Машина мышления. Заставь себя думать

Курпатов Андрей Владимирович

ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ

То, что базовые нейронные сети — центральная исполнительная, сеть выявления значимости и дефолт-система мозга — не так просты, как может показаться на первый взгляд, догадывались уже давно.

Исследования продолжаются, и, конечно, особый интерес вызывают лобно-теменные отношения — как те, что входят в центральную исполнительную сеть, так и те, что входят в дефолт-систему мозга.

Так, например, совсем недавнее исследование 2020 года, проведённое группой учёных под руководством Эндрю Мерфи из Пенсильванского университета, показало,

что центральная исполнительная сеть делится, по сути, на две самостоятельные подсистемы15.

Одна отвечает за стимулирующие, так скажем, связи с дефолт-системой, а другая работает с ней в противофазе и отвечает за внимание к внешним стимулам (так называемая дорзальная система внимания).

Собственно, в противофазе работают и эти две подсети (рис. 14):

при активизации «подсети А» мозг как бы черпает информацию у себя изнутри (из закромов своей дефолт-системы),

• а вот при активизации «подсети В» он, напротив, собирает актуальную информацию, пытается создать представление о том, что происходит сейчас.

Но и это ещё не всё, ведь когда мы говорим о «переднем» и «заднем» мозге, мы должны помнить, что и в том и в другом есть специфическое разделение функционала.

Рис. 14. На схеме, созданной исследователями с помощью тракторографии с диффузной визуализацией, мы видим, как меняется взаимодействие центральной исполнительной сети с передними и задними отделами мозга при активизации подсетей А и В.

• Одно дело, например, когда мы говорим о системе движения — соответствующие области переднего и заднего мозга разделяет лишь так называемая центральная борозда («схема тела» и двигательная чувствительность находятся в «заднем мозге», а командные центры движения — в «переднем»),

• и другое дело, если речь идёт, например, о восприятии времени, где за формирование образа будущего отвечают самые передние области префронтальной коры, а за восприятие событий во времени — соответствующие зоны теменной коры.

То есть логично предположить, что движение информации в мозге спереди назад и сзади наперёд в рамках той самой центральной исполнительной сети тоже должно иметь под собой определённый субстрат, учитывающий эти особенности.

Собственно, именно это мы и видим в исследовании Дерека Ни из Государственного университета Флориды, результаты которого были опубликованы, пока я работал над этой книгой.

Сразу, наверное, оговорюсь, что Дерек Ни занимается изучением нейрофизиологического субстрата, обеспечивающего преображение нашего восприятия в мысли, поэтому для него ключевыми понятиями являются цели, контексты, когнитивный контроль.

Итак, что удалось выяснить Дереку Ни?

Анализируя области временного, контекстного и сенсомоторного контроля, он показал, что их представительство обнаруживается как в «переднем», так и в «заднем» мозге (рис. 15)15.

Сам

Дерек Ни назвал эти зоны зонами «зеркального отображения градиентов управления» префронтальной и париетальной коры.

Рис. 15. Схематически представлены лобные и теменные области временного, контекстного и сенсомоторного контроля, а также их объединение на нижнем изображении.

Посмотрите, как они выстраиваются в ряд:

• самые важные функции с точки зрения выживания особи (чувствительность и моторика) «отражения» находятся буквально друг напротив друга через центральную борозду,

• крайне важный, но не столь первоочередной функционал, «более абстрактный», как о нём пишет Ни (ориентация в ситуации), идёт следом, эти зоны находятся уже на большем отдалении друг от друга,

• а временной контроль — соотнесение планов с актуальной ситуацией — на максимальном удалении друг от друга в этих «лобно-теменных петлях».

Впрочем, на этом интересное не заканчивается, потому что дело, как выяснилось в этом исследовании, не только в том, где именно находятся центры тех или иных описанных функций, по сути, мышления, а в том, как они ведут себя во времени.

Оказалось, что более простые формы контроля поведения — сенсомоторные реакции — действуют максимально быстро, а те, что предполагают более сложную аналитическую деятельность, — позже.

Но самое главное, что этот тип — более абстрактного контроля, и он включался, когда нужно было представлять будущее (рис. 16).

Рис. 16. Возбуждение префронтальных областей характерно для будущего поведения и по мере смещения к центру всё более связано с настоящим моментом, а в «задней» (париетальной) коре происходит обратное движение: совсем сзади — прошлое, максимально близко к центру — настоящее.

То есть время в мозге течёт как бы из центра в передние отделы коры и из центра же кзади. Активация в областях, связанных с контекстуальным и временным контролем, возрастает со временем — когда нам приходится принимать то или иное решение и действовать.

Как полагает Дерек Ни, это согласуется с представлениями о том, что именно эти области занимаются созданием внутренних представлений для подготовки к будущему.

Таким образом, если несколько упростить формулу «движения времени» на предыдущем рисунке, то можно говорить о своего рода единой временной оси внутри мозга, которая очень схематично представлена на рис. 17.

Рис. 17. Схематичное представление прошлого и будущего в горизонтальных зеркалах мозга.