Общая когнитивная теория

Сычев Василий

Консолидироваться, то есть превратиться в мемстинкт или элемент памяти, в большинстве случаев может только ставшая эпизодом или историей сознания нейронная сеть.

Благодаря нашей с вами теории мы можем объяснить весь комплекс экспериментов по научению искусственной грамматике[19], как и все размышления об универсальной грамматике[20], двумя фактами.

Во-первых, благодаря очень схожей архитектонике мозга (если не брать случаи патологии) у большинства людей похожие элементы мемстинктов сохраняются в похожих частях мозга, например, определённые звуки – в определённых частях звуковой коры, определённые образы – в определённых частях зрительной коры и т.д. и т.п.

Во-вторых, благодаря схожести ситуаций для людей, проживающих в одной культуре, похожие элементы объединяются в похожие мемстинкты, создавая, как

мы уже говорили выше, комплекс культурных мемстинктов, которые регулярно (во время общения) сравниваются и усредняются (верифицируются). В итоге мы имеем у разных людей набор похожих знаний, связанных похожим образом. Подробнее об этом мы будем рассуждать вместе с лингвистами в специально отведённой для этого главе.

Впрочем, возможно бывают исключения и иногда отдельные нейронные сети при частой активации могут консолидироваться даже без возникновения сознания.

Итак, эмоциональная составляющая интеллекта в целом работает следующим образом: идущий по сенсорным трактам сигнал при определённых комбинациях входящих импульсов активирует инстинкт (врождённая нейронная сеть). Инстинкт усиливает входящий сигнал. Не усиленные инстинктами сигналы гасятся тормозящими структурами (в основном нейронами, использующими гамма-аминомасляную кислоту). Кора содержит нейронные сети, хранящие воспоминания, – нейронные сети мемстинктов, способные совместно активироваться при определённом наборе входящих сигналов и содержащие усиленные связи с инстинктами. Далее подкорковые структуры генерируют регулярные импульсы, возбуждающие всю кору (например, тета-ритм гиппокампа), но сигнал гасится тормозящими нейронами и остаётся актуальным лишь в тех местах коры, где благодаря консолидации и реконсолидации усилены связи с инстинктами, то есть в элементах мемстинктов и особенно в целевых и болевых элементах. При этом благодаря наличию обратных связей, которые также укрепились или возникли в ходе консолидации, мемстинкты и их элементы могут самостоятельно активировать инстинкты. Получается, что подкорковые структуры регулярно возбуждают всю кору, а кора возбуждает подкорковые структуры, но благодаря наличию ограниченного количества врождённых инстинктов, а также наличию большого количества сохранённых в ходе консолидации нейронных сетей коры, имеющих усиленные прямые и обратные связи с подкорковыми структурами, такая относительно простая структура, состоящая из двух больших элементов коры и подкорковых структур, возбуждающихся взаимно, сохраняет и воспроизводит воспоминания, связанные с эмоциями, а также выполняет большое количество других «волшебных», «находящихся выше понимания» функций, связанных с эмоциями.

Рассмотрим два способа консолидации (реконсолидации) группы клеток коры, которые станут мемстинктом. Первый – при одновременной активации этой группы с нейронной сетью инстинкта и второй – при одновременной активации с другим мемстинктом.

Основные способы консолидации, реконсолидация мемстинктов

Представьте, что вы идёте по лесу, прошли через заросли папоротника, перепрыгнули через ручей, затем прошли рядом с болотом и вдруг вышли на солнечную поляну, всю прямо красную от спелой, ароматной земляники. В данном случае поляна с земляникой выступит в роли целевого элемента. Афферентные потоки информации о цвете, запахе, вкусе и огромном количестве земляники активируют целевой инстинкт, в нём возникнет эпизод сознания, вы почувствуете восторг, и элемент «много земляники» начнёт реконсолидироваться: «заросли папоротника», «ручей», «болото» соединятся с ним и образуют мемстинкт «дорога к земляничной поляне». Похожие процессы происходят и в мозге мыши. Например, Мэтью Уилсон и Дэвид Фостер опубликовали в 2006 году в журнале Nature Neuroscience исследование под названием «Обратное воспроизведение поведенческих последовательностей в клетках гиппокампа во время бодрствования» [21].

