Так что слухи, что нейронная сеть может заменить ментальную структуру статистическим научением, неверны. Простая, неспециализированная сеть не отвечает требованиям обычного человеческого мышления и речи; комплексные, специализированные сети — это каша из топора, в которой большая часть интересующей нас работы выполняется благодаря изначально заданным, врожденным настройкам нейронных связей внутри сети. Когда мы призна́ем это, моделирование нейронных сетей станет неотъемлемым дополнением теории сложной человеческой природы, а не будет пытаться подменить ее19. Оно заполнит пробелы между элементарными мыслительными операциями и психологической активностью мозга и послужит важным звеном в длинной цепи знаний между биологией и культурой.
* * *
Бо́льшую часть своей истории нейронауки сталкивались с обескураживающим фактом: мозг выглядит так, словно он изначально специализирован до мельчайшей детали. Если говорить о человеческом теле, то на нем мы видим следы жизненного опыта: оно может быть загорелым или бледным, плотным или рыхлым, иссушенным, пухлым или рельефным. Но подобных следов не найдешь в мозге. Очевидно, что-то здесь не так. Люди учатся, и учатся многому: осваивают язык, культуру, секреты производства, базы данных накопленных ими фактов. К тому же сотни триллионов связей в мозгу невозможно задать геномом в 750 мегабит. Мозг должен каким-то образом меняться в ответ на поступающую информацию, вопрос — каким?
И мы, наконец, начинаем это понимать. Изучение нейропластичности сейчас на пике. Почти каждую неделю появляются новые знания о том, как мозг формируется в утробе и настраивается вне ее. Десятилетиями никто не мог найти хоть что-то, что физически меняется в мозге, и неудивительно, что нынешние открытия в области пластичности нарушили равновесие в дихотомии врожденное/приобретенное. Некоторые считают, что пластичность поможет расширению человеческого потенциала и поставит силу мозга на службу революционным изменениям в воспитании детей, образовании, медицине и борьбе со старением. В некоторых научных манифестах провозглашается, будто пластичность доказывает, что мозг не может иметь сколько-нибудь значительной врожденной структуры20. В книге «Пересматривая наследственность» (Rethinking Innateness) Джеффри Элман и группа коннекционистов Западного полюса пишут, что предрасположенность по-разному думать о разных вещах (язык, люди, объекты и т. д.) может быть заложена в мозг только в виде предупреждающих сигнализаторов, которые обеспечивают организмам получение «огромного количества определенных входных данных еще до последовательного научения»21. В «конструктивистском манифесте» ученые-теоретики Стивен Кварц и Терренс Сейновски пишут, что «хотя кора больших полушарий и не "чистый лист", на ранних стадиях она по большей части не специализирована», и поэтому теории врожденных идей «выглядят неправдоподобными»22.
Бесспорно, исследования пластичности и развития нервной системы открывают человеческому знанию новые горизонты. Как линейная нить ДНК может управлять сборкой замысловатого объемного органа, позволяющего нам думать, чувствовать, учиться? Эта проблема поражает воображение и способна обеспечить нейроученых работой на десятилетия и заодно опровергнуть любые предположения о том, что мы достигли «конца наук».
Да и сами по себе открытия в этих областях удивительны и провокативны. Традиционно считалось, что кора головного мозга (наше «серое вещество») разделена на зоны с определенными функциями. Одни представляют конкретные части тела, другие отвечают за восприятие и обработку звуков и зрительных образов, третьи концентрируются на мышлении и языке. Но теперь мы знаем, что познание и практика меняют границы между зонами. (Это не значит, что ткани мозга буквально увеличиваются или сжимаются, но, как показывает сканирование или обследование коры головного мозга с помощью электродов, граница, на которой заканчивается одна способность и начинается другая, может сдвигаться.) Например, у скрипачей увеличена область коры, отвечающая за пальцы левой руки23. Когда человек или обезьяна выполняют простую задачу вроде различения форм или слежения за точкой в пространстве, нейроученые могут наблюдать, как части коры головного мозга или даже отдельные нейроны выполняют эту работу24.
Перераспределение ресурсов тканей мозга для выполнения новых задач особенно ярко заметно, когда человек лишается возможности пользоваться органом чувств или частью тела. Люди, слепые от рождения, пользуются зрительной корой, читая шрифт Брайля25. Глухие от рождения используют часть своей слуховой коры, когда говорят на языке жестов26. Области коры, отвечавшие ранее за ампутированную конечность, переориентируются на другую часть тела27. Маленькие дети после травм мозга, превративших бы взрослого человека в овощ, могут вырасти в общем и целом нормальными людьми — даже в случае полной потери левого полушария, которое в норме отвечает за язык и логику28. Все это предполагает, что функции восприятия и мышления не присваиваются тканям мозга раз и навсегда в зависимости от их расположения в черепе, но зависят от того, как сам мозг обрабатывает информацию.
Динамическое распределение тканей мозга можно наблюдать уже в процессе его развития в утробе. Компьютер первый раз включается только после его полной сборки, но мозг активен уже в процессесоздания, и эта его активность может сборкой управлять. Эксперименты на кошках и других млекопитающих показали, что мозг плода формируется с заметными нарушениями, если химически подавлять его активность29. Участки коры развиваются по-разному в зависимости от сигналов, которые они получают. В своем превосходном эксперименте нейробиолог Мриганка Сур буквально перемонтировал нервные связи в мозге хорьков так, чтобы сигналы от глаз поступали в первичную слуховую зону, часть мозга, обычно получающую слуховые сигналы30. Затем он исследовал слуховую кору с помощью электродов и обнаружил, что теперь она работает подобно зрительной коре. Области новой зрительной коры располагались по схеме, и конкретные нейроны отвечали за линии и полосы определенной ориентации и за направление движения подобно нейронам обычной зрительной коры. Хорьки даже могли использовать свой перемонтированный мозг для движения в направлении объектов, зафиксированных только с помощью зрения. Значит, информация, поступающая в сенсорные зоны мозга, помогает их структурировать: зрительная информация заставляет слуховую кору работать как зрительная.
Что же значат эти открытия? Значат ли они, что мозг «может быть сформирован, вылеплен, смоделирован или отлит», как предполагает словарное определение слова «пластичный»? В оставшейся части главы я покажу, что ответ — нет, не значат31. Новые данные о том, как опыт меняет мозг, еще не доказывают, что научение — более мощный процесс, чем мы считали раньше, что мозг может быть значительно видоизменен получаемой информацией или что гены его не формируют. Более того, проявления пластичности мозга не настолько радикальны, как казалось вначале: предположительно, пластичные зоны коры все равно делают примерно то же самое, что они делали бы, если бы не были изменены. И новейшие открытия о развитии мозга также опровергли тезис о чрезвычайной его пластичности. Давайте рассмотрим все по порядку.
* * *
Тот факт, что мозг меняется, когда мы учимся, не стал великим открытием, изменившим представления о роли природы и воспитания или о возможностях человека, как некоторые заявляли. Даже Дмитрий Карамазов в XIX веке мог бы додуматься до этого в своей тюремной камере, рассуждая о том, что мышление исходит от дрожащих нервных хвостиков, а не от нематериальной души. Если мышление и действие — продукт физической активности мозга и если они подвержены влиянию опыта, то опыт и должен оставлять след в физической структуре мозга.
