Как наука приближается к разгадке того, почему все люди видят мир одинаково

Фото: PHAG

Представьте, что вы сидите в уютном кафе с другом. Перед вами телефон, на экране которого — собака, весело бегущая по пляжу. Вы оба смотрите на одну и ту же картинку, и, не сговариваясь, видите одно и то же. Звучит обыденно, но если задуматься — мозг у всех абсолютно разный. У каждого из нас миллиарды нейронов с уникальными связями и своими собственными путями обработки информации. И все мы видим одно и то же. Как такое возможно?

Этим вопросом задались учёные из двух израильских университетов — Рейхмана и Вейцмана. Они решили разобраться, как мозг у разных людей умудряется одинаково воспринимать окружающий мир. Каждый звук, каждый образ, который мы видим, превращается в сигналы в крошечных клетках — нейронах. Они тоньше человеческого волоса в десять раз, но именно их скоординированная работа даёт нам возможность видеть, слышать, думать, реагировать. Всего в мозге около 85 миллиардов таких клеток, и они образуют невероятно сложную сеть. Учёных уже много лет волнует одна загадка: каким образом кодируется информация и почему, несмотря на разную структуру мозга у людей, восприятие мира оказывается настолько похожим?

Команда исследователей взялась за задачу, которая раньше считалась почти невыполнимой — увидеть, как нейроны кодируют информацию в реальном времени. Проблема в том, что большинство методов сканирования мозга дают лишь общую картинку, словно вид из космоса: можно различить автомагистрали, но не людей на улицах. А чтобы понять, как мозг действительно работает, нужно заглянуть на уровень мельчайших деталей.

Выход нашли довольно неожиданный. Для работы использовали данные пациентов с эпилепсией, которым по медицинским показаниям в мозг временно устанавливали электроды. Эти импланты помогали врачам определить источник судорог, но параллельно дали исследователям уникальную возможность наблюдать за активностью отдельных нейронов буквально в прямом эфире — когда пациенты смотрели на изображения. Такие данные крайне редки: обычно мозг изучают косвенно, по общим сигналам или компьютерным моделям, а здесь была живая картина работы.

Когда учёные стали анализировать результаты, они обнаружили закономерность, напоминающую то, как устроены искусственные нейронные сети — технологии, лежащие в основе современных интеллектуальных систем. Активность нейронов при виде, например, кошки у разных людей действительно отличалась. Это неудивительно, ведь структура мозга уникальна у каждого. Но самое интересное началось, когда исследователи переключились на анализ отношений между общими паттернами активности. Грубо говоря, они сравнивали не то, какие именно клетки активировались, а то, насколько схожи были отклики мозга на разные образы. И вот тут проявилось нечто поразительное. Оказалось, что если мозг одного человека реагирует на кошку примерно так же, как на собаку, но совсем иначе, чем на слона, то эта взаимосвязь сохраняется и в мозге других людей. Неважно, какие именно нейроны участвуют — важна общая структура отношений между реакциями. И она у всех схожа. То есть, хотя сама структура мозга индивидуальна, логика её организации едина для всех. Именно это и может быть ключом к тому, почему мы воспринимаем мир одинаково.

Если задуматься, это похоже на то, как разные языки описывают один и тот же сюжет. Слова разные, грамматика разная, но история узнаваема. Или как мелодию, сыгранную на разных инструментах: звучание отличается, а мотив остаётся прежним. Похоже, мозг людей тоже договаривается на уровне таких отношений, выстраивая универсальные схемы восприятия. Это не означает, что мы видим абсолютно одно и то же, но базовая структура восприятия у нас общая.