Нисходящая обработка информации

 

Когда великий художник создает изображение, оно всегда неоднозначно. Его смысл неизбежно зависит от ассоциаций, возникающих у каждого зрителя, его знаний о мире и искусстве, его способности извлекать эти знания из памяти и использовать их при созерцании данного изображения. Эти факторы составляют основу вклада зрителя. Извлекаемые из памяти культурные символы играют важную роль и в создании, в восприятии художественных произведений. Эрнст Гомбрих утверждал, что для восприятия произведений искусства принципиальное значение имеет память, и подчеркивал, что долг любой картины перед другими картинами больше, чем ее долг перед ее собственным содержанием.

Глядя на пейзажи Густава Климта, например на “Поле маков” (рис. II–26), трудно определить смысл по одному лишь содержанию. На первый взгляд здесь однородное поле зеленой краски, усыпанное красными, синими, желтыми и белыми пятнами, и две светлые полосы вдоль верхнего края холста. Тем не менее, сопоставив это изображение с тем, что нам известно о живописи, мы понимаем, что изображено. В свете традиций пейзажной живописи, особенно импрессионистов и постимпрессионистов-пуантилистов, мы видим в зеленой поверхности с пятнами пасторальную сцену. Хотя деревья на переднем плане непросто различить на фоне цветов, мы знаем, как они могут выглядеть, и мозг без труда определяет связывающие их с этим полем отношения фигур и фона.

То же самое относится к портретам Климта. На полотнах “Адель Блох-Бауэр I” и “Поцелуй” (рис. I–1, I–18) человеческие тела почти сливаются с орнаментальным фоном, но наши знания о фигуративной живописи и ожидание увидеть контуры этих тел позволяют без труда отделить фигуры от фона.

Самая замечательная особенность зрительного восприятия состоит в том, что по большей части то, что мы видим, когда смотрим на лица, руки и тела людей, определяется процессами, независимыми от изображений, проецируемых на сетчатку. Наше зрительное восприятие включает не только восходящие процессы (зрение низкого и промежуточного уровней), но и более важные нисходящие, обеспечиваемые высшими когнитивными центрами мозга. Функция зрения высокого уровня состоит в том, чтобы конструировать на основе результатов обработки информации обоими способами целостное зрительное восприятие. Нисходящие сигналы опираются на память и осуществляют сопоставление входящей зрительной информации с имеющимся опытом. Наша способность осмыслять зрительные ощущения всецело зависит от таких сигналов.

Восходящие процессы обработки информации во многом опираются на довольно сходные у всех нас врожденные особенности начальных отделов зрительной системы. Нисходящие процессы, напротив, опираются на механизмы приписывания категорий и смыслов и знания, хранящиеся в памяти в различных отделах мозга. В результате нисходящая обработка зрительной информации уникальна для каждого зрителя.

 

Конечный этап обработки мозгом зрительных образов (лиц, тел и чего угодно) представляют обобщение и категоризация. Наша зрительная система без труда идентифицирует отдельные образы, будь то яблоки, дома, лица или горы, как представителей определенных общих категорий. Лица, как и дома, могут различаться, но при множестве условий мы все же узнаем лица и дома.

Эрл Миллер, открывший, что категоризация визуальных стимулов осуществляется в боковой префронтальной коре, видит в ней способность к сходным когнитивным реакциям на визуально различные стимулы и к разным когнитивным реакциям на визуально сходные стимулы. Так, мы считаем, что яблоко и банан относятся к одной категории (фрукты), хотя они мало схожи. И напротив, мы считаем яблоко и бейсбольный мяч принципиально разными объектами, несмотря на сходство формы. Категоризация совершенно необходима для нашего восприятия. Иначе оно лишилось бы смысла.

