Рис. 4.2. Структура прогностической петли. Прогнозы становятся симуляцией ощущений и движений. Эти симуляции сравниваются с реальным сенсорным входом от внешнего мира. Если они совпадают, то прогноз правилен и симуляция становится вашим опытом. Если не совпадают, то ваш мозг должен устранить ошибки
Предположим, вы играете в бейсбол. Кто-нибудь бросает мяч в вашем направлении, и вы тянетесь и ловите его. Вероятнее всего, вы воспринимаете это как два события: увидеть мяч и поймать его. Однако если бы ваш мозг действительно реагировал таким образом, то бейсбол как спорт не мог бы существовать. Вашему мозгу нужно примерно полсекунды, чтобы приготовиться поймать бейсбольный мяч в типичном матче. Этого времени недостаточно, чтобы обработать визуальный сигнал, вычислить, где мяч приземлится, принять решение двигаться, скоординировать все мышечные движения и послать команду двигаться в положение для ловли мяча[143].
Предсказание делает игру возможной. Ваш мозг запускает прогнозирование до того, как вы осознанно видите мяч, ровно так же, как он предсказывает красное яблоко в гастрономе, исходя из вашего прошлого опыта. По мере того как каждый прогноз проходит через миллионы прогностических петель, ваш мозг симулирует вид, звуки и другие ощущения, которые представляет прогноз, а также действия, которые вы предпримете для ловли мяча. Затем ваш мозг сравнивает симуляцию с фактическим входным сенсорным сигналом. Если они совпадают… успех! Прогноз правилен, и сенсорный сигнал не идет дальше в ваш мозг. Ваше тело сейчас готово ловить мяч, и ваше движение основано на вашем прогнозе. Наконец вы осознанно видите мяч и ловите его[144].
Это происходит, когда прогноз правилен, например когда я бросаю бейсбольный мяч своему мужу, который немного умеет играть. С другой стороны, когда он бросает мяч мне, предсказания моего мозга не особенно хороши, поскольку я не сумею сыграть в бейсбол даже при угрозе жизни. Мои прогнозы становятся симуляциями ловли, которую я надеюсь провести, но когда они сравниваются с информацией, которую я на самом деле получаю от мира, они не совпадают. Это ошибка прогноза. Теперь мой мозг корректирует свои предсказания так, что я могу (теоретически) поймать мяч. Весь процесс прогностической петли повторяется, предсказывая и корректируя множество раз, пока мяч летит ко мне. Вся эта деятельность длится миллисекунды. В итоге вероятнее всего, что я выясню: мяч пролетел мимо моей протянутой руки.
Когда происходят прогностические ошибки, мозг может устранить их двумя способами. Первый, который мы только что видели при моей неуклюжей попытке поймать бейсбольный мяч, состоит в том, что мозг может быть гибким и изменить прогноз. В этой ситуации мои двигательные нейроны регулировали бы движения тела, мои сенсорные нейроны симулировали бы другие ощущения, что вело бы к дальнейшим прогнозам, включающим новые прогностические петли. Например, я могла бы броситься за мячом, когда он находится не в том месте, где я ожидаю.
Альтернативный способ состоит в том, чтобы быть упрямым и придерживаться первоначального прогноза. При этом входной сигнал фильтруется так, чтобы он соответствовал предсказанию. В этой ситуации я могла бы стоять на бейсбольной площадке и грезить (предсказывая и симулируя), будто бы мяч летит ко мне. Хотя мяч находится целиком в поле моего зрения, я не замечаю его, пока он не упадет у моих ног. Еще одним примером являются наполненные едой подгузники на вечеринке у моей дочери: прогноз наших гостей об аромате детских какашек доминировал над реальным входным сенсорным сигналом от морковного пюре[145].
Говоря коротко, мозг — это не простая машина, реагирующая на стимулы из внешнего мира. Она построена как миллиарды прогностических петель, составляющих собственную мозговую активность. Визуальные предсказания, слуховые предсказания, вкусовые предсказания, соматосенсорные (тактильные) предсказания, обонятельные предсказания и двигательные предсказания перемещаются по мозгу, влияя друг на друга и ограничивая друг друга. Эти предсказания контролируются входными сенсорными сигналами из внешнего мира, которым ваш мозг может дать приоритеты, а может игнорировать[146].
