БАРРИ СМИТ
Руководитель Школы перспективных исследований Института философии Лондонского университета, автор и ведущий радиопередачи The Mysteries of the Brain («Тайны мозга») на BBC World Service
Мы слишком долго жили с ошибочными представлениями о своих органах чувств. Спросите любого, сколько у нас чувств, и вам наверняка ответят – пять, если только не заведут разговор о «шестом чувстве». Но почему пять? А как же чувство равновесия, которое обеспечивает вестибулярная система, сообщающая нам, поднимаетесь вы на лифте или спускаетесь, едете на поезде или качаетесь на волнах в лодке? А как же проприоцепция, благодаря которой вы точно знаете, где находятся ваши конечности, даже если вы закрыли глаза? А как насчет ощущения боли, жары или холода? Или все это входит в осязательные ощущения, наравне с ощущением от прикосновения к бархату или шелку? И почему мы думаем о разных сенсорных переживаниях (таких как зрение, слух, вкус, осязание и обоняние) так, как будто за них отвечает единый орган чувств?
Современные нейробиологи постулируют существование двух зрительных систем – одна отвечает за восприятие предметов, а другая контролирует действия. Эти системы работают независимо одна от другой. Глаз может стать жертвой зрительной иллюзии, но рука продолжает спокойно тянуться за предметом, который выглядит больше, чем он есть на самом деле.
И это еще не все. Есть основания думать, что мы можем чувствовать запахи двумя способами. Во‑первых, внешним обонянием – ортоназальными рецепторами, которые работают при вдохе и позволяют нам чувствовать в окружающем мире запах пищи, хищников или дым. А во‑вторых, внутренним обонянием – ретроназальными рецепторами, которые работают на выдохе и помогают нам решить, стоит ли есть эту пищу, или нужно выбросить ее. С каждым из этих чувств связана определенная гедоническая реакция. Ортоназальное обоняние вызывает удовольствие от предвкушения, а ретроназальное – удовольствие от полученного. Предвкушение не всегда совпадает с полученным. Вы обращали внимание, что соблазнительный аромат свежесваренного кофе никогда не соответствует в точности его вкусу? Мы всегда испытываем легкое разочарование. Интересно, что продукт, в котором идеально совпадают по интенсивности ортоназальный и ретроназальный ароматы, – это шоколад. Мы получаем ровно то, чего ожидали, – становится понятно, почему шоколад такой мощный стимул.
Кроме расширения списка чувств, в современной нейробиологии происходит еще одна важная перемена. Раньше мы изучали органы чувств независимо друг от друга, и большая часть исследователей сосредотачивалась на зрении. Но ситуация быстро меняется. Теперь мы знаем, что органы чувств работают сообща, причем и на ранних, и на поздних стадиях переработки информации, создавая наше богатое восприятие окружающего мира. Наш опыт почти никогда не явлен нам только в звуках или только в зрительных образах.
Мы почти всегда наслаждаемся осознанным опытом, состоящим из образов, звуков, запахов, тактильных и вкусовых ощущений, – причем они поступают к нам не в отдельных сенсорных «упаковках». Мы просто принимаем происходящее в его богатой сложности, не задумываясь о том, как именно разные органы чувств создают цельное переживание.
Мы мало думаем о том, как запах создает фон для любого осознанного момента бодрствования. Люди, утратившие обоняние, часто погружаются в депрессию, и через год они восстанавливаются хуже, чем те, кто утратил зрение. Это связано с тем, что знакомые места не пахнут, как прежде, и другие люди больше не издают присущий только им, обнадеживающе знакомый запах. Кроме того, люди, утратившие обоняние, считают, что они утратили и вкус. Во время теста они признают, что различают сладкое, кислое, соленое, горькое, острое, а также металлический привкус. Но весь остальной «вкус» еды обеспечивается ретроназальным обонянием.
То, что мы называем «вкусом», – это один из самых замечательных примеров того, насколько неверно мы представляем себе наши собственные чувства. Вкус обеспечивается не только рецепторами языка, а сочетанием вкуса, осязания и запаха. Благодаря осязанию соус кажется сливочным, какая‑то пища – жесткой, хрустящей или затхлой. Единственная действительная разница между свежими и затхлыми на вкус картофельными чипсами заключается в структуре их поверхности. Большая часть того, что мы называем «вкусом», на самом деле является запахом, воспринимаемым ретроназальным обонянием. Именно поэтому люди, утратившие обоняние, жалуются, что больше не ощущают вкуса. Вкус, осязание и обоняние не просто образуют сочетание, позволяя нам испытывать ощущения от пищи или питья. Скорее можно говорить о том, что информация из разных сенсорных каналов сливается в комплексное ощущение, которое мы называем «вкус», а ученые, изучающие пищу, – «флейвор».