Мы называем шарообразный красный объект, который видим на столе в кухне, яблоком. Так же выглядящий объект на спортивном поле мы можем назвать кикбольным мячом. Как и где нейроны проводят грань между двумя категориями? Чтобы разобраться в этом, Миллер создавал промежуточные компьютерные изображения животных (например, на 40 % выглядящих как кошка и на 60 % – как собака). Демонстрируя эти изображения обезьянам, он регистрировал сигналы нейронов боковой префронтальной коры – отдела головного мозга, получающего от нижней височной коры информацию об объектах, в том числе лицах, телах и руках, и о местах. Миллер установил, что нейроны боковой префронтальной коры чувствительны к границам категорий: они реагируют на образы из одной категории, но не реагируют на образы из другой. Такой нейрон может возбуждаться при виде собаки, но не при виде кошки, или наоборот.

Затем Миллер повторил эксперимент, на сей раз регистрируя одновременно сигналы клеток латеральной префронтальной коры и нижней височной коры, и открыл, что каждый из этих двух отделов мозга играет в категориальном восприятии особую роль. Нижняя височная кора анализирует форму объектов, а префронтальная кора приписывает объекты к определенным категориям и стимулирует соответствующие данным категориям поведенческие реакции. Открытие в префронтальной коре сигналов, специфических для той или иной категории и кодирующих, например, саму концепцию собаки, а не только характерную для собак форму тела, согласуется с представлением о том, что боковая префронтальная кора управляет целенаправленным поведением. Судя по результатам Миллера, дальнейшая категоризация происходит за счет того, что нейроны нижней височной коры посылают взвешенную информацию в нейроны префронтальной коры, кодирующие связанные с поведением сведения, например о том, что дом, который мы видим перед собой, – наш собственный. Таким образом, нижняя височная кора также задействована в распознавании объектов и в отнесении их к тем или иным категориям.

 

Наш мозг не смог бы заниматься категоризацией (и многим другим), если бы у нас не было памяти. Память служит клеем, который скрепляет нашу психику во всех ее проявлениях, связанных с восприятием произведений искусства и касающихся любых других событий жизни. Во многом именно наша способность запоминать и помнить делает нас теми, кто мы есть. Память играет в восприятии произведений искусства и эмоциональной реакции на них ключевую роль. Она неотъемлемый компонент нисходящих процессов обработки зрительной информации, а Эрвин Панофский, рассуждая о роли иконографии в реакции зрителя, отводил ей принципиальное значение. Система памяти образует абстрактные внутренние представления, возникающие из нашего предшествующего опыта знакомства со сходными образами или ощущениями.

Современная наука о памяти возникла из объединения когнитивной психологии с биологией памяти. Этот процесс начался в 1957 году с исследований Бренды Милнер, британки, работавшей в Монреальском неврологическом институте. Она описала эффект, вызванный у пациента H. M. операцией, в ходе которой были удалены средние части височных долей и гиппокампы обоих полушарий. Цель операции состояла в избавлении пациента от тяжелых эпилептических припадков. Утрата средней височной коры и особенно расположенного под ней гиппокампа привела к серьезной потере памяти, связанной с людьми, местами и предметами, хотя не затронула ни других интеллектуальных способностей, ни восприятия пациента.

Исследования Милнер позволили сформулировать три принципа, определяющих роль гиппокампа в работе памяти. Во-первых, поскольку другие интеллектуальные способности H. M. не были затронуты, исследовательница сделала вывод, что память составляет отдельный набор психических функций, осуществляемых специализированными отделами мозга. Во-вторых, способность H. M. ненадолго (от нескольких секунд до одного-двух часов) запоминать информацию, например номера телефонов, указывала, что гиппокамп и средняя височная кора не участвуют в кратковременной памяти, а осуществляют преобразование кратковременной памяти в долговременную. В-третьих, сохранение воспоминаний о событиях задолго до операции свидетельствовало, что долговременная память хранится в других отделах коры и через некоторое время необходимость в гиппокампе и средней височной коре для работы с ней отпадает.

