Нейронный рециклинг

Красота – это дар судьбы, а грамотность – ну, это уж от природы.

Уильям Шекспир, «Много шума из ничего» [241]

Из сказанного выше очевидно, что наше зрение примата ни запрограммировано при рождении, ни лишено какой‑ либо структуры вообще и брошено на произвол внешнего мира. Общая архитектура зрительной системы жестко ограничена и идентична у всех нас, но детали реакции каждого нейрона зависят от конкретных зрительных событий. Изощренные методы статистического научения позволяют нам обнаруживать закономерности внешнего мира. Наш мозг устроен так, что неслучайные свойства, такие как выравнивание нескольких полос на сетчатке, наличие Т‑ или L‑ образных пересечений, повторяющаяся последовательность двух изображений, быстро извлекаются и сохраняются в корковых связях.

Инстинкт к обучению играет решающую роль в нашей способности овладеть навыком чтения. Благодаря синаптической пластичности, которая достигает пика у детей, но присутствует и у взрослых, зрительная кора может частично адаптироваться к специфическим проблемам, возникающим при распознавании букв и слов. В ходе эволюции наша зрительная система приобрела ровно столько пластичности, сколько нужно, чтобы мозг был способен научиться читать.

Когда ребенок впервые приходит в школу, его мозг уже предварительно адаптирован к распознаванию букв и слов. Как и у любого другого примата, вентральная височная кора первоклассника содержит своеобразный алфавит протобукв. Распознавание объектов осуществляется по комбинаторному принципу на базе нейронного алфавита элементарных форм, некоторые из которых очень похожи на наши буквы.

Моя гипотеза состоит в том, что мы можем научиться читать только благодаря этой преадаптации нижневисочной коры. Чтение было бы невозможно, если бы наша зрительная система не выполняла операции, близкие к тем, которые необходимы для распознавания слов, и не была наделена определенной степенью пластичности, позволяющей запоминать новые формы. Во время обучения в школе часть этой системы перестраивается и превращается в неплохое устройство для инвариантного распознавания букв и слов.

Рис. 3. 8. Нейроны нижневисочной коры могут научиться реагировать на произвольные формы, такие как эти фрактальные изображения. Сакаи и Миясита (Sakai & Miyashita, 1991) обучили макак связывать эти образы в пары. После обучения отдельные нейроны начали одинаково хорошо реагировать на оба члена каждой пары. Это свидетельствовало о формировании условной ассоциации, напоминающей произвольную культурную связь между прописными и строчными буквами.

Согласно этой точке зрения, наша кора – это не чистый лист или восковая табличка, где отпечатывается любое культурное изобретение, каким бы произвольным оно ни было. Ее также нельзя считать негибким органом, который каким‑ то образом в ходе эволюции посвятил один из своих «модулей» чтению. Мы могли бы уподобить нашу зрительную кору скорее конструктору Lego, с помощью которого ребенок может собрать не только стандартную модель, показанную на коробке, но и множество других.

Моя гипотеза расходится с общепринятым в социальных науках подходом «никаких ограничений», согласно которому человеческий мозг способен воспринять любую форму культуры. На самом деле природу и культуру связывают гораздо более сложные отношения. Наш геном – продукт миллионов лет эволюционной истории – определяет жесткую (хотя и частично модифицируемую) мозговую архитектуру, которая накладывает серьезные ограничения на то, чему мы можем научиться. Новые культурные изобретения могут быть приобретены только в той мере, в какой они отвечают особенностям устройства нашего мозга. Многие подобные артефакты имеют мало общего с естественным миром, в котором мы эволюционировали, – ничего в дикой природе даже отдаленно не напоминает страницу книги. Однако каждый из них должен найти в мозге свою «экологическую нишу», или нейронную цепь, выполняющую более или менее схожую функцию и обладающую достаточной гибкостью, чтобы быть перепрофилированной на новую задачу.

На ум приходит «экзаптация» – классическая дарвиновская концепция, сформулированная Стивеном Джеем Гулдом[242]. Экзаптация – это переориентация древнего биологического механизма на функции, отличные от первоначальных. Прекрасный пример – крошечные косточки в среднем ухе, которые кажутся идеально приспособленными для усиления звуковых колебаний: эволюция выточила их из челюстных костей древних рептилий. В своей часто цитируемой статье Франсуа Жакоб изобразил эволюцию как неутомимого мастера, который хранит кучи хлама на своем заднем дворе и время от времени собирает из него новые приспособления[243]. Согласно моей гипотезе, культурные изобретения возникают аналогичным образом – в результате рекомбинации древних нейронных цепей в новые культурные объекты, полезные для человека и достаточно стабильные, чтобы передаваться от одного мозга к другому.

В случае культурного научения «переделка» мозга происходит быстрее, чем при медленной биологической эволюции. Изобретение нового культурного инструмента может занять всего несколько недель или месяцев (даже если для его распространения на широкую популяцию потребуется несколько поколений). Кроме того, создание культурных объектов основывается на нейронных механизмах научения, не требующих каких‑ либо изменений в геноме. Учитывая эти фундаментальные различия между биологической и культурной эволюцией, я хотел бы ввести новый термин – «нейронный рециклинг». Он позволяет качественно описать культурные изменения, которые происходят в нашем мозге[244].

Под нейронным рециклингом я подразумеваю частичное или полное вторжение культурного изобретения на территорию коры, изначально развившуюся для другой функции. Слово «рециклинг» предполагает быстрые изменения, происходящие всего за несколько месяцев. Словарь Мерриам‑ Уэбстер определяет его как «повторное прохождение через ряд изменений» и «приспособление к новому способу использования». В моем родном французском языке глагол se recycler употребляется в отношении студентов или сотрудников, проходящих курс повышения квалификации или осваивающих новую профессию, наиболее отвечающую требованиям рынка труда. Таким образом, нейронный рециклинг представляет собой разновидность переориентации или переподготовки: он трансформирует древнюю функцию определенной области, развившуюся в прошлом, в новую, более полезную функцию в условиях текущего культурного контекста.

Слово «рециклинг» также подразумевает, что нейронная ткань, поддерживающая культурное научение, – это не чистый лист. Она наделена свойствами, которые ограничивают сферу ее применения. Переработанное стекло или бумагу нельзя превратить в любое новое изделие. Эти материалы обладают внутренними физическими качествами, делающими их более пригодными для одних целей, чем для других. Точно так же каждая область коры или нейронная сеть, в силу своей коннективности, генетических предрасположенностей и механизмов научения, обладает внутренними свойствами, поддающимися лишь частичной модификации в процессе культуроосвоения. Если моя гипотеза нейронного рециклинга верна, то культурное научение никогда не «стирает» полностью эти существующие ранее склонности – оно просто их обходит. В результате от культурных объектов не следует ждать бесконечной гибкости и адаптируемости. Диапазон человеческой культурной вариативности определяется ограничениями наших нейронных сетей.