Восприятие вкуса является результатом мультисенсорной интеграции вкусовых, обонятельных и ротовых соматосенсорных сигналов в единое переживание, компоненты которого мы не можем отделить один от другого. Это одно из самых сложных мультисенсорных чувств, на которое могут влиять также слух и зрение. Цвет вина, звук глотка или жевания оказывают сильное влияние на нашу оценку того, что мы пьем или едим. Возбуждение лицевого тройничного нерва создает ощущение «остроты» чили или «прохлады» ментола, хотя реальная температура в полости рта не изменяется.
В сенсорном восприятии мультисенсорная интеграция – это правило, а не исключение. К тому же, воспринимая звуки, мы используем не только уши, но и глаза, мы ищем источник звука. В кинотеатре мы «слышим», как голоса актеров выходят у них изо рта, хотя на самом деле звуки идут из динамиков. Это явление известно под названием «эффект чревовещателя». Сходным образом ретроназальные запахи, улавливаемые обонятельными рецепторами носа, воспринимаются как вкус во рту. Ощущения переносятся в рот, потому что наше внимание сосредоточено на жевании и глотании, что заставляет нас думать, будто эти обонятельные ощущения также исходят оттуда.
Другое удивительное сотрудничество между разными чувствами связано с кроссмодальным переносом, когда стимуляция одного органа чувств вызывает активность другого. Если мы видим губы человека, находящегося в другом конце переполненной комнаты, мы лучше слышим, что он говорит, а запаха ванили делает напиток более сладким и менее кислым. Поэтому мы говорим, что ваниль имеет сладкий запах, хотя сладость – это вкус, и чистая ваниль вовсе не сладкая. Промышленные производители знают об этих эффектах и используют их в своих целях. Например, определенный аромат шампуня может сделать волосы более «мягкими» на ощупь; напитки красного цвета кажутся более сладкими, а зеленоватые – более кислыми. Часто в случаях такого взаимодействия зрение доминирует, но не всегда.
При нарушениях в вестибулярной системе люди ощущают, что мир вокруг них вращается, хотя сигналы, поступающие из глаз и других частей тела, вроде бы должны сказать им, что все в порядке. При отсутствии таких нарушений мозг находится в согласии со зрением, сигналы, передаваемые проприоцепторами, согласуются. К счастью, наши органы чувств сотрудничают один с другим, и мы можем успешно взаимодействовать с окружающим миром – не сенсорным, а мультисенсорным.
Умвельт
ДЭВИД ИГЛМЕН
Нейробиолог, директор Лаборатории восприятия и действия, руководитель программы «Неврология и право» в Бейлорском медицинском колледже; автор книги Incognito: The Secret Lives of the Brain («Инкогнито: тайная жизнь мозга»)
В 1909 году биолог Якоб фон Икскюль предложил понятие умвельт [11]. Ученый искал слово, описывающее простой, но часто игнорируемый факт: различные животные в одной и той же экосистеме реагируют на разные внешние сигналы. Для клещей, не имеющих ни зрения, ни слуха, важными сигналами являются температура и запах масляной кислоты. Для черной ножетелки (рыбы из семейства Apteronotidae) важны электрические поля, а для летучих мышей, использующих эхолокацию, – ультразвуковые волны. Умвельт – это ближайшая область окружающего мира, которую животное способно воспринять. Более отдаленные области реальности, какой бы она ни была, Икскюль называл умгебунг [12] .
Интересно, что каждый организм, по‑видимому, считает, что его умвельт заключает в себе всю объективную внешнюю среду во всей ее полноте. Почему же мы продолжаем думать, что мир намного больше, чем мы можем непосредственно воспринять? Главный герой фильма «Шоу Трумана» живет в мире, который полностью сконструирован вокруг него дерзким телепродюсером. Когда продюсера в какой‑то момент спрашивают: «Почему вы думаете, что Труман никогда не поймет истинную природу своего мира?», продюсер отвечает: «Мы принимаем мир таким, каким нам его показывают». Мы воспринимаем свой умвельт и на этом останавливаемся.
Чтобы оценить, какое количество информации проходит мимо нас незамеченной, представьте себе, что вы гончая. Ваш длинный нос содержит 200 миллионов обонятельных рецепторов. Ваши влажные ноздри втягивают и захватывают молекулы запаха. Щели в уголках ноздрей образуют воронки, увеличивая приток воздуха, когда вы принюхиваетесь. Даже ваши висящие уши тянутся вдоль земли и направляют запах к носу. Весь ваш мир сосредоточен вокруг обоняния. В один прекрасный день вы бежите за своим хозяином и вдруг замираете, пораженные неожиданной мыслью. Каково это – иметь столь жалкий, несовершенный нос, как у человека? Что люди вообще могут воспринять, когда втягивают воздух своим маленьким носиком? Вероятно, там, где должен быть запах, у них большое темное пятно?
