Джеф Хокинс - Об интеллекте

Другой пример — обучение чтению музыки с листа. Поначалу вам приходится концентрироваться на каждой ноте. Практикуясь, вы начинаете узнавать общие нотные последовательности, затем целые фразы. После достаточно долгой практики вы как бы совсем не замечаете отдельных нот. Нотная запись только напоминает вам о глобальной структуре пьесы; детальные последовательности запоминаются на самых нижних уровнях иерархии. Этот тип обучения возникает и в моторной, и в сенсорной областях.

Необученный мозг медленнее распознает информацию и медленнее формирует моторные команды, потому что воспоминания, используемые в этих задачах, находятся в нем на верхних уровнях иерархии. Информация должна пройти весь путь вверх и вниз, возможно многочисленными путями, чтобы разрешить конфликты. Нейронным сигналам требуется время, чтобы пропутешествовать вверх и вниз по кортикальной иерархии. Необученный мозг еще не сформировал сложные последовательности на верхнем уровне, и, следовательно, не может распознавать и воспроизводить сложные паттерны. Необученный мозг не может понимать высокоуровневую структуру мира. По сравнению с взрослыми, речь ребенка проста, его музыка проста и его социальные взаимодействия просты.

Если вы изучаете определенный набор объектов снова и снова, ваш кортекс переформирует воспоминания для представления этих объектов в нижней части иерархии. Это освобождает верхнюю часть для изучения более тонких, более сложных отношений. Согласно теории именно так появляются эксперты.

В моей работе по разработке компьютеров, некоторые люди удивляются тому, как быстро я могу взглянуть на изделие и увидеть проблемы, присущие его конструкции. После 25 лет разработки компьютеров у меня сформировалась более-чем-средняя модель следствий, ассоциированных с мобильными вычислительными устройствами. Аналогично, опытные родители могут с легкостью узнать, отчего расстроился их ребенок, тогда как начинающие родители могут прилагать все усилия для разрешения ситуации. Опытный бизнес-менеджер может с легкостью увидеть недостатки и преимущества структуры организации, тогда как новичок просто не может понять этих вещей. У них одна и та же информация, но модель новичка недостаточно сложна. Во всех этих и тысячах других случаев мы начинаем обучение с базовых, простых структур. С течением времени мы продвигаем наши знания вниз по кортикальной иерархии и, следовательно, мы получаем возможность изучения высокоуровневых структур. Именно знание высокоуровневых структур делает нас опытными. У экспертов и гениев мозг видит структуру структур и паттерны паттернов, чего не могут другие. Вы можете стать экспертом практикуясь, но определенно существует генетическая компонента и для талантов и для гениев.

Под кортикальным слоем лежат и взаимодействуют с ним три больших мозговых структуры. Это базальные ганглии, мозжечок и гиппокамп. Все три существовали до неокортекса. В общем мы можем сказать, что базальные ганглии это примитивная моторная система, мозжечок — изучает точные временные соотношения между событиями, а гиппокамп — хранит память о конкретных местах и событиях. В некоторой степени неокортекс взял на себя их исходные функции. Например, человек, рожденный без большей части мозжечка, будет испытывать трудности в определении временных интервалов и должен будет применять больше сознательных усилий при движении, но во всем остальном он будет практически нормальным.

Мы знаем, что неокортекс отвечает за все сложные моторные последовательности и может напрямую контролировать конечности. Это не значит, что базальные ганглии не важны, просто неокортекс берет на себя большую часть моторного управления. Поэтому я описал общие функции неокортекса независимо от базальных ганглий и мозжечка. Некоторые ученые могут не согласиться с этим предположением, но именно его я использовал в этой книге и своей работе.

С гиппокамп, однако, другое дело. Это одна из наиболее глубоко изученных областей мозга, потому что в нем суть формирования воспоминаний. Если вы потеряете обе половинки гиппокампа (как и многие другие части нервной системы, он существует и в левой, и правой стороне мозга), вы потеряете способность формировать новые воспоминания. Без гиппокампа вы сможете продолжать говорить, ходить, видеть и слышать, и на коротких промежутках времени будете казаться нормальным. Но, фактически, вы глубоко неполноценны: вы не можете запомнить ничего нового. Вы можете помнить друзей, которых вы знали до потери гиппокампа, но вы не можете запомнить ни одного нового человека. Даже если вы встречаете доктора пять раз в день в течение года, каждый раз был бы для вас как первый раз. У вас не было бы воспоминаний о событиях, которые произошли после потери вами гиппокампа.

На протяжении многих лет не хотелось думать о гиппокампе, потому что он не имел для меня смысла. Понятно, что он необходим для обучения, но он не является конечным хранилищем большинства наших знаний. Им является неокортекс. Классическая точка зрения на гиппокамп заключается в том, что там формируются знания, а затем в течение нескольких дней недель или месяцев эти новые знания переносятся в неокортекс. Это мне ничего не говорило. Мы знаем, что зрение, слух, осязание — все наши сенсорные потоки — поступают прямо в сенсорные области кортекса без предварительного прохождения через гиппокамп. Мне казалось, что эта сенсорная информация должна автоматически формировать новые знания в кортексе. Почему же нам для обучения нужен гиппокамп? Как такая отдельная структура, как гиппокамп, может взаимодействовать и опережать обучение в кортексе, только в последствии передавая информацию обратно в кортекс?

Я решил отложить гиппокамп, надеясь, что наступит день, когда его роль для меня прояснится. Этот день настал в 2002 году, практически в то время, когда я только начал писать эту книгу. Один мой коллега из Института Нейронаук в Редвуде, Бруно Ольшозен, указал, что соединения между гиппокампом и неокортексом наводят на мысль, что гиппокамп является самой верхней областью кортекса, а не отдельной структурой. С этой точки зрения гиппокамп занимает верхушку неокортикальной пирамиды, самый верхний блок на рисунке 5. Неокортекс появился на эволюционной сцене в промежутке между гиппокампом и остальными структурами мозга. Несомненно, такая точка зрения на гиппокамп, как на вершину кортикальной иерархии, был уже известен; просто я об этом не знал. Я поговорил с несколькими экспертами по гиппокампу и попросил их объяснить, как эта структура в форме морского конька может предавать знания в кортекс? Никто не смог объяснить. И никто не упомянул о том, что гиппокамп является вершиной кортикальной пирамиды, возможно потому что гиппокамп не только сидит на верхушке кортикальной пирамиды, но также напрямую соединяется с многими другими частями мозга.