Инкогнито. Тайная жизнь мозга
Шрифт:
Открыть глаза
Акт видения выглядит настолько естественным, что трудно оценить изощренную машинерию, лежащую в основе этого процесса. Удивительно, но около трети человеческого мозга обеспечивает зрительные процессы. Мозгу приходится выполнять колоссальный объем работы, чтобы однозначно интерпретировать миллиарды фотонов, попадающих в глаза. Строго говоря, все визуальные сцены допускают неоднозначное трактование: например, изображение может быть создано Пизанской башней с расстояния полкилометра или игрушечной моделью той же башни на расстоянии вытянутой руки, но оба изображения в нашем глазу будут одинаковыми. Наш мозг справляется с массой проблем, позволяя преодолеть неоднозначность информации, проходящей через глаза: он учитывает контекст, делает предположения и использует трюки, о которых вы вскоре узнаёте. Это требует усилий, что видно по пациентам, которым после многолетней слепоты восстановили зрение с помощью операции: они не начинают видеть мир мгновенно и сразу, а должны учиться видеть заново [23] . Сначала мир обрушивается на них жужжащим и гремящим шквалом форм и цветов,
23
MacLeod and Fine, “Vision after early blindness”.
Для нас, обладающих зрением всю жизнь, лучший способ понять, как устроено зрение, – обратить внимание на то, насколько часто заблуждается наша зрительная система. Зрительные иллюзии располагаются на границе того, что сформировала наша зрительная система, и в этом качестве являются перспективным окном в мозг [24] .
Существует определенная трудность строгого определения иллюзии, поскольку зрение само по себе в некотором смысле является иллюзией. Разрешение периферического зрения сходно с тем, когда вы смотрите сквозь дверцу душа, выполненную из матового стекла, и тем не менее вы наслаждаетесь иллюзией, что четко видите объекты на периферии. Причина в том, что всё, на что вы направляете центральное зрение, оказывается в четком фокусе. Для наглядности представьте следующую ситуацию: ваш друг держит в руке несколько цветных маркеров. Сосредоточьте свой взгляд на кончике его носа и попробуйте назвать цвета маркеров по порядку. Результат поразителен: даже если вы сможете сказать, что на периферии есть какие-то цветные предметы, вы не определите их порядок. Периферическое зрение намного хуже, чем интуитивно представлялось, поскольку при обычных обстоятельствах мозг приводит в действие глазные мышцы, чтобы направить центральное зрение, отличающееся высоким разрешением, непосредственно на интересующие вас объекты. Все, на что вы бросаете взгляд, оказывается в фокусе, и поэтому вы считаете, что весь видимый мир находится в фокусе [25] .
24
Eagleman, “Visual illusions”.
25
Подумайте над аналогичным вопросом: всегда ли включена лампочка в вашем холодильнике? Вы можете ошибочно решить, что всегда, – просто потому, что она горит каждый раз, когда вы распахиваете дверцу холодильника.
И это только начало. Дело в том, что нам неизвестно, где проходят границы нашего поля зрения. Посмотрите на точку на стене прямо перед собой, вытяните вперед руку и пошевелите пальцами. Теперь медленно двигайте руку к уху. В какой-то момент вы уже не будете видеть свои пальцы. Теперь опять протяните руку вперед – и вы их увидите. Вы пересекли край своего поля зрения. Поскольку вы всегда можете направить свои глаза на то, что вас интересует, вы, как правило, не знаете, где находятся те границы, за которыми вы ничего не видите. Интересно, что большинство людей проживают жизнь, не осознавая, что поле их зрения в любой момент – это всего лишь ограниченный конус.
По мере все более глубокого погружения в мир зрения становится ясно, что наш мозг обеспечивает убедительное восприятие, если вы вставляете правильный ключ в правильный замок. Рассмотрим, к примеру, восприятие глубины. Расстояние между глазами несколько сантиметров, поэтому изображение мира для каждого из них выглядит по-разному. Чтобы понять, о чем я говорю, сделайте два снимка с точек, находящихся на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга. Положите снимки рядом и сведите глаза так, чтобы они слились и картинка обрела глубину. Вы действительно воспринимаете глубину; вы не можете поколебать восприятие. Глубина, проступающая из плоского изображения, изобличает механическую автоматическую природу вычислений зрительной системы: подайте на вход правильные сигналы, и она сконструирует для вас богатый мир.
Сведите глаза к переносице: два изображения отправляют в мозг иллюзорный сигнал глубины
Одна из наиболее распространенных ошибок – полагать, что зрительная система дает истинное представление о том, что снаружи, так же, как это делает кинокамера. Несколько простых примеров быстро избавят вас от этого заблуждения. На рисунке ниже представлены два изображения.
Слепота к изменениям
В чем разница между ними? Трудно сказать, не так ли? В динамической версии теста эти два изображения чередуются (скажем, каждое появляется на полсекунды с промежутком в одну десятую долю секунды между демонстрациями). Оказывается, мы не видим потрясающе серьезные изменения. На одном рисунке может быть изображена большая коробка, джип или двигатель самолета, а на другом – нет, но эту разницу мы не замечаем. Наше внимание медленно передвигается по сцене, анализируя интересные ориентиры, пока не обнаруживает, что именно изменилось [26] . Как только мозг фиксирует подходящий объект, изменение легко обнаружить, однако это происходит только после тщательного осмотра. Подобная слепота к изменениям показывает, насколько важную роль играет внимание: чтобы видеть изменения, необходимо следить за объектом [27] .
