Разум VS Мозг. Разговор на разных языках - [14]

Было неоднократно продемонстрировано, что высокоуровневое предсказание запускается задолго до того, как двигательные импульсы покидают мозг, чтобы активизировать наши мышцы [47]. Мозг просчитывает, куда нам бежать, чтобы перехватить мяч на лету, после чего посылает соответствующие сигналы нашим мышцам. Это бесконечный процесс, в котором «центральный предсказатель» постоянно отслеживает наши направление и скорость движения, чтобы точно задать нашу траекторию. Лучшее физиологическое описание этого механизма выглядит так: намерение активировать мышечные волокна активизирует также отдельные цепи обратной связи, которые информируют «центральный предсказатель» о том, какое мышечное действие должно последовать в результате. Короче, мы воспринимаем наши движения на основе как сенсорной информации, поступающей во время движения от мышц, сухожилий и суставов, так и через отдельный центральный механизм мозга (репрезентативную карту), который располагает предварительными знаниями о том, что мы собираемся сделать [48, 49].

Мозг просчитывает, куда нам бежать, чтобы перехватить мяч на лету, после чего посылает соответствующие сигналы нашим мышцам

Эти два независимых пути информирования о собственных движениях можно независимо увидеть у пациентов с расстройствами периферической нервной системы, блокирующими поступление сенсорной информации от их рук и/или ног. Хотя такие пациенты испытывают большие проблемы с пониманием того, сколько силы они вложили в движение пораженной конечностью, они по-прежнему обладают точным представлением о том, какое усилие необходимо приложить для совершения движения [50]. Так, если они протягивают руку за стаканом воды, у них возникает чувство необходимого усилия, хотя у них нет обратной связи от рецепторов в руке, которые сообщили бы им, какое усилие прилагается в данный момент. Со временем некоторые пациенты вырабатывают способность использовать происходящее из центральных отделов нервной системы чувство усилия для частичного контроля над конечностью, лишенной периферических ощущений. Хотя это звучит подозрительно, вроде полета с завязанными глазами, даже самое неуклюжее выполнение двигательного акта без поступающей от двигательного органа сенсорной информации возможно только потому, что наш мозг обладает грандиозными способностями к предсказанию параметров осуществляемых нами действий, таких как необходимое для их завершения время, результирующее положение тела, и величина необходимых и достаточных усилий.

То, что мы располагаем мозговыми схемами для будущих действий, неудивительно. Сложные движения были бы невозможны, если б им не предшествовала определенная нервная деятельность, направляющая движение. Подумайте об игре на пианино. Намерение сыграть определенную последовательность нот с определенным ритмом и аппликатурой должно наличествовать до того, как вы начнете исполнение пьесы. Мы бесконечно тренируемся, чтобы превратить этот комплект намерений в нейронный контур, который сможет действовать независимо от нашего сознания. Проигрывая произведение, мы, как и в случае большей части нашей двигательной активности, главным образом осведомлены только о том, что мы намерены сделать. Когда активность осуществляется нормально, мы удовлетворяемся знанием того, что мы намерены совершить действие и что мы контролируем его. Ощущения агентивности оказывается достаточно и необходимости в анализе осуществляемых движений в деталях не возникает.

Если вы хотите сконструировать систему, которая обладала бы исчерпывающими предварительными знаниями о том, что ожидается, и при этом ее работа оставалась бы незаметной, вы должны изобрести метод подавления входящей информации, когда эта информация соответствует тому, что ожидается системой. Вам необходимо уведомление только о неожиданных движениях, сообщающих о том, что что-то пошло не так. Например, ощущение того, намеренно или нет вы завели свою руку за спину, является единственным способом узнать, чешете ли вы спину или вам заломили руку грабители. Если вы неосознанно предчувствовали протягивание руки за спину, то нет причин узнавать об отдельных компонентах движения. Достаточно знать, что ход движения соответствует тому, что от него ожидалось.

Прогнозирование вознаграждения

Современная модификация известных экспериментов Павлова со слюноотделением у собак помогла разобраться в механизме «центрального предсказания». Исходные эксперименты Павлова были устроены следующим образом: собак приучали к тому, что за звуком звонка следует кормление. Выработка привычки приводила к тому, что слюноотделение у собак начиналось при звуке звонка еще до того, как им приносили пищу. Эта реакция обеспечивалась клетками центров вознаграждения (центров удовольствия) в среднем мозге, вырабатывающими дофамин. До недавнего времени бытовало убеждение, что единственной функцией этих клеток является обеспечение ощущения удовольствия. Последние исследования, проведенные на обезьянах, позволили предположить еще одну возможность: что эти системы также сигнализируют об ошибке в наших ожиданиях вознаграждения.