Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу - Энн-Софи Барвич

поведенческого контекста, так и для физической локализации. Химическая среда пребывает в постоянном движении; наблюдение за ее поведением требует простого решения для сложной проблемы. Наличие полностью специализированной предопределенной карты в таком контексте было бы недостатком (см. главы 6 и 7). Вместо этого мы видим тонкую границу между входящей информацией и постоянно перестраивающимися нисходящими эффектами (см. главы 8 и 9). Обоняние основано на оценках. Обонятельный опыт строится на восприятии и суждении. То, как мы обнаруживаем вещи и учимся создавать ассоциации, приводит к тому, как мы распределяем их по категориям и выносим оценочные суждения (см. главы 3 и 4). Хотя мир и разум соответствуют друг другу, мозг далек от представления этого соответствия.

Мозг динамичен, он в большей мереизмеряет мир, чем строит его карту. В таком контексте мозг взвешивает запахи, чтобы определить, что, как и когда следует выбрать. Запахи – это интерпретация соотношений, оценка комбинаций и величин сигналов; они являют собой отражение качественных аналогий. Если рассматривать мозг как измерительное устройство, становится понятно, что восприятие не сводится в первую очередь к стабильному узнаванию и идентификации предметов. Оно скорее заключается в наблюдательном уточнении опыта для гибкой оценки мельчайших качественных изменений в переменном контексте принятия решений. Информационное содержание «обонятельных ситуаций» определяется переменными и случайными ассоциациями, образующимися между специфическими соотношениями и сочетаниями входных сигналов и ожидаемыми значениями их – возможных – взаимодействий. Любая интерпретация и вероятность перцептивных обобщений таких сенсорных показателей в соответствии с перцептивными категориями основана на нуждах, опыте и навыках организма. Она соотносится с действиями и воспоминаниями, и ее следует понимать с учетом взаимодействия между воспринимающим организмом и его окружением.

Если мы рассматриваем мозг в перспективе его функций и действий, то есть как достаточно гибкий орган для принятия решений, пространственное отображение оказывается побочным продуктом, вторичным для временного и зависящего от контекста поведения. Наряду с эволюционным развитием и индивидуальной историей важнейшим принципом в основе восприятия является не отображение стимулов, а их измерение.

История изучения обоняния показывает, как рассуждать о системе, не соответствующей философской интуиции, и пересмотреть концептуальные основы нейробиологии. Она открывает возможность альтернативного понимания восприятия.

Восприятие – это навык. Он формируется на нескольких уровнях, включая нейронные процессы и когнитивные стратегии, с помощью которых организм учится обонянию. Восприятие в первую очередь связано с измерением информации при принятии решений, а не со стабильностью образов как таковой. Вопрос в том, как сенсорная информация превращается в категории восприятия и объекты познания, в том числе – как система ее классифицирует.

Восприятие характеризуется непрерывной активностью по сбору информации и обучению. Внешняя информация не поступает в заранее сформированные категории и не помечена ярлыками. То, что мы называем перцептивными категориями – это результат работы наших чувств. Это активность. Сенсорный сигнал приходит из разных источников: отраженный от поверхности свет проникает в глаза, волны давления воздуха достигают ушей, летучие химические вещества попадают в нос, механическое давление воздействует на кожу, и даже биение собственного сердца производит ощущение. Разнообразная физическая информация переводится в нервные сигналы, а затем обрабатывается за несколько этапов: фильтруется, разбивается на фрагменты, интегрируется в кластеры, а также совмещается с информацией, проходящей параллельную обработку в нервной системе.

Соответственно, перцептивное содержание запаха нужно анализировать не как отображение «источников запаха», а как отображение «обонятельной ситуации». Эти «обонятельные ситуации» представляют собой перцептивную меру нейронной активности по принятию решения в соответствующем контексте при интеграции входящих сигналов с точки зрения временных и усвоенных ассоциаций. В таком ракурсе сенсорное восприятие представляет собой меру изменяющихся соотношений внешних сигналов с учетом ожиданий, передаваемых через нисходящие процессы.

Где нос встречается с глазом

Как изучение обоняния может повлиять на теории зрения? Когда речь заходит о принципах организации нейронов, не все в механизмах зрения оказывается полностью понятным. Топография не так важна для зрения, как это подразумевается в популярных моделях. Например, в первичной зрительной коре морских черепах и других земноводных не обнаружено топографической организации входящих зрительных сигналов; зрительная кора морских черепах не имеет ретинотопической организации[393]. Возможно, следует найти альтернативу нашим стандартным модельным организмам – грызунам и приматам.

В 2017 году известный нейробиолог Маргарет Ливингстоун обнаружила, что пространственно различимые картины активации веретенообразной извилины[394] у макак зависят от опыта[395].Сенсорное обучение чрезвычайно важно для организации нейронных сигналов и обработки зрительной информации. Эти вычислительные принципы работы зрительной системы подразумевают нечто большее, чем генетически предопределенный план сборки. Нетопографические и ассоциативные связи, задействованные в нейронной передаче сигнала в системе обоняния, предлагают комплементарную модель для изучения вычислительных принципов, не связанных с картами.

Специфические принципы функционирования сенсорной системы, обеспечивающие избирательность и интеграцию информации, дают прочную основу для определения и оценки характеристик восприятия. Например, то, почему одни категории восприятия (такие как цвета), более дискретные и более однозначные, чем другие (такие как запахи), объясняется тем, как информация поначалу кодируется и далее интегрируется в отдельные фрагменты данных. Следовательно, теории должны учитывать сложные взаимодействия, вовлеченные в реализацию эффектов восприятия. Мы должны поставить вопрос, какие когнитивные и поведенческие механизмы обеспечиваются молекулярными и нейронными процессами, и наоборот.

В этом контексте давайте поговорим об иллюзиях. Герман фон Гельмгольц считал, что иллюзии являются результатом бессознательных умозаключений – механизма, за счет которого разум создает образы восприятия из ощущений (см. глава 9). Эта идея применима как к обонянию, так и к зрению. Когнитивист Марк Чангизи предположил, что многие зрительные иллюзии могут объясняться «нейронной задержкой»[396]. Пример – иллюзия Геринга, когда мозг предполагает продвижение в сторону отдаленной точки. Из-за ожидания движения восприятие создает искривленные линии. Это одно из возможных объяснений того, как зрительная система осмысляет мир; оно соответствует принципам работы нейронов и современным теориям предсказательного мозга, учитывающим сопряжение действия и восприятия.

Сенсорное восприятие в значительной степени формируется с развитием и опытом даже для систем высокоорганизованных и со строго предопределенной структурой, таких как зрение. Если мы хотим понять разум через мозг, мы должны внимательнее относиться к структурному и функциональному разнообразию мозга.

Теории восприятия не равняются теориям зрения

Реальность больше того, что видит глаз. Сложные теории восприятия нельзя свести к теориям зрения. Разные чувства имеют разную эволюционную историю. Зрение возникло сравнительно поздно, хеморецепция появилась на эволюционной схеме раньше. Все чувства участвуют в разнообразных поведенческих функциях и выполняют их разными способами. Почему нужно считать, что зрение – лучший выбор для понимания восприятия? Почему нужно считать, что все системы чувств действуют в соответствии с одними и теми же принципами, для которых оптимальной моделью