26
Если вы
27
Интерактивные демонстрации, как мало мы воспринимаем мир, смотрите на сайте eagleman.com/incognito. Превосходные обзоры слепоты к изменениям смотрите в: Rensink, O’Regan, and Clark, “To see or not to see”; Simons, “Current approaches to change blindness”; Blackmore, Brelstaff, Nelson, and Troscianko, “Is the richness of our visual world an illusion?”
Мир не открывается вам во всем своем многообразии, как вы можете подумать; в действительности вы не знаете о большей части того, что попадается вам на глаза. Представьте, что вы смотрите короткометражный фильм с единственным актером. Он готовит омлет. Камера переходит на другой план, а актер продолжает готовить. Скорее всего, вы убеждены, что заметите, если актер поменяется, не так ли? Однако две трети наблюдателей этого не замечают [28] .
В одном из экспериментов, призванных продемонстрировать слепоту к изменениям, экспериментатор останавливал на улице случайного прохожего и спрашивал у него дорогу. Примерно в середине объяснений между испытуемым и исследователем проходили рабочие, которые несли дверь. В этот момент место экспериментатора незаметно занимал его коллега, то есть после прохода рабочих перед испытуемым стоял уже другой человек. Большинство людей продолжали объяснять дорогу, не заметив подмены [29] . Иначе говоря, испытуемые кодировали лишь малый объем информации, воспринимаемой их глазами. Все остальное было предположением.
28
Levin and Simons, “Failure to detect changes to attended objects”.
29
Simons and Levin, “Failure to detect changes to people”.
Нейроученые были не первыми, кто обнаружил, что смотреть на что-то – еще не означает видеть это. Иллюзионисты выяснили это давно и отточили способы использовать свое знание [30] . Управляя вниманием зрителей, фокусники производят манипуляции руками у всех на виду. Их действия должны выдавать секрет – но они могут быть уверены, что ваш мозг обрабатывает лишь крохотные фрагменты визуальной картины, а не все, что попадает к вам на сетчатку.
30
Macknik, King, Randi, et. al., “Attention and awareness in stage magic”.
Этот факт позволяет объяснить гигантское количество дорожно-транспортных происшествий, в которых водители сбивали пешеходов на видном месте, сталкивались с автомобилями непосредственно перед собой и даже несчастливо пересекались с поездами. Во многих таких случаях глаза находились на нужном месте, но мозг не отслеживал стимулы. Видеть – это больше, чем смотреть.
Уроки просты, но не очевидны – даже для специалистов по мозгу. Десятилетиями ученые, изучавшие зрение, шли по ложному пути, пытаясь выяснить, как мозг реконструирует полное, трехмерное, представление о внешнем мире. Прошло немало времени, пока выяснилось, что мозг на самом деле не использует 3D-модель, – в лучшем случае он конструирует нечто наподобие 2 1/2 D-эскиза [31] . Мозгу не нужна полная картина мира, ему достаточно на ходу выяснять, куда и когда смотреть [32] . Например, он не кодирует все детали кофейни, в которой вы находитесь; все, что ему требуется, это знать, как и где искать, когда ему понадобится что-то определенное. Ваша внутренняя модель довольствуется общей идеей, что вы находитесь в кофейне, что слева от вас люди, а справа – стена и что на столе есть несколько предметов. Когда ваш партнер спрашивает вас: «Сколько кусочков сахара осталось?» – системы, относящиеся к вниманию, запрашивают детальную информацию о сахарнице, вводя новые данные в вашу внутреннюю модель. Даже если сахарница все это время находилась в поле вашего зрения, для мозга она не была реальной деталью. Ему необходимо провести дополнительную работу, чтобы нанести на картину более мелкие подробности.
31
Понятие 2,5D-эскиза было введено нейроспециалистом Дэвидом Марром. Изначально он предложил это как промежуточную стадию на пути зрительной системы по развитию полной 3D-модели, однако позже стало понятно, что полная 3D-модель в реальных мозгах никогда не реализуется, и в ней нет необходимости. См.: Marr, Vision.
32
O’Regan, “Solving the real mysteries of visual perception”; Edelman, Representation and Recognition in Vision. Обратите внимание, что одна группа признала эту проблему давно, в 1978 году, однако потребовалось много лет для более широкого признания: «Основная функция восприятия состоит в том, чтобы поддерживать нашу внутреннюю структуру в надлежащей регистрации относительно этой гигантской внешней памяти, самой внешней среды», – отмечали Рейтман, Надо и Уилкокс в работе “Machine perception”, 72.
Аналогичным образом мы часто знаем одну характеристику зрительного образа, но ничего не можем сказать о других. Например, я прошу вас посмотреть на следующее изображение и сказать мне, из чего оно состоит: ||||||||||||. Вы правильно отвечаете: из вертикальных линий. Однако если бы я спросил вас, сколько там линий, вы бы на некоторое время задумались. Вы можете увидеть, что это линии, но без определенного усилия вы не скажете, сколько их. Вы можете знать о некоторых аспектах ситуации и не догадываться о других ее сторонах, при этом вам станет известно, что вы что-то пропустили, только после того, как вам зададут соответствующий вопрос.