Когда мы смотрим на незнакомую картину и ассоциируем ее с другими изображениями, или когда припоминаем ее на следующий день, это происходит благодаря тому, что гиппокамп обеспечил сохранение соответствующей информации. Мы быстро замечаем деревья на полотне “Поле маков” потому, что информация о подобных полотнах записана в мозге при участии гиппокампа. В течение нескольких месяцев (на удивление долго) такая информация передается на постоянное хранение в зрительную систему коры больших полушарий. При этом, например, для хранения долговременной памяти о том или ином лице используются, по-видимому, те же “лицевые участки”, которые необходимы для распознавания лиц. Судя по всему, эти участки могут неограниченно долго хранить и когнитивную, и эмоциональную информацию об однажды распознанном лице. Более того, результаты недавних исследований указывают на то, что любой эмоционально значимый зрительный образ записывается в долговременной памяти и хранится в тех высших отделах зрительной системы, которые обрабатывали информацию о нем при первичном восприятии.

Бренда Милнер также обнаружила: хотя в некоторых областях знаний память H. M. сильно нарушена, он все же сохранил способность осваивать путем повторения некоторые моторные навыки, не осознавая, какому навыку он обучается. Ларри Сквайр (Калифорнийский университет в Сан-Диего), продолживший работу в этом направлении, продемонстрировал, что память не составляет единой психической функции, а разделена на две формы. Эксплицитная память, утраченная H. M., – это память о людях, местах. Она опирается на сознательное извлечение воспоминаний и требует участия средней височной коры и гиппокампа. Имплицитная память, сохранившаяся у H. M., – это бессознательная память моторных навыков, навыков восприятия и эмоциональных ощущений. Для ее работы требуется участие миндалевидного тела, полосатого тела и, в простейших случаях, рефлекторных проводящих путей.

Нисходящая обработка зрительной информации опирается на обе формы памяти. Имплицитная необходима для бессознательного припоминания эмоций и эмпатии, связанных с содержанием картины, а эксплицитная – для сознательного припоминания ее облика и содержания. Системы обеих форм памяти вместе обеспечивают восприятие произведений искусства в контексте наших личных и общекультурных воспоминаний. Реакция зрителя на иконографические средства, использованные художником для передачи смысла, будь то прямоугольные и яйцевидные символы у Климта или заламывание рук у Шиле, также определяется памятью. Независимо от того, имеет ли для зрителя символика общекультурный или личный смысл, в сознательном и бессознательном узнавании символов из двух систем памяти задействована хотя бы одна, но чаще – обе.

 

В начале 70‑х годов XX века нейробиологи занялись изучением клеточных и молекулярных механизмов памяти. Одним из их главных открытий стало следующее. Память связана с анатомическими изменениями в нервных клетках: процесс научения и запоминания может приводить к существенному увеличению числа синаптических контактов, соединяющих те клетки, где записывается информация. Так, Чарльз Гилберт из Рокфеллеровского университета обнаружил примечательные анатомические изменения в нейронах первичной зрительной коры при научении. Теперь мы знаем, что на свойства этих нейронов, определяемые синаптическими связями, влияют ожидания, внимание и известные по опыту зрительные образы.

 

Рис. 18–1.

 

Информация, хранимая в памяти, играет ключевую роль в устранении неоднозначности, в частности в отделении фигуры от фона. В случае простых изображений, например вазы Рубина (рис. 12–3), мозг легко переключается между интерпретациями фигур и фона. Но иногда (рис. 18–1) выделить фигуру может быть непросто. С первого взгляда здесь трудно увидеть собаку. Но, рассматривая рисунок, мы начинаем группировать фрагменты и контуры и замечаем голову и левую переднюю лапу далматина. После того, как мозгу удается реконструировать эти части тела собаки, уже нетрудно найти и остальное. Возвращаясь впоследствии к рисунку, мы за счет имплицитной памяти без труда восстанавливаем знакомый образ. Более того, вскоре мы так хорошо научаемся находить на рисунке собаку, что уже не можем, как раньше, не замечать ее. Сходный эффект наблюдается на двойственном изображении, которое впервые описал гарвардский психолог Эдвин Боринг (рис. 18–2). Мы сразу видим девушку, но, сосредоточившись на ее ухе, внезапно замечаем глаз старухи, кончиком носа которой становится подбородок девушки. Сохранив в памяти обе интерпретации, можно с помощью нисходящей обработки информации (опирающейся на память) находить то девушку, то старуху.

