в выживании».
Это, конечно, справедливый вопрос, в конечном счете именно поведение имеет наибольшее значение в выживании животного. Предсказание и поведение не являются полностью разрозненными, но их отношения очень тонкие. Во-первых, неокортекс появился на эволюционной сцене уже после того, как животные обрели сложное поведение. Следовательно, значение кортекса для выживания должно в первую очередь рассматриваться в терминах постепенного усовершенствования, которое он мог дать для животных с уже существующим поведением. Сначала появилось поведение, затем интеллект. Во-вторых, большая часть из того, что мы ощущаем, в большей степени зависит от того, что мы делаем и как мы перемещаемся в мире. Следовательно предсказание и поведение близко соотносятся. Давайте взглянем на то, что из этого следует.
Млекопитающие эволюционировали с большим неокортексом, потому что он давал им некоторое преимущество в выживании, и эти преимущества укоренились в поведении. Но в начале кортекс служил для более эффективного использования существующего поведения, а не для того, чтоб создавать совершенно новое поведение. Чтобы прояснить это, на необходимо взглянуть на то, как эволюционировал мозг.
Простые нервные системы возникли вскоре после того, как многоклеточные создания начали распространяться по Земле, сотни миллионов лет назад, но история настоящего интеллекта началась совсем недавно с предками наших рептилий. Рептилии успешно завоевывали сушу. Они распространились по всем континентам и модифицировались в многочисленные виды. У них были острые чувства и хорошо развитый мозг, который наделил их сложным поведением. Их прямые потомки, живущие сегодня рептилии, до сих пор обладают им. У аллигатора, например, сложное восприятие, так же как у вас и у меня. У него хорошо развитые глаза, уши, нос, рот и кожа. Он проявляет сложное поведение, включающее способности к плаванию, бегу, маскировке, охоте, устройству засад, гнездованию и поиску партнеров.
В чем же различие между мозгом рептилии и человека? Это различие и большое и маленькое. Я сказал «маленькое», потому что в грубом приближении все, что существует в мозге рептилии, существует и в мозге человека. Я сказал «большое», потому что в мозге человека есть нечто действительно важное, чего нет у рептилий — большой кортекс. Иногда вы слышали ссылку на «старый» или «примитивный» мозг. У каждого человека есть наиболее древние структуры в мозге, такие же как у рептилий. Они регулируют кровяное давление, голод, половое влечение, эмоции и множество других аспектов движения. Когда вы стоите, сохраняете равновесие и ходите, например, вы в основном полагаетесь на старый мозг. Если вы слышите пугающий звук, паникуете и начинаете бежать — это в основном ваш старый мозг. Вы не нуждаетесь в чем то большем, чем мозг рептилии, чтоб совершать множество интересных и полезных вещей. Так что же делает неокортекс, если в нем нет острой необходимости для того, чтоб видеть, слышать и двигаться?
Млекопитающие более интеллектуальны, чем рептилии, по причине обладания неокортексом. (Само это слово происходит от латинских слов, обозначающих «новая кора», или «новая корка», потому что кортекс буквально покрывает старый мозг). Неокортекс впервые появился десятки миллионов лет назад, и он есть только у млекопитающих. Что делает человека умнее других млекопитающих, так это в основном большая поверхность неокортекса, которая значительно увеличилась всего несколько миллионов лет назад. Вспомните, что кортекс построен из одинаковых повторяющихся элементов. Кортикальный слой у человека такой же толщины и имеет примерно такую же структуру, как и у млекопитающих родственников. Когда эволюция делает что-то большое очень быстро, как это произошло с человеческим кортексом, она делает это копированием существующих структур. Мы стали умнее путем добавления значительного количества элементов, работающих на общем кортикальном алгоритме. Существует общее заблуждение, что человеческий мозг плод миллиардов лет эволюции. Это может быть верным, если говорить о нервной системе в целом. Однако, человеческий неокортекс сам по себе относительно новая структура и существует недостаточно долго, чтоб подвергнуться существенным эволюционным улучшениям.
Отсюда начинается ядро моей аргументации того, как понимать неокортекс, и почему память и предсказание являются ключами к загадке интеллекта. Мы начнем с мозга рептилий, не обладающего кортексом. Эволюция обнаружила, что если приделать систему памяти (неокортекс) к сенсорным путям примитивного мозга, животные получают способность к предсказанию будущего. Вообразите, что старый мозг рептилий так и занимается своими делами, но теперь сенсорные паттерны одновременно подаются в неокортекс. Неокортекс хранит сенсорную информацию в своей памяти. В будущем, когда животное попадает в ту же самую или похожую ситуацию, память распознает поступающую информацию как похожую и вспоминает, что происходило в прошлом. Воспоминания сравниваются с потоком сенсорной информации. Вместе они «замещают» текущий сенсорный поток и предсказывают, что будет дальше. Сравнивая актуальный сенсорный поток с воспоминаниями, животное не только понимает, где оно, но может также предвидеть будущее.
