Обучение по Хеббу
Ученые предпринимали множество попыток понять такое свойство, как обучаемость. Основной фокус здесь направлен на электрохимические импульсы, отвечающие за получение новых знаний и опыта и за их хранение в мозге. Проще говоря, когда мы храним информацию у себя в мозге для последующего использования, мы создаем память. Вопрос о том, как именно происходит этот процесс, породил множество споров, но один из теоретиков представил наиболее правдоподобное на сегодняшний день объяснение.
В 1970-е годы доктор философии Дональд Хебб, канадский нейропсихолог, выдвинул теорию обучения и запоминания, основанную на природе синаптических трансмиссий в центральной нервной системе (см. главу 2). Согласно Хеббу, когда мы получаем новую информацию, мы меняем взаимоотношения между нейронами.
Подумайте о двух неактивных соседних нейронах (это также могут быть скопления нейронов), которые не связаны ничем, кроме местоположения. Когда нейрон A активируется, или включается, через мозг проносится электрохимический импульс (представьте грозу, вырабатывающую разряд молнии). Это влияет на неактивный соседний нейрон Б и облегчает создание новой синаптической связи между ними. Когда два соседних нейрона запускаются одновременно в нескольких случаях, синапсы между ними изменяются химически. Их измененное состояние означает, что, когда один из них зажигается, это ускоряет запуск другого. Со временем связь между ними становится настолько сильной, что они зажигаются одновременно в совместной реакции вместо случайной. Им свойственно объединяться и устанавливать более длительные и богатые взаимоотношения, и в дальнейшем они будут стрелять в тандеме с большей легкостью, чем раньше. В итоге нейроны, которые зажигаются вместе, скрепляются. На рис. 6.1 представлена модель Хебба.
Рис. 6.1. Согласно модели Хебба, сильный помогает слабому. Когда нейрон А зажигается (сильный сигнал) и становится возбужденным, нейрон Б (слабый сигнал) становится более легко возбудимым и сила синаптической связи при нейроне Б повышается. Как только нейрон А помогает укрепить связь с нейроном Б, они с большей готовностью зажигаются в тандеме и их связь усиливается
Чтобы такое случилось, нам нужно включить нейрон или скопление нейронов, уже синаптически связанных в нашем мозге. Тогда, если один нейрон и не стимулируется, ему будет легче создать новую синаптическую связь с группой нейронов по соседству, которые уже выстреливают в возбуждении.
Представьте, что вы хотите научиться водить мотоцикл. Если вы когда-то катались на велосипеде, у вас уже имеются скопления нейронов, связанных в вашем прошлом, когда вы учились держать равновесие на двух колесах. Когда вы начинаете водить мотоцикл, эти предварительно скрепленные скопления нейронов, все еще хранящие ваш опыт, зажигаются и вы вспоминаете, как держать равновесие и в какую сторону наклоняться на повороте. И хотя вождение мотоцикла потребует от вас усвоить, как переключать скорость, включать тормоз и т. п., что отличается от вождения велосипеда, вы обнаружите, что освоить мотоцикл легче, чем если бы вы никогда не катались на велосипеде, потому что самая важная часть нового опыта уже вам знакома.
Принцип «зажигаться вместе – значит скрепляться» объясняет, как мы можем добавлять новые знания и опыт в наш мозг. Обучение – это построение новых отношений между нейронами, а запоминание – это поддержание социальной активности в этих отношениях.
Нам становится легче запоминать, обращаясь к тому, что мы уже усвоили, поскольку в следующий раз, когда активируется нервная сеть, она будет включать новую связь и они все зажгутся вместе сильнее и легче.
Нервные сети развиваются в результате постоянной активации.
Если теория Хебба верна, тогда у нас уже должно иметься известное (более сильный сигнал), чтобы усвоить что-то неизвестное (более слабый сигнал). Мы должны использовать существующие нервные цепи, отвечающие за то, что нам знакомо – то, что мы уже усвоили и синаптически закрепили на своем месте, – чтобы усвоить что-то незнакомое. Обучение по Хеббу утверждает, что легче создать новую связь в мозге путем включения существующих нервных цепей; когда они активированы, мы можем добавить новый стежок к живой ткани нейронных связей.
Мы осуществляем этот процесс посредством ассоциаций. Усваивая что-то по ассоциации, мы опираемся на то, что уже отложено в памяти и закреплено в мозге, чтобы добавить к этому новую связь. Включая существующие нервные цепи, имеющие отношение к новому предмету, мы легче его усваиваем.
Значит, при рождении нам нужны заранее предустановленные нервные цепи, чтобы надстраивать их дальше для формирования новых цепей. И поэтому, вопреки мнению Аристотеля, мы при рождении не чистая табличка, на которой внешняя среда оставляет отметку. Теперь мы знаем, что синаптические связи формируются с немыслимой скоростью уже во время внутриутробного развития. Мы рождаемся с заранее загруженными воспоминаниями, служащими строительными блоками, из которых мы начинаем строить свою жизнь. Но откуда исходят эти воспоминания, позволяющие нам обучаться сразу же после рождения?
Генный фактор: долговременный и кратковременный
Как мы узнали из главы 5, синаптические паттерны, унаследованные нами на генетическом уровне (активируемые через выборку или указания), делают возможной нашу жизнедеятельность во внешней среде. Многим из них мы обязаны своим выживанием. Например, мы приходим в этот мир с предрасположенностью кричать при дискомфорте – вызван ли он голодом, жаждой, холодом, чрезмерной жарой или любым другим ощущением, беспокоящим нас. Все здоровые представители нашего вида рождаются с относительно схожими, универсальными отделами неокортекса, отвечающими за особые свойства и поведенческие признаки, общие для всех человеческих существ. Это наши универсальные долговременные генетические свойства.
Другим источником нейронных связей, с которыми мы рождаемся, служит, конечно же, генетическое наследие, получаемое от наших ближайших предков – родителей и их родителей. Следовательно, мы рождаемся с уникальными паттернами синаптических связей, проявляемыми определенными кратковременными генетическими предрасположенностями – не только в отношении роста, веса и цвета волос и глаз, но также в отношении поведения и психологических установок. Мы несем с собой определенный эмоциональный багаж или благословение от наших предков. Часто бывает, что свойства, мешавшие жить родителям, передаются их детям и внукам, и так далее. Понимание этого наделяет особым смыслом библейское выражение: «Грехи отцов ложатся на сыновей».
Однако не следует думать о нашей родословной как о круге, по которому циркулируют плохие привычки и все такое. Правда, что яблоко от яблони падает недалеко, но это не означает, что оно не может откатиться куда-то подальше. В этом, как-никак, заключается главный посыл моей книги. Правда и то, что генетически предопределенные воспоминания создают основу в начале нашей жизни. Активирует ли их среда или некая генетическая программа, эти воспоминания служат сырьевым материалом для формирования нашего «я».