 

Рис. 18–2.

 

Нисходящие процессы, судя по всему, осуществляют проверку гипотез, касающихся записанных в памяти образов, и на основе проверки делают выводы о категориях, смысле, полезности и ценности объектов, изображение которых проецируется на сетчатку. Нисходящая обработка зрительной информации начинается с выдвижения гипотезы о том, что мы должны видеть в данный момент. Обычно мы смотрим и обращаем внимание на нечто конкретное, основываясь при этом на разных сенсорных признаках и воспоминаниях о своем опыте. Поэтому реакция нейронов проводящих путей зрительной системы отражает не только физические характеристики того или иного видимого объекта и воспоминания, но и наше когнитивное состояние. Например, когда мы концентрируемся на объекте, бывает легче проанализировать его форму и пропорции и связать их с уже встречавшимися объектами, чем когда мы погружены в свои мысли и рассеянно смотрим перед собой.

Как мы получаем и записываем информацию, хранимую в памяти? Один из обычных способов сохранения имплицитной памяти, исследованный русским физиологом Иваном Павловым, основан на ассоциациях. Павлов одновременно демонстрировал собаке пищу, вызывая у нее слюноотделение, и определенный световой сигнал. После некоторого числа повторений опыта у собаки при световом сигнале начинала выделяться слюна, даже если сигнал не сопровождался демонстрацией пищи. Подобные механизмы (условные рефлексы) лежат в основе многих процессов когнитивной деятельности. Так, объекты, которые мы часто видим вместе, начинают ассоциироваться друг с другом в памяти, так что вид одного сразу напоминает о другом.

Такая ассоциативная память формируется, когда мозг устанавливает или усиливает связи между нейронами, представляющими ассоциируемые объекты. Например, когда два объекта, А и Б, начинают ассоциироваться у нас в имплицитной памяти, нейроны той группы, которая представляет объект Б, начинают реагировать не только на него самого, но и на объект А. Томас Олбрайт из Института им. Солка задался вопросом о том, ограничены ли такие ассоциации гиппокампом, или же в их обеспечении участвует зрительная система. В ряде высших отделов зрительной системы обезьян Олбрайт обнаружил нейроны, выполняющие двойную работу: реагирующие и на визуальные стимулы, и на стимулы, вызываемые из памяти. Открытие этих клеток служит еще одним свидетельством того, что высшие отделы мозга способны влиять на низшие. Возможно, благодаря таким клеткам нечто новое может сразу напомнить нам о виденном ранее.

Одно из интереснейших следствий этого механизма высокого зрения состоит в том, что при воспоминаниях о том или ином объекте в мозге возникают реакции, сходные с возникавшими при первоначальном знакомстве с ним. Первоначальный опыт связан с восходящей обработкой зрительной информации. Именно так мы обычно представляем себе зрение. Воспоминания об образе того же объекта, то есть его обработка, связаны с нисходящей обработкой информации. Они обеспечивают работу зрительной памяти. Таким образом, нейронные сети, задействованные в зрительном восприятии образов и их последующем припоминании и мысленном представлении, во многом совпадают.

Зрительные ассоциации составляют неотъемлемый компонент нормального восприятия. Наши зрительные ощущения почти всегда определяются совместно восходящими и нисходящими сигналами.

