В глубине каждого полушария располагается таламус – портал для всей сенсорной информации (кроме обонятельной), поступающей в кору больших полушарий. Именно через таламус осуществляется связь латерального коленчатого тела, специализирующегося на зрении и анализе поступающей от сетчатки информации, с корой. С таламусом соседствуют базальные ганглии, участвующие в регуляции выученных движений и некоторых когнитивных функций. Наружный участок базальных ганглиев называется полосатым телом. Оно задействовано в ощущениях вознаграждения и ожидания. Под таламусом располагается гипоталамус – небольшая, но очень важная структура, управляющая многими физиологическими функциями, например частотой сердечных сокращений и кровяным давлением, посредством регуляции работы автономной нервной системы. Изменения частоты сердечных сокращений и других физиологических показателей задействованы в большинстве наших эмоциональных реакций на жизненные ситуации. Кроме того, гипоталамус регулирует выделение гормонов гипофизом.
Средний мозг (самый маленький из отделов головного мозга) содержит аппарат управления движениями глаз, который играет ключевую роль в концентрации на объектах окружающего мира, в том числе компонентах произведений искусства. Кроме того, вентральная область покрышки среднего мозга содержит нейроны, которые синтезируют дофамин, необходимый для обеспечения фокусировки внимания и участвующий в положительном подкреплении.
Хотя большие полушария головного мозга выглядят одинаковыми и совместно обеспечивают восприятие, понимание и движение, в осуществлении этих функций они участвуют по-разному. Например, восприятие, понимание и активное использование грамматики и речи (как устной, так и языка жестов) осуществляются преимущественно левым полушарием (рис. 14–4), а интонациями речи занимается преимущественно правое полушарие (рис. 14–3). Помимо языка, левое полушарие специализируется на чтении и арифметике, а также на логическом, аналитическом и вычислительном способах получения информации. Правое полушарие, в свою очередь, обрабатывает информацию более обобщенно, цельно и, по-видимому, более творчески.
Как мозг, особенно зрительная система, обрабатывает информацию? Вначале он получает информацию от органов чувств: зрительную – от глаз, слуховую – от ушей, обонятельную – от носа, вкусовую – от языка, осязательную и температурную – от кожи. После предварительной обработки мозг рассматривает сенсорную информацию в свете накопленного опыта и генерирует внутренние представления, образующие наше восприятие окружающего мира. Когда необходимо, он целенаправленно реагирует на поступающую информацию. При этом он совмещает друг с другом все аспекты нашей психической жизни: восприятие сенсорной информации, мысли, чувства, воспоминания и действия. Рассмотрим пример. Я замечаю на противоположном тротуаре двух знакомых, бессознательно сравниваю их лица с образами в своей памяти и понимаю, что это мои друзья Ричард и Том. Я перехожу улицу, чтобы поздороваться. Для всех этих процессов (вычислительного анализа, обращения к памяти, действий) требуются сигнальные способности огромного числа нейронов.
Нейроны – “строительные блоки” головного и спинного мозга – служат элементарными сигнальными единицами центральной нервной системы. Их сигналы состоят из потенциалов действия – очень коротких электрических импульсов, возникающих по принципу “все или ничего” и незначительно отличающихся друг от друга по амплитуде. Сигналы различаются не амплитудой импульсов, а частотой и конфигурацией последовательностей. Эти особенности сигналов позволяют нейронам передавать информацию.
Вся поступающая в мозг сенсорная информация (зрительная, слуховая, осязательная) зашифрована в виде нейронных кодов – последовательностей потенциалов действия нервных клеток. Когда мы смотрим на улыбающегося младенца, великое произведение искусства или закат, наслаждаемся красотой и тишиной вечера во время отпуска с семьей, эти ощущения возникают в результате потенциалов действия, генерируемых в определенных последовательностях в разных наборах нейронных сетей в мозге.
Чтобы представить, что требуется для зрительного восприятия, уместно сравнить способность мозга к обработке информации с возможностями искусственных вычислительных устройств. Накопленные к 40‑м годам XX века знания о механизмах работы мозга и обработке информации позволили создать компьютеры – “электронные мозги”. К 1997 году компьютеры стали настолько мощными, что суперкомпьютер Ай-би-эм “Дип блю” выиграл у Гарри Каспарова, в то время лучшего шахматиста планеты. И все же компьютеру с его исключительными способностями к усвоению правил, логике и расчетам с большим трудом давалось усвоение правил восприятия лиц, и он не мог научиться их распознавать. Недоступно это умение и большинству мощнейших современных компьютеров. Компьютеры превосходят человеческий мозг в области обработки и анализа данных, но уступают нашей зрительной системе в том, что касается проверки гипотез, творчества и умозаключений.
Ричард Грегори задался вопросом: “Похоже ли наше зрение на книжку с картинками? Когда мы видим дерево, возникает ли в мозге картинка дерева?”
[142]
И ответил: нет. В голове нет картинки дерева, а есть гипотеза о дереве и других объектах окружающего мира, отображаемых в сознании в виде зрительных ощущений.
Фрэнсис Крик, один из первооткрывателей структуры ДНК и, возможно, самый одаренный из биологов второй половины XX века, посвятил последние несколько десятилетий изучению сознательного зрительного восприятия. Крик говорил примерно то же, что Грегори: хотя нам кажется, будто в мозге есть картинка того, что видят глаза, на самом деле такой картинки там нет, а есть символическое представление – гипотеза о том, что они видят. Здесь нет ничего удивительного. Такие электронные устройства, как компьютер и телевизор, демонстрируют нам картинки, но внутри мы не найдем элементов, образующих изображение, например дерева, которое демонстрируется на экране, а найдем только систему микросхем и других деталей, обрабатывающих закодированные данные. Отсюда, писал Крик, следует, что
перед нами пример символа. Информация, содержащаяся в памяти компьютера, не составляет картинку, а лишь символизирует ее. Символ – это нечто, означающее нечто другое – как и слово. Слово “собака” означает определенную разновидность животного. Никто не спутает слово “собака” с настоящей собакой. Но символы отнюдь не исчерпываются словами. Например, красный свет светофора означает “стой”. У нас есть все основания полагать, что в мозге можно найти представление любой видимой картины в некоторой символической форме
[143]
.
Итак, мы разобрались еще не во всех деталях нейронных механизмов символического представления.
Мы знаем, что восприятие окружающего мира (зрительное, слуховое, обонятельное, вкусовое и осязательное) начинается с органов чувств. Зрение начинается с глаз, получающих информацию о мире в форме света. Хрусталик глаза фокусирует свет, проецируя крошечное двумерное изображение на сетчатку – слой нервных клеток, выстилающий изнутри глазное яблоко. Данные, собираемые при этом специализированными клетками сетчатки, соответствуют окружающему миру примерно так же, как пиксели на дисплее компьютера соответствуют изображению. Обе эти системы, биологическая и электронная, осуществляют обработку информации. Однако зрительная система формирует зрительный образ (в виде нейронных кодов), требующий гораздо больше информации, чем то скромное ее количество, которое мозг получает от глаз. Недостающую информацию поставляет сам мозг.