Если этот разговор о прогнозе и коррекции кажется противоречащим интуиции, подумайте о нем так: ваш мозг работает как ученый. Он всегда делает множество прогнозов, в точности как ученый выдвигает конкурирующие гипотезы. Как и ученый, ваш мозг использует знания (прошлый опыт), чтобы оценить, насколько вы можете быть уверены в истинности каждого прогноза. Затем ваш мозг проверяет свои предсказания, сравнивая их с поступающими сенсорными сигналами из мира, как ученый сравнивает гипотезы с данными экспериментов. Если ваш мозг предсказал хорошо, то входной сигнал от мира подтверждает эти прогнозы. Однако обычно есть какая-то ошибка прогноза, и ваш мозг, словно ученый, имеет некоторый выбор. Он может быть ответственным ученым и поменять свои прогнозы, чтобы они стали соответствовать этим данным. Ваш мозг может быть также недобросовестным ученым и отбирать те данные, которые подтверждают гипотезу, и игнорировать все остальные. Ваш мозг может быть беспринципным ученым и игнорировать вообще все данные, считая, что его прогноз является реальностью. Или, в момент изучения или открытия, ваш мозг может быть любопытным ученым и сосредоточиваться на входном сигнале. И как классический ученый, ваш мозг может проводить кабинетные эксперименты, чтобы воображать мир: чистая симуляция без входных сенсорных сигналов или ошибок прогноза.
Баланс между прогнозом и прогностическими ошибками, показанный на рис. 4.3, определяет, какая часть вашего опыта проистекает из внешнего мира, а какая возникает внутри головы. Как вы можете видеть, во многих случаях внешний мир не соответствует вашему опыту. В каком-то смысле ваш мозг создан для наваждения: посредством непрерывного предсказания вы переживаете самостоятельно созданный мир, сверяя его с миром, данным в ощущениях. Когда ваши прогнозы достаточно правильны, они не только формируют ваши восприятие и действия, но также объясняют значение ваших ощущений. Это работа вашего мозга в режиме по умолчанию. И удивительно, что ваш мозг не просто предсказывает будущее: он может вообразить будущее по своему желанию. Насколько мы знаем, мозг других животных так делать не может.
Рис. 4.3. Разнообразие психических феноменов можно объяснить как комбинацию предсказаний и входного сенсорного сигнала[147]
Ваш мозг всегда прогнозирует, и наиболее важная миссия — предсказывать энергетические потребности вашего тела, чтобы вы могли оставаться в живых и хорошо себя чувствовать. Эти важные прогнозы и соответствующие прогностические ошибки оказываются ключевым компонентом для создания эмоций. Сотни лет ученые верили, что эмоциональные «реакции» вызываются определенными участками мозга. Как вы сейчас обнаружите, эти участки мозга делают обратное тому, что все ожидают, помогая создавать эмоции таким образом, который опровергает столетия научных представлений. И снова история начинается с движения — не с размашистых движений бейсбольной игры, а с внутреннего движения нашего тела.
Любое внешнее движение вашего тела сопровождается его внутренним движением. Когда вы быстро меняете позицию, чтобы поймать бейсбольный мяч, вам нужно вдохнуть глубже. Чтобы убежать от ядовитой змеи, ваше сердце быстрее нагнетает кровь в кровеносные сосуды, чтобы доставить глюкозу к вашим мышцам, а это увеличивает частоту сердечных сокращений и изменяет кровяное давление. Ваш мозг представляет ощущения, которые являются результатом такого внутреннего движения; это представление, как вы, возможно, помните, называется интероцепцией[148].
Движения внутри вашего тела и их интероцептивные последствия происходят в любой момент вашей жизни. Ваш мозг должен поддерживать биение сердца, прокачку крови, дыхание легких и метаболизм глюкозы даже тогда, когда вы не занимаетесь спортом и не удираете от змеи, даже тогда, когда вы отдыхаете или спите. Поэтому интероцепция непрерывна, так же как постоянно работают слух и зрение, даже когда вы не прислушиваетесь и не приглядываетесь к чему-либо конкретному.
С точки зрения вашего мозга, запертого внутри черепной коробки, ваше тело — всего лишь еще одна часть внешнего мира, которую он должен объяснить. Качающее сердце, расширяющиеся легкие, меняющаяся температура и обмен веществ посылают в ваш мозг входные сигналы, которые шумны и неоднозначны. Одиночный интероцептивный сигнал, например тупая боль в животе, может означать боль в желудке, голод, напряжение, слишком сильно затянутый ремень и сотни других причин. Ваш мозг должен объяснять телесные ощущения, чтобы придать им смысл, и его главным инструментом для этого является предсказание. Итак, ваш мозг моделирует мир с точки зрения кого-то с вашим телом. Точно так же, как ваш мозг предсказывает виды, запахи, звуки, касания и вкусы от внешнего мира, связанные с движениями головы и конечностей, он также предсказывает сенсорные последствия движений внутри вашего тела[149].
Большую часть времени вы не осознаёте эти миниатюрные водовороты движений внутри вас. (Когда вы последний раз думали: «Хм, похоже, что сегодня моя печень должна произвести много желчи»?) Конечно, бывают случаи, когда вы непосредственно ощущаете головную боль, наполненный желудок или как колотится сердце в грудной клетке. Однако ваша нервная система не создана для того, чтобы вы точно чувствовали все эти ощущения, и это к счастью, поскольку в противном случае они бы переполнили ваше внимание