 

Важность нисходящей обработки информации и роль внимания и памяти в восприятии проявляются при созерцании произведений искусства. Начнем с того, что внимание человека, рассматривающего художественное произведение, существенно отличается от “обыденного восприятия”, как называет это Паскаль Мамасьян из Парижского университета. Задачи обыденного восприятия заранее определены. Когда мы хотим перейти улицу, мы ждем, пока проедут машины. При этом мы концентрируемся на приближающихся машинах, их скорости и размерах, и пренебрегаем посторонней информацией, например о том, приближается ли к нам в данный момент “Бьюик” или “Мерседес”, и какого он цвета. Задачи восприятия произведений изобразительного искусства определить гораздо сложнее. Более того, зритель может подходить к произведению искусства по-разному, и его реакция часто зависит от того, откуда он рассматривает то или иное произведение. Перед художником, в свою очередь, стоит проблема, связанная с тем, что он не знает заранее, откуда зрители будут смотреть на его работу. Угол зрения может оказывать сильное влияние, например, на интерпретацию изображенной на двумерном полотне трехмерной сцены. Мамасьян описывает эту проблему так:

 

Даже если художник в совершенстве овладел законами линейной перспективы… согласно теории, все ракурсы, кроме одного, должны приводить к геометрической деформации изображенной сцены. Единственный ракурс, в котором реалистичное изображение сцены будет достоверным, соответствует положению зрителя, при котором его взгляд направлен перпендикулярно центру картины, то есть положению самого художника, если он запечатлел то, что мог бы увидеть через прозрачный холст. Поэтому сама геометрия изображенных сцен неизбежно неоднозначна, и ее характер зависит от положения зрителя[155].

 

С помощью нисходящей обработки информации мозг зрителя компенсирует искажения, связанные с ракурсом. Зритель знает о двумерности холста, потому что перспектива картины никогда не бывает вполне убедительной. В результате и художник, и зритель исходят из упрощенной физики, позволяющей интерпретировать двумерные изображения как трехмерные.

Понимание природы нисходящих процессов, осуществляющих такую интерпретацию и делающих поправки на ракурс, может многое сообщить о принципах нашего восприятия живописи. Самый известный пример касается взгляда изображенных, который кажется направленным на зрителя независимо от того, откуда тот смотрит на портрет. Этот эффект – посмотрите под разными углами на рисунок Климта (рис. II–27) – проявляется лишь в том случае, если художник изображает портретируемых смотрящими ему в глаза, так что зрителю, в свою очередь, кажется, что их зрачки направлены прямо на него. Если отойти в сторону, то форма глаз, которые мы видим на таком портрете, искажается, но нисходящие процессы нашей зрительной системы компенсируют это искажение. В результате, несмотря на эти и другие искажения в проецируемом на сетчатку изображении, мы не замечаем особых изменений. Поэтому и возникает иллюзия, будто портрет следит за нами. Когда мы смотрим на скульптурные изображения людей, перспектива, вне зависимости от ракурса, не искажается, и зрительной системе не приходится компенсировать искажения. Например, когда мы смотрим на бюст сбоку, асимметрия зрачков указывает, что взгляд направлен не в нашу сторону.

Как отмечал Эрнст Крис, чтобы создать стоящее произведение, живописец должен с самого начала работать над картиной, по своей сути недостоверной. Он должен строго ограничивать себя созданием плода собственного воображения, который послужит зрителю пищей для воображения. Так, Климт в уплощенных картинах, напоминающих искусство Византии, с успехом использовал ограничения перспективы и нисходящую обработку зрительной информации. За счет двумерности его полотна создают ощущение непосредственной близости. Лица и фигуры, очерченные простыми линиями, а не затененными контурами, кажутся выступающими над холстом. Кроме того, двумерность предъявляет к зрителю больше требований, чем перспектива: она усиливает нисходящие реакции, подчеркивая плоскостность изображения.

