенно неожиданной, и хотя она вполне понятна, она до сих пор не оценена по достоинству. Вот еще несколько примеров. Первый вы можете воспроизвести в домашних условиях. Все что вам необходимо — это напарник, устойчивая картонная ширма и муляж руки. Если вы производите этот эксперимент в первый раз, было бы идеальным, если бы у вас была резиновая рука, наподобие тех, что продаются на распродажах перед Хеллоуином, но также сработает, если вы просто обведете вашу руку на листе чистой бумаги. Положите вашу настоящую руку на поверхность стола в нескольких дюймах от фальшивой и выровняйте их одинаково (чтобы кончики пальцев были в одном направлении, ладони либо обе вверх, либо обе вниз). Затем поставьте ширму между двумя руками, так чтобы вы видели только фальшивую руку. Пока вы пристально глядите на фальшивую руку, работа вашего напарника — одновременно постукивать по обеим рукам в соответствующих точках. Например, ваш напарник мог бы постукивать по обоим мизинцам от сустава к ногтю с одной и той же скоростью, затем сделать три быстрых постукивания по второму суставу обоих указательных пальцев с одинаковыми промежутками, затем постукивать по окружности по тыльной стороне каждой руки и т. п. Через некоторое время области вашего мозга, где сходятся визуальные и соматосенсорные паттерны — одна из тех ассоциативных областей, о которых я упоминал ранее в этой главе — станут сбиты с толку. Вы действительно будете чувствовать прикосновения к фальшивой руке, как будто она ваша собственная.

Другой замечательный пример «эквивалентности паттернов» называется сенсорной подстановкой. Это может совершить революцию в жизни людей, потерявших зрение в детстве, и может когда-нибудь стать благом для людей, родившихся слепыми. Это также может породить новую технологию человеко-машинного интерфейса для остальных.