Очевидно, мы не страдаем отсутствием обоняния, потому что воспринимаем реальность такой, какой она нам предъявлена. Не имея обонятельных способностей гончей, мы, однако, редко задумываемся о том, что все могло бы быть иначе. Сходным образом, пока ребенок не узнает в школе, что пчелы воспринимают ультрафиолетовые сигналы, а гремучие змеи руководствуются инфракрасными, он не задумывается о том, сколько информации проходит мимо нас по каналам, к которым мы не имеем врожденного доступа. Как показывают мои неформальные опросы, мало кто знает, что видимая для нас часть электромагнитного спектра составляет всего десять триллионных всего спектра.
Хорошей иллюстрацией неведения границ нашего умвельта являются люди, страдающие цветовой слепотой: пока они не знают, что другие люди могут видеть цвета, мысль об этом не приходит им в голову. То же самое касается и врожденной слепоты: отсутствие зрения не означает, что человек ощущает «темноту» или «черную дыру» на том месте, где должна быть визуальная картинка. Слепые от рождения люди не ощущают недостатка зрения, они просто не постигают, что такое зрение. Видимая часть спектра не является частью их умвельта.
Чем глубже наука заглядывает в эти скрытые каналы информации, тем яснее нам становится, что наш мозг настроен на восприятие лишь поразительно малой части окружающей реальности. Наши органы чувств поставляют достаточно информации для ориентации в нашей экосистеме, но они и близко не могут подойти к восприятию общей картины мира.
Будет полезно, если понятие умвельта войдет в общественный лексикон. Оно хорошо передает идею ограниченности знания, недоступной информации и невообразимых возможностей. Вспомните политические дебаты, отстаивание различных догм, абсолютно уверенные суждения, с которыми вы сталкиваетесь каждый день, и попробуйте представить себе, что во все это будет добавлена должная доля интеллектуального смирения, приходящего с осознанием того, насколько велик объем недоступного для нас мира.
Рациональное подсознание
ЭЛИСОН ГОПНИК
Психолог, Университет штата Калифорния (Беркли), автор книги The Philosophical Baby: What Children's Minds Tell Us About Truth, Love and the Meaning of Life («Малыш‑философ: что детский разум может рассказать нам об истине, любви и смысле жизни»)
Одно из величайших научных открытий XX века заключается в том, что большая часть психологических процессов не происходит сознательно. Но то, что большинство людей понимают под понятием «подсознание», касается иррационального подсознания по Фрейду – мутного и необузданного «Оно», едва поддающегося сознательному контролю и рефлексии. Этот взгляд все еще очень распространен, хотя почти все построения Фрейда были со временем научно опровергнуты.
Новое понимание «подсознания», которое привело к большим научным и технологическим прорывам, можно назвать рациональным подсознанием Тьюринга. Если бы версия «подсознания», представленная в таких фильмах, как «Начало», была научно правильной, в этом фильме присутствовала бы целая армия ботанов с логарифмическими линейками, а не девицы в неглиже, размахивающие пистолетами посреди пейзажей в духе Дали. По крайней мере, тогда у зрителей сформировалось бы более полезное представление о собственном разуме – хотя они вряд ли купили бы больше билетов.
Мыслители прежних лет, такие как Локк или Юм, предвосхитили многие открытия в области психологии, но они полагали, что главными конструирующими блоками разума являются осознанные «идеи». Алан Тьюринг, отец современного компьютера, начинал с размышлений о последовательных и в высшей степени сознательных расчетах, которые выполняет человеческий мозг, – точь‑в‑точь как те расчеты, которые выполняли девушки, расшифровывавшие немецкие радиограммы в Блетчли‑парке.
Первым большим озарением Тьюринга стала идея о том, что эти процессы – и с теми же результатами – можно воспроизвести на совершенно лишенной сознания машине. Машина могла расшифровывать немецкий тайный код, проделывая те же последовательные шаги, что и обладающие сознательным мышлением люди. Лишенные сознания компьютеры, состоящие из переключателей и вакуумных ламп, давали правильный ответ так же часто, как существа из плоти и крови.
Вторым большим прозрением Тьюринга стала мысль о том, что разум и мозг человека можно понять, если рассматривать их как бессознательный компьютер. Девушки из Блетчли‑парка блестяще справлялись с сознательными вычислениями, но на подсознательном уровне они выполняли не менее точные расчеты каждый раз, когда обменивались незначащими репликами или просто глазели в окно. Выявление сообщений о трехмерных объектах в хаосе непрерывно поступающих с сетчатки сигналов – не менее сложный и важный процесс, чем обнаружение тайной информации о подлодках в нацистских шифровках. Как оказалось, разум решает обе проблемы сходным образом.
