Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем - Мигель Николелис Страница 48

многих теоретиков предположить, что это совпадение в мозговых ритмах может играть важнейшую роль в речевом общении между людьми. В целом, используя сходную амплитуду частот для производства, передачи и обработки устной речи, человеческий мозг обеспечивает оптимальную передачу и даже усиление звуков речи для повышения отношения сигнал/фон, поскольку окружающая среда часто создает помехи. Важную роль ритма с частотой 3–8 Гц в понимании речи дополнительно подчеркивает тот факт, что люди испытывают трудности с пониманием смысла сигналов с колебаниями на частоте выше 3–8 Гц.

Очевидно, что речевое общение — это больше чем процесс обработки звука. Визуальный контакт между взрослыми людьми также улучшает понимание речи. Это связано с тем, что типичные движения рта, которые мы производим для произнесения слов, также в большей или меньшей степени соответствуют тета-ритму. В целом это означает, что, когда мы смотрим на кого-то, кто с нами говорит, наш мозг получает сразу два потока сигналов на частоте 3–8 Гц: один слуховой, другой зрительный. Зрительный поток усиливает акустический сигнал, который, превратившись в электрические сигналы во внутреннем ухе, достигает слуховой коры, где начинается процесс интерпретации речи. В таком случае, в соответствии с идеей Хассона и его коллег, наблюдение за говорящим эквивалентно повышению амплитуды речевого сигнала на 15 децибел.

В целом эти результаты надежно подтверждают гипотезу о том, что в процессе речи за счет синхронизации активности мозга говорящего и слушателя устанавливается межмозговое сопряжение. В рамках моей терминологии это означает, что основанные на речи мозгосети исходно устанавливаются по той причине, что производство, передача и интерпретация аналоговых речевых сигналов опосредованы мозговыми сигналами, существующими в одном и том же частотном диапазоне в мозге того, кто говорит, и того, кто слушает. Следовательно, фактически это совпадение частот является первым условием для объединения мозгов в распределенный органический компьютер — мозгосеть.

Общение между людьми посредством устной речи не только представляет собой канонический пример межмозгового сопряжения, но и позволяет показать, как релятивистская теория мозга объясняет формирование мозгосетей. Как мы видели в главе 5, эта теория предполагает, что связывание множества отделов коры в единый мозг опосредовано электромагнитными полями нейронов. Используя эту способность, релятивистский мозг также опирается на аналоговые сигналы нейронов и в итоге может быстро организовывать и поддерживать стабильные мозгосети. Например, в случае устной речи электромагнитные поля обеспечивают одновременную активацию многих кортикальных (и субкортикальных) областей, необходимых мозгу говорящего для генерации речевого сообщения и мозгу слушателя для обработки и интерпретации сообщения при получении. У слушателя такое мгновенное подключение коры далее позволяет быстро раскодировать и понять синтаксическую и семантическую составляющую сообщения, отправленного говорящим. В результате, как в эксперименте с Пассажиром и Наблюдателем, между участниками устного диалога быстро возникает межмозговая кортикальная синхронизация, которая приводит к функциональному сопряжению их мозгов. Таким образом, в рамках релятивистской теории мозга мозгосети формируются в процессе аналоговой, а не цифровой синхронизации нейронов, опосредованной коммуникационным сигналом. У людей эту важнейшую роль часто играет устная речь. На самом деле можно себе представить, что на примитивном уровне у наших предков гоминидов речь служила в первую очередь сигналом межмозговой синхронизации, а не сложным средством коммуникации, коим она является для нас сейчас.

В вопросе создания мозгосетей аналоговая синхронизация имеет несколько преимуществ по сравнению с цифровой синхронизацией. Прежде всего, аналоговая синхронизация происходит быстрее, легче устанавливается и более пластична, чем цифровая, поскольку для достижения последней требуется гораздо более точное временное совпадение между задействованными сигналами. Кроме того, аналоговая синхронизация может происходить без предопределенных подсистем, что означает, что для нее не требуется дополнительной информации о сигналах. Она достигается просто при совпадении частот двух продолжительных сигналов.

Релятивистская теория мозга не только демонстрирует функции аналоговой синхронизации, но и постулирует, что в формировании и долгосрочном поддержании мозгосетей играет роль классический принцип хеббиановского обучения. Только в данном случае речь идет не о двух взаимодействующих нейронах, объединенных синапсом, как в исходной формулировке, предложенной Дональдом Хеббом в 1949 году, а о двух (или нескольких) мозгах, объединенных передачей сигнала или сообщения. Принцип Хебба гласит, что когда два нейрона с общим синапсом постоянно возбуждаются, эффективность их синапса возрастает. Рисунок 7.5 иллюстрирует этот принцип на примере двух нейронов 1 и 3 и прямого синапса между ними. Если потенциал действия, производимый нейроном 1 (он называется пресинаптическим нейроном), заставляет несколько раз возбуждаться нейрон 3 (постсинаптический нейрон), синапс между этими двумя нейронами усиливается. По этой же логике я предполагаю, что когда два человека затевают беседу, их мозг может достигать функционального сопряжения по принципу хеббиановского обучения, что усиливает уровень межмозговой синхронизации. В синапсах за отсроченное сообщение между пре- и постсинаптическими нейронами отвечает химическое соединение, называемое нейромедиатором, а в случае межмозгового сопряжения при разговоре роль сопрягающего сигнала играет речь (и другие коммуникационные сигналы). Как мы вскоре увидим, такой простой механизм «беспроводного» аналогового сопряжения может объяснить, почему люди стремятся к созданию мозгосетей, способных синхронизировать активность мозга значительного числа людей для участия в социальных группах, процветающих благодаря обмену большим количеством абстрактных конструктов, таких как вера, культура и знания, на больших отрезках времени и пространства на протяжении всей истории человечества.

Рис. 7.5. Схема классического синапса Хебба (A) и трехфакторного синапса Хебба (B) (рисунок Кустодио Роса).

Но в мозге говорящего и слушателя в рамках одной мозгосети происходит много больше. Из статьи Хассона я узнал об очень интересной серии экспериментов, проведенных Грегом Стефенсом с соавторами, которые отметили некоторые другие аспекты формирования мозгосети, основанной на речи. В этом исследовании с помощью метода функционального магнитного резонанса осуществлялось картирование областей мозга человека, читающего реальную историю из жизни вслух без предварительной подготовки. Затем аудиозапись проигрывали слушателю, и активность его мозга также регистрировали с помощью функционального магнитного резонанса. Затем картины активации мозга чтеца и слушателя анализировали для выявления возможных корреляций. Авторы статьи обнаружили, что картины активности мозга чтеца и слушателя имели очевидные признаки временно́й синхронизации. Чтобы показать, что это временно́е межмозговое сопряжение играло значимую роль в передаче информации между говорящим и слушателем, исследователи провели контрольный эксперимент, в котором говорящий использовал язык, которого слушатель не понимал. При повторном анализе характера мозговой активности этой пары было выявлено значительное ослабление межмозговой синхронизации, что говорит о том, что в этих условиях мозгосеть формировалась неправильно.

Распознавание речи центральной нервной системой человека также представляет хорошие доказательства важной роли собственной точки зрения мозга — ключевого элемента релятивистской теории мозга. В обзорной статье Хассон с коллегами сообщают, что при языковом общении говорящего и слушателя активно