Теперь вообразите, что кортекс помнит не только то, что животное видело, но также помнит поведение старого мозга в подобной ситуации. Мы даже не предполагаем, что кортекс знает о различиях между ощущением и поведением; для кортекса все это паттерны. Когда животное обнаруживает себя в такой же или подобной ситуации, он не только предвидит будущее, но также вспоминает, какое поведение привело к такому видению будущего. Таким образом, память и предсказание позволяют животному использовать его существующее поведение (старый мозг) более интеллектуально.
Например, вообразите, что вы крыса, изучающая лабиринт в первый раз. Побуждаемый неудовлетворенностью или голодом, вы используете навыки, унаследованные от старого мозга, чтобы изучать новую обстановку — слушаете, смотрите, нюхаете и пробираетесь вдоль стен. Вся сенсорная информация используется вашим мозгом, но также передается в ваш неокортекс, где сохраняется. В какой-то момент вы обнаруживаете себя в том же самом лабиринте. Ваш неокортекс распознает текущий сенсорный поток, как тот, который он видел ранее и вспомнит сохраненные паттерны, представляющие то, что происходило в прошлом. По сути, это позволяет вам увидеть кратчайший путь в будущем. Если б вы были говорящей крысой, вы могли бы сказать, «О, я узнала этот лабиринт, и я помню этот угол». Как только неокортекс вспомнит, что происходило в прошлом, вы вообразите нахождение сыра, который вы видели в прошлый раз, когда вы были в этом лабиринте, и как до него добраться. «Если я здесь поверну направо, я знаю, что произойдет потом. В конце этого коридора есть кусочек сыра. Я вижу его в своем воображении». Когда вы несетесь через лабиринт, вы полагаетесь на старые, примитивные структуры, чтоб выполнять движения, подобные поднятию лап и шевеления усами. С вашим (относительно) большим неокортексом, вы можете вспомнить места, в которых вы были, снова узнать их в будущем и предсказать, что произойдет потом. Ящерица без неокортекса обладает более скудными возможностями вспомнить прошлое, и будет обыскивать лабиринт заново каждый раз. Вы (крыса) понимаете мир и ближайшее будущее, потому что обладаете кортикальной памятью. Вы видите живые картины получения вознаграждения и опасности, которые последуют после принятия каждого решения, и таким образом вы движетесь по миру более эффективно. Вы буквально видите будущее.
Но заметьте, вы не проявляете никакого особенного или фундаментально нового поведения. Вы не строите себе дельтаплан и не летите к сыру в конце коридора. Ваш неокортекс формирует предсказания о сенсорном потоке паттернов, что позволяет вам увидеть будущее, но ваша палитра доступных видов поведения практически не затрагивается. Ваша способность к бегу, лазанью и исследованию в основном все еще как у ящерицы.
Когда кортекс по мере эволюции становится больше, он начинает помнить о мире все больше и больше. Он может сформировать больше воспоминаний и сделать больше предсказаний. Сложность этих воспоминаний и предсказаний также увеличивается. Но что-то другое замечательное происходит, что ведет к исключительно человеческим способностям интеллектуального поведения.
Человеческое поведение выходит за рамки старого базового репертуара движений уровня крысы. Неокортикальная эволюция вывела нас на новый уровень. Только люди создали письменный и устный язык. Только люди готовят еду, шьют одежду, летают на самолетах и строят небоскребы. Наши двигательные способности и способности к планированию значительно превысили способности наших ближайших родственников среди животных. Как кортекс, который был создан для предсказаний, может генерировать невероятно сложное поведение только у человека? И как это совершенное поведение эволюционировало так внезапно? Есть два ответа на этот вопрос. Один заключается в том, что неокортикальный алгоритм настолько мощный и гибкий, что в результате небольшой перекоммутации, уникальной для человека, он смог создавать новое, усложненное поведение. Другой ответ заключается в том, что поведение и предсказание две стороны одной медали. Хотя кортекс может воображать будущее, он может делать точные сенсорные предсказания только в том случае, если знает, какое поведение будет сгенерировано.