Они пишут о последовательных воспроизведениях частей воспоминания, относящихся к окружавшей крысу обстановке, когда она бежала по лабиринту к кормушке, содержащей вкусную еду. По их словам, «воспроизведение имеет уникальную форму, в которой последние эпизоды пространственного опыта воспроизводятся во временном обратном порядке». То есть крыса вспоминает дорогу к лакомству, причём в обратном порядке: сначала активируется целевой элемент, содержащий воспоминание о вкусной еде, а затем проигрываются все остальные

элементы мемстинкта в обратном порядке. Такие проигрывания (Replay) как раз и являются поддержанием в активном состоянии сети будущего мемстинкта. А если точнее, нейроны, активность которых они записывали во время эксперимента, являются частью нейронной сети, поддерживающей такую активность. В данном конкретном эксперименте мы видим, как группа нейронных сетей элементов будущего мемстинкта поддерживается в активном состоянии гиппокампом (одним из источников одновременного возбуждения нейронных сетей), но наша с вами теория показывает, что если поставить более широкий эксперимент, можно будет увидеть одновременно и возбуждение нейронных сетей инстинкта, как раз и вызывающих эмоциональную реакцию избегания, затаривания и т.д. у животных.

Эти эксперименты интересны ещё тем, что мы можем видеть создание целевого элемента мемстинкта – «лакомство в конце тоннеля» – и построение на его основе мемстинкта пробежки по лабиринту до лакомства. Все элементы мемстинкта последовательно возбуждаются после активации целевого элемента – обратная последовательность – или в случае ассоциативной активации другого элемента мемстинкта – прямая последовательность. На записях активности клеток гиппокампа мы можем наблюдать активности каждого элемента мемстинкта через регистрацию активности отдельной клетки гиппокампа.

Пример второго способа реконсолидации мемстинкта. Вы переписываетесь в социальных сетях с малознакомым и не очень интересующим вас человеком, обмениваетесь парой не очень лестных фраз и вдруг понимаете, что начинаете чувствовать себя очень неуютно, вам плохо и неприятно, а произошло это из-за того, что имя человека, написанная им фраза и ещё пара деталей совпали с элементами мемстинкта «разрыв с вашим старым партнёром», активировав его, а он, в свою очередь, активировал связанный с ним болевой инстинкт. В результате совершенно, казалось бы, незначительный мемстинкт «конфликт при переписке в социальных сетях» начнёт консолидироваться и в дальнейшем подобные ситуации будут вызывать неприятные эмоции.

Другими словами, две или более нейронные сети поддерживают возбуждение групп нейронов, которые станут нейронными сетями. Это позволяет им оставаться в возбуждённом состоянии десятки или сотни часов, консолидироваться, укрепить нейронные связи внутри групп нейронов и между разными группами. Врождённые нейронные сети инстинктов или структуры гиппокампа и т.д. могут оставаться активными длительное время поддерживая темп активации, но они не могут сохранять информацию о внешней среде. Группы нейронов коры головного мозга изначально не объединены в нейронные сети, возбуждённые при определённой ситуации становятся нейронной сетью благодаря поддержке (взаимному возбуждению) структур, способных поддерживать ритм возбуждения. В дальнейшем мы можем использовать эту нейронную сеть коры, хранящую воспоминания об определённой ситуации, для того чтобы вспоминать, думать, мечтать и т.д. и т.п. То есть, как мы уже говорили раньше, мы воспринимаем информацию, вспоминаем её, думаем о ней сознательно и несознательно одними и теми же нейронами – нейронами, объединёнными в нейронную сеть мемстинкта.

То, что разные мемстинкты состоят из ограниченного набора одних и тех же элементов, доказывает одностороннее пространственное игнорирование.

Например, в эксперименте Robert H. Logie попросил двух пациентов с поражением теменной коры описать по памяти площадь в Милане, на которой находились собор, магазины и дворцы. Пациенты представляли себя в одной из ориентаций по отношению к площади. Оказалось, что пациенты довольно точно описывали половину площади, но не могли описать вторую половину. Однако после того, как их просили мысленно изменить своё положение, они вспоминали о игнорируемой перед этим половине площади, но начинали игнорировать ту, которую подробно описывали до этого[22].

E. Bisiach и коллеги описали пациента с поражением правой теменной доли, у которого не было явного дефицита зрительного восприятия (он мог описать, что он видит), но который не мог описать по памяти половину пространства, причём дефицит был наиболее выражен в долговременной памяти[23].

Мы видим, что несмотря на повреждение элементов, ассоциирующихся с направлением «лево», и разрушение части мемстинктов элементы, их составляющие, сохраняются и могут быть активированы с помощью другого мемстинкта.