Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды - [29]

Шрифт
Интервал

Начинаясь в V1, шоссе «Как» также проходит через V2 и V4, но через нейроны, отличающиеся от тех, к которым мы заезжали, путешествуя по шоссе «Как», – их роль нам, честно говоря, пока не совсем понятна. (Мы можем сделать некоторые обоснованные предположения. Учитывая, что вентральные нейроны V2 реагируют на соединенные между собой границы, образующие длинные линии, было бы логично, если бы дорсальные нейроны V2 реагировали на соединенные границы, движущиеся в определенном направлении.) Первая уникальная остановка на шоссе «Как» будет также и единственной, о функции которой мы знаем больше всего: область V5 или, как фамильярно называют ее близкие друзья, зрительная зона MT.

Нейроны зоны MT собирают картину воедино, реагируя на глобальное движение по всему полю зрения. Некоторые нейроны МТ реагируют на набор границ и поверхностей, одновременно движущихся слева направо, другие – снизу вверх и т. д. Эта чувствительность МТ-нейронов к глобальному движению в определенном направлении, вероятно, происходит из-за того, что они суммируют сигналы о перемещении простейших граничных элементов, поступающие в область МТ от нейронов V1 (и V2) [100]. Представьте, что мы находимся в одном из МТ-нейронов и смотрим на легион сигналов, которыми бомбардируют его избирательные по направлению нейроны из V1. В этом легионе будут импульсы от нейронов V1, которые регистрируют все возможные направления движения, и каждый нейрон V1 будет передавать информацию о происходящем в крошечном пикселе его видимого мира. В совокупности этот легион входящих сигналов охватит все направления возможного движения объектов на большом участке видимой картины мира. Поэтому, чтобы нейрон МТ возбуждался, скажем, от увиденного глазом глобального движения слева направо, он просто должен присваивать большой весовой коэффициент тем входящим данным, которые поступают от множества нейронов V1, сигнализирующих о краях, перемещающихся приблизительно слева направо в их маленьком участке видимого пространства. И – вуаля: один из нейронов реагирует только на связный набор граней и поверхностей, движущихся в одном определенном направлении.

Вам важно, что нейроны в области MT не отправляют импульсов в ответ на согласованный набор граней и углов, составляющих печенье. То есть печенье неподвижно. Но многие другие вещи в офисе движутся. Нейроны в области МТ посылают импульсы в ответ на когерентный набор граней и поверхностей, который вы называете «Сара», когда он проходит через ваше поле зрения слева направо. Она близко. Слишком близко. Идет ли она к вам, чтобы уменьшить ваши шансы незаметно схватить и съесть печенье, или в противоположном направлении?

Следующие остановки на шоссе «Как» решают эту проблему. Мы отправляемся вместе с одним из клонов нашего импульса прочь из области MT, в гости к пестрому разнообразию нейронов теменной коры, в области, обозначенные VIP (вентральная внутритеменная) и MST (медиальная верхняя височная область). Там нейроны интегрируют глобальные сигналы движения по разным осям, чтобы сигнализировать о том, что происходит с движущимся объектом. Объект постоянно меняет направление движения? Значит, он вращается. Он движется сверху вниз, но занимает всё бóльшую или меньшую часть видимого мира? Тогда он визуально увеличивается или уменьшается. Вы хотите видеть уменьшающуюся, а не увеличивающуюся Сару – давайте проверим соответствующий нейрон. Наш импульс как раз пролетает мимо одного такого. Задержав дыхание, мы перепрыгиваем синаптическую пропасть и наблюдаем, как множество всплесков напряжения, сопровождающих наш, запускают пакет импульсов по его аксону. Радостная новость несется по шоссе «Как»: Сара удаляется от вас, направляясь в конференц-зал, и она вооружена кофейной кружкой с надписью «Снова чертов понедельник». Ваше облегчение практически осязаемо. Печенье, ты почти мое! Ах, если бы это было так просто.