В простейшем примере с крысой, ищущей сыр, крыса помнила лабиринт и использовала память для предсказания того, что она увидит сыр за углом. Хотя крыса могла бы повернуть налево или направо, только одновременные память о сыре и правильное поведение, «повернуть направо на развилке», могли бы заставить крысу сделать предсказания о сыре истинным. Хотя это тривиальный пример, он дает понимание того, насколько глубока связь сенсорных предсказаний и поведения. Любое поведение влияет на то, что мы видим, слышим и чувствуем. Большинство из того, что мы ощущаем в данный момент, сильно зависит от наших действий. Поместите вашу руку перед лицом. Чтоб предсказать, что вы увидите руку, ваш кортекс должен знать, что он дал руке команду двигаться. Если кортекс увидит вашу руку движущейся без соответствующих моторных команд, вы будете удивлены. Простейший путь интерпретировать это — предположить, что ваш мозг сначала двигает руку и только потом предсказывает, что он должен увидеть. Я считаю, что это неверно. Наоборот, я думаю, что кортекс сначала предсказывает увидеть руку, и это предсказание именно то, что вызывает моторные команды, делающие предсказание истинным. Сначала вы думаете, и это заставляет вас действовать, чтоб сделать ваши мысли правдой.
Сейчас мы хотим взглянуть на изменения, которые привели к тому, что человек обладает существенно расширенным репертуаром поведения. Существуют ли физические различия между кортексом обезьяны и человека, которые могли бы объяснить, почему только у человека есть речь и другое сложное поведение? Человеческий мозг примерно в три раза больше чем мозг шимпанзе. Но есть нечто большее, чем «больше — значит лучше». Ключ к пониманию к скачку человеческого поведения находится в соединениях между областями кортекса и частями старого мозга. Проще говоря, наш мозг и мозг шимпанзе отличаются соединениями.
Давайте взглянем поближе. Каждый знает, что мозг разделяется на левое и правое полушарие. Но есть также и другое разделение, которое менее известно, и именно там мы должны искать отличия человека. В любом мозге, особенно в большом, есть разделение кортекса на переднюю и заднюю половину. Ученые используют термин
Когда неокортекс приматов стал со временем больше, антериорная половина стала непропорционально большой, особенно у человека. По сравнению с другими приматами и ранними гоминидами, у нас громадный лоб, предназначенный для того, чтоб вмещать наш очень большой антериорный кортекс. Но только этого увеличения недостаточно для объяснения развития наших моторных способностей по сравнению с другими существами. Наша способность производить исключительно сложные движения происходит из того факта, что наш моторный кортекс имеет гораздо больше соединений с мышцами нашего тела. У других млекопитающих передний кортекс играет менее ведущую роль в моторном поведении. Большинство животных полагаются в основном на старые части мозга для генерации их поведения. В отличие от этого, кортекс человека узурпировал большую часть моторного контроля у других частей мозга. Если вы повредите моторный кортекс крысы, крыса не получит какого либо заметного ущерба. Если повредить моторный кортекс человека, он станет парализованным.
Люди часто спрашивают меня о дельфинах. Большой ли у них мозг? Ответ — да; у дельфина большой неокортекс. Кортекс дельфина имеет более простую структуру, чем человеческий неокортекс (три слоя вместо наших шести), но по другим параметрам он больше. Похоже, что дельфин может помнить и понимать много вещей. Он может индивидуально распознавать других дельфинов. Возможно у него блестящая память о его собственной жизни, в автобиографическом смысле. Возможно он знает каждый уголок и каждую щелку в океане, где он когда-либо был. Но хотя он демонстрирует довольно сложное поведение, дельфины не близки к нам. Так что мы можем предполагать, что их кортекс имеет менее существенное влияние на их поведение. Суть в том, что кортекс эволюционировал в основном для обеспечения памяти о мире. Животные с большим кортексом могут воспринимать мир почти во многом как вы и я. Но люди единственные, у кого преобладающую, передовую роль в поведении играет кортекс. Вот почему у нас сложный язык и замысловатые приспособления, тогда как у других млекопитающих нет. Вот почему мы можем писать новеллы, бродить в интернете, посылать зонды на Марс и строить прогулочные корабли.
Теперь мы можем увидеть картину целиком. Сначала природа создала животных, таких как рептилии с усложненным восприятием и усложненным, но относительно ригидным поведением. Затем она обнаружила, что путем добавления системы памяти и направления в нее сенсорного потока животное может помнить прошлый опыт. Когда животное обнаруживает себя в той же самой или подобной ситуации, должны всплыть воспоминания, ведущие к предсказанию того, что скорей всего должно произойти потом. Таким образом, интеллект и понимание начались с системы памяти, которая направляла предсказания в сенсорный поток. Эти предсказания являются сутью понимания. Знать что-то обозначает уметь сделать предсказание об этом.
Кортекс эволюционировал в двух направлениях. Во первых, он стал больше и сложнее по типам воспоминаний, которые он может хранить; он стал способен помнить больше вещей и