Именно способностью зрительной системы компенсировать связанные с двумерностью искажения изображений, которые мы видим, объясняется независимость нашего восприятия произведений искусства (и даже понимания их содержания) от угла зрения. Патрик Кавана пишет:

 

Плоские картины обычны настолько, что мы редко спрашиваем себя, почему плоские представления так хорошо работают. Если мы действительно воспринимаем мир трехмерным, изображение, которое мы видим на плоской картине, должно сильно искажаться для нас при всяком нашем движении. Но почему-то с плоскими изображениями этого не происходит. Причем если согнуть рисунок, он действительно искажается, когда мы движемся, глядя на него. Наша способность интерпретировать нетрехмерные представления указывает на то, что на самом деле мы видим окружающий мир не совсем трехмерным и можем представлять его преимущественно в виде плоских картин (или фильмов), служащих нам экономной и удобной заменой трехмерных представлений. Эта терпимость к плоским представлениям свойственна людям всех культур, в том числе младенцам, и даже другим видам, так что она не может быть результатом обучения условным нормам представления. Вообразите, как изменилась бы наша культура, если бы мы утратили способность к восприятию плоских представлений[156].

 

Майкл Поланьи объяснял, что осознание складывается из двух компонентов: фокального осознания изображенных людей или сцен и вспомогательного осознания, включающего осознание текстур, линий и цветов, а также двумерности холста. При этом у нас может возникать желание менять эти компоненты местами и фокусироваться, например, на мазках и пятнах краски (рис. II–28, II–29). Специалист по психологии восприятия Ирвин Рок пишет, что эти два состояния осознания принципиально важны для понимания причин нашего восприятия представительной живописи как подобий реальности. Поскольку мы хорошо знаем, что картина – это лишь подобие реальности, мы бессознательно вносим в ее восприятие нисходящие (зависящие от научения) и восходящие (осуществляемые интуитивно) поправки.

Когда мы смотрим на картину, мы постоянно (и бессознательно) двигаем глазами. Наше итоговое восприятие изображенного лица полностью строится из результатов множества эпизодов быстрого сканирования элементов изображения. Хотя эстетическое восприятие произведения искусства составляет больше, чем суммарное восприятие его частей, зрительные ощущения начинаются именно с мозаичного знакомства с изображением, в ходе которого мы одно за другим сканируем его составляющие.

Выражение лиц на трех женских портретах Климта – “Адель Блох-Бауэр I”, “Адель Блох-Бауэр II” и “Юдифь” – заметно различается. Во втором случае Адель Блох-Бауэр изображена равнодушной, почти скучающей (рис. I–19), в первом – с видом обольстительницы (рис. I–1). Юдифь исполнена неутоленной страсти. Но, пожалуй, не меньше бросается в глаза, как сильно наше внимание, особенно на портретах Адели Блох-Бауэр, привлекают детали, не имеющие отношения к лицу изображенной женщины, например ее богато орнаментированная одежда, почти сливающаяся с фоном. Ван Гог и Кокошка, напротив, предлагают зрителю сосредоточиться на лицах портретируемых. Все эти лица неповторимы. Выпуклая текстура фона лишь подчеркивает эмоции, выражаемые чертами лица. Когда мы смотрим на портреты Климта, наши глаза работают в многозадачном режиме: они сканируют изображение целиком, чтобы получить представление о мыслях, которые художник стремился передать. На портретах Кокошки наше внимание концентрируется строго на мимике.

Совсем иного рода контраст на автопортретах Кокошки и Шиле с их возлюбленными (рис. II–30, II–31). Кокошка несколько раз изображал себя с Альмой Малер, но мы не видим ни на одном из этих изображений завершенности их связи. Сам художник всегда показан пассивным, влекомым неподвластными ему силами. На картине “Невеста ветра” это впечатление усилено волнами, окружающими любовников. Шиле сосредоточен на сексе как таковом. Но он изображал связь, в которой радости любви уравновешены или даже подавлены страхом. В его эротических работах конфликт инстинктивных влечений оставляет мало места наслаждению, он порождает ощущение пустоты (пустоты любовной связи), выражаемой также взглядами любовников. Тревога, связанная с сексом, у Шиле так велика, что ему, похоже, не нужны были ни волны, ни какие-либо другие фоновые эффекты для ее передачи.

Явные стилистические различия между этими художниками указывают на разное эмоциональное содержание их картин. Теперь поговорим о биологических основах этого содержания.

 

Глава 19