Затем ученые, занимающиеся когнитивной наукой, добавили к этим наблюдениям теорию вероятности, так что теперь мы можем описать подсознание и создать компьютер, который одинаково мастерски делает индуктивные и дедуктивные выводы. Используя этот вид вероятностной логики, система может довольно точно познавать мир, постепенно повышая вероятность одних гипотез и уменьшая вероятность других, а также пересматривая старые гипотезы в свете новых фактов. Эта работа опирается на логику обратной разработки. Сначала нужно установить, как именно рациональная система выявляет истинные положения в полученных данных. Часто оказывается, что на подсознательном уровне человеческий разум именно так и поступает.
Результатом этой стратегии стали некоторые из наиболее прогрессивных идей в когнитивной науке. Но в общественном сознании они остались незамеченными, что можно понять: общественность тогда была увлечена дискуссиями о сексе и агрессии, которые разворачивались в эволюционной психологии (как и идеи Фрейда, эти дискуссии гораздо занимательнее). А тем временем исследователи зрения изучают, как мы превращаем хаотичные сигналы, поступающие с сетчатки, в связанный и точный образ внешнего мира. Возможно, это наиболее успешная ветвь когнитивной науки и нейробиологии. Она берет начало в идее, что наша зрительная система на подсознательном уровне делает рациональные заключения на основании поступающей с сетчатки информации, определяя таким образом, как выглядят предметы. Ученые начали с того, что сами рассчитали оптимальный способ решения этой проблемы, и затем подробно изучили, как мозг выполняет эти расчеты.
Идея о рациональном подсознании изменила наше представление о существах, которые традиционно считаются неразумными, – таких как дети и животные. Нам следует учитывать это в повседневной жизни. Фрейд идентифицировал младенцев с фантазирующим, иррациональным подсознанием, даже классические воззрения Пиаже сводились к тому, что маленькие дети абсолютно чужды логике. Но современные исследования показывают, что существует огромная пропасть между тем, что маленькие дети говорят – и, предположительно, чувствуют, – и той поразительной точностью, которая сопровождает их обучение, рассуждения и умозаключения на подсознательном уровне. Рациональное подсознание помогает понять, как младенцы могут столь многому научиться, когда кажется, что они так мало понимают.
Кроме того, концепция рационального подсознания выстраивает мост между осознанным опытом и несколькими килограммами серого вещества в нашем черепе. Пропасть между нашим опытом и нашим мозгом настолько велика, что люди кидаются от восторга к недоверию при каждом открытии, подтверждающем, что знания, любовь и доброта «действительно находятся в нашем мозге» (хотя где же еще они могли бы находиться?). Связывать рациональное подсознание с сознательным опытом и нервной системой очень важно.
На уровне интуиции мы чувствуем, что знаем свой разум и что осознанный опыт прямо отражает то, что происходит в подсознании. Но многие интересные работы в социологии и когнитивной психологии показывают, что между рациональным подсознанием и осознанным опытом зияет бездна. Например, наши сознательные расчеты вероятности того или иного события выглядят просто плачевно, хотя на подсознательном уровне мы непрерывно производим те же расчеты весьма искусно. Изучение сознания показывает, насколько сложными, непредсказуемыми и изощренными являются взаимосвязи между разумом и опытом.
В то же время, чтобы действительно все объяснить, нейробиология должна пойти дальше «новой френологии» – простого приписывания психологических функций определенным областям мозга. Концепция рационального подсознания позволяет понять, «как» и «зачем» работает то или иное в нашем мозге, а не просто «где» оно находится. И снова дорогу здесь наметили исследования зрения: элегантные экспериментальные работы показали, как определенные нервные сети могут работать подобно компьютерам, решая проблемы зрения.
Разумеется, концепция рационального подсознания имеет свои ограничения. Зрительные иллюзии демонстрируют, что наша якобы точная зрительная система временами дает сбой. Хотя сознательное мышление временами приводит к заблуждениям, оно может быть познавательным, «подпоркой», ментальным эквивалентом корректирующих очков, которые смогут компенсировать ограничения рационального подсознания. Для этого и нужны научные институции.
Самым полезным применением понятия рационального подсознания была бы демонстрация того факта, что осознанные открытия – это не привилегия нескольких человек, называемых учеными, а право каждого по рождению, дарованное нам всем эволюцией. Попытка достучаться до своего внутреннего зрения, или «внутреннего ребенка», возможно, не сделает нас более счастливыми или более успешными, но поможет лучше понять, насколько мы на самом деле умны.