Туда и обратно

Если последовательно перепрыгивать из одной зоны в другую, двигаясь вперед, как это делали мы, зрительная система кажется организованной в аккуратную иерархию. Информация передается от области к области, каждая из которых создает все более сложное представление о видимом мире. Отчасти так оно и есть. Когда программисты тренируют глубокие нейронные сети на огромных наборах изображений объектов, где простые модели нейронов связаны жесткой последовательностью, в которой исходящие сигналы одного передаются только дальше к следующему, они обнаруживают, что их сети напоминают грубые контуры иерархии, как на шоссе «Как» [101]. Первые слои похожи на V1, реагирующие на простые границы, со все более сложными реакциями на последующих уровнях, воспроизводя все более сложные реакции на объекты при движении от V1 через V2 до V4 [102]. При достаточном количестве слоев такие глубокие сети могут даже воспроизводить способность нейронов височной доли отправлять импульсы при распознавании определенных форм. И чем ближе нейросеть приближается к способности человека относить изображенный объект к правильному типу – например, автомобиль, стул или стол, – тем больше работа последних слоев этой сети напоминает активность нейронов височной доли


Рекомендуем почитать
Архитекторы интеллекта. Вся правда об искусственном интеллекте от его создателей

Искусственный интеллект (ИИ) быстро переходит из области научной фантастики в повседневную жизнь. Современные устройства распознают человеческую речь, способны отвечать на вопросы и выполнять машинный перевод. В самых разных областях, от управления беспилотным автомобилем до диагностирования рака, применяются алгоритмы распознавания объектов на базе ИИ, возможности которых превосходят человеческие. Крупные медиакомпании используют роботизированную журналистику, создающую из собранных данных статьи, подобные авторским.


Тито и товарищи

Книга известного словенского историка, академика Словенской академии наук и искусств Йоже Пирьевца, написанная на основе богатейшего архивного материала, не только подробно знакомит с биографией Йосипа Броза Тито, который решающим образом влиял на формирование югославской истории во время II Мировой войны – как организатор партизанского движения, и после нее – как глава социалистической Югославии. Она дает широкую панораму жизни югославских народов с начала XX в. до 1980 г. Большое внимание уделено взаимоотношениям Тито с руководителями СССР И.


Сказки

Настоящий сборник является первым научным изданием сказок Перро на русском языке, предназначенным для взрослых читателей: до сих пор эти сказки издавались только в качестве детских книжек. В сборник включены не только все сказки Перро, прозаические и стихотворные, но также и некоторые наиболее известные сказки его продолжателей и последователей (д’Онуа, Леритье-де-Впллодон, Лепренс де-Бомон) как образцы французской сказочной литературы XVII–XVIII веков; во французских изданиях эти сказки нередко объединяются со сказками самого Перро. Перевод под редакцией М. Петровского. Вступительная статья и комментарии Н. П. Андреева. Иллюстрации Александра Дмитриевича Силина..


Заболевания желудка. Современный взгляд на лечение и профилактику

«Все сознают, что нормальная и полезная еда есть еда с аппетитом, всякая другая еда, еда по приказу, по расчету признается уже в большей или меньшей степени злом», — писал академик И. П. Павлов. Перед вами необычная книга. Главная ее особенность состоит в том, что желудок, его заболевания, а также их профилактика и лечение рассматриваются в «контексте» всего организма, в тесной связи с образом жизни и мыслями человека. Автор обращает внимание читателей на множество «мелочей», которым мы обычно не придаем никакого значения, не замечаем их влияния на состояние желудочно-кишечного тракта и здоровье в целом. Книга — не сухое повествование о болезнях, а увлекательное путешествие в мир под названием «человеческий организм». Для широкого круга читателей.


Антикитерский механизм: Самое загадочное изобретение Античности

Это уникальное устройство перевернуло наши представления об античном мире. Однако история Антикитерского механизма, названного так в честь греческого острова Антикитера, у берегов которого со дна моря были подняты его обломки, полна темных пятен. Многие десятилетия он хранился в Национальном археологическом музее Греции, не привлекая к себе особого внимания.В научном мире о его существовании знали, но даже ученые не могли поверить, что это не мистификация, и поразительный механизм, использовавшийся для расчета движения небесных тел, действительно дошел до нас из глубины веков.


Возвращение к языку. Наглый самоучитель райтера, журналиста и писателя

Пособие призвано развить в школьниках, студентах и начинающих журналистах умение создавать красивые, яркие и точные образы, оставаясь в рамках существующего русского языка, не вульгаризируя его англицизмами, жаргонными словами и разговорной речью низкого уровня. Задача, поставленная автором, довольно амбициозна: не только научить правильной письменной речи, но пробудить вдохновение к созданию таких текстов и дальнейшему совершенствованию. Адресована студентам факультетов журналистики и филологических факультетов, а также тем, кто стремится грамотно и образно излагать свои мысли на бумаге.