Итак, запертый внутри черепа и имеющий в качестве ориентиров только прошлый опыт, ваш мозг делает предсказания. Обычно мы думаем о прогнозах как о заявлениях о будущем, например: «Завтра пойдет дождь», или «“Ред Сокс” выиграют Мировую серию»[134], или «Вы встретите высокого темноволосого незнакомца». Но здесь я говорю о прогнозах на микроскопическом уровне, когда миллионы нейронов говорят друг с другом. Эти нейронные разговоры пытаются предсказать любой фрагмент изображения, звука, запаха, вкуса и касания, которые вы будете испытывать, и каждое действие, которое вы предпримете. Эти предсказания являются наилучшими догадками вашего мозга о том, что происходит в мире вокруг вас и как со всем этим обращаться, чтобы вы остались живы и чувствовали себя хорошо[135].
На уровне клеток мозга прогноз означает, что нейроны здесь, в этой части мозга, дергают нейроны там, в той части мозга, без какой-либо потребности в стимуле со стороны внешнего мира. Собственная деятельность головного мозга — это миллионы и миллионы непрерывных прогнозов.
Посредством предсказаний ваш мозг конструирует мир, который вы воспринимаете. Он соединяет кусочки вашего прошлого и оценивает, насколько вероятно можно приложить каждый такой кусочек к нынешней ситуации. Это происходило, когда вы симулировали пчелу в главе 2: как только вы увидели полную фотографию, ваш мозг получил новый опыт для изображения, и поэтому он смог постоянно конструировать пчелу из пятен. Непосредственно сейчас с каждым прочитанным вами словом мозг предсказывает, какое слово будет следующим, на основании вероятностей, взятых из вашего прошлого опыта чтения. Коротко говоря, ваш опыт в данный момент был предсказан вашим мозгом мгновение назад. Предсказания — такая фундаментальная деятельность человеческого мозга, что некоторые ученые считают ее главным режимом его работы[136].
Предсказания не только предвосхищают входной сенсорный сигнал от того, что находится вне черепной коробки, но и объясняют его. Давайте проведем мысленный эксперимент, чтобы увидеть, как это работает. Держите глаза открытыми и вообразите красное яблоко, как вы это делали в главе 2. Если вы не отличаетесь от большинства людей, у вас не будет проблем, чтобы представить мысленно круглый красный объект. Вы видите это изображение, поскольку нейроны в вашей зрительной коре изменили схемы возбуждения, чтобы симулировать яблоко. Если бы вы были прямо сейчас во фруктовом отделе супермаркета, эти самые возбужденные нейроны были бы визуальным предсказанием. Ваш прошлый опыт в данном контексте (отдел супермаркета) ведет ваш мозг к прогнозу, что вы увидите яблоко, а не красный мяч или красный клоунский нос. Как только предсказание было подтверждено реальным яблоком, оно фактически объяснило визуальные ощущения яблока[137].
Если ваш мозг предсказывает правильно — например, вы предсказали яблоко, когда столкнулись с их показом, — то реальный визуальный входной сигнал от яблока, пойманный вашей сетчаткой, не несет новой информации по сравнению с предсказанием. Такой визуальный входной сигнал просто подтверждает, что прогноз был правильным, так что этому сигналу незачем дальше двигаться по мозгу. Нейроны в вашей зрительной коре уже возбуждены, как им и положено. Этот эффективный предсказательный процесс является тем путем, которым ваш мозг по умолчанию ориентируется в мире и придает ему смысл. Он генерирует прогнозы, чтобы воспринимать и объяснять все, что вы видите, слышите, ощущаете на вкус и по запаху и к чему прикасаетесь.
Ваш мозг использует предсказания также для того, чтобы инициировать движения тела, например протянуть руку, чтобы взять яблоко, или метнуться прочь от змеи. Эти прогнозы происходят до того, как у вас возникнет осознанное понимание или намерения в отношении движений вашего тела. Нейроученые и психологи называют это явление «иллюзией свободы воли». Слово «иллюзия» несколько неудачно; ваш мозг не действует у вас за спиной. Вы — это и есть ваш мозг, и целый каскад событий вызывается предсказательными способностями вашего мозга. Это называют иллюзией, поскольку движение переживается как двухступенчатый процесс — решение, затем движение, — когда на самом деле ваш мозг выдает моторные предсказания для движения вашего тела до того, как вы осознаете свое намерение двигаться. И даже до того, как вы реально повстречаетесь с яблоком (или со змеей)![138]
Если бы ваш мозг просто реагировал на раздражения, этого было бы недостаточно, чтобы остаться в живых. Вас постоянно бомбардируют входные сенсорные сигналы. Человеческая сетчатка в каждый момент бодрствования передает столько же визуальных данных, как полностью загруженное сетевое компьютерное соединение; а теперь умножьте это на количество всех сенсорных путей, которые у вас есть. Мозг, реагирующий на сигналы, завис бы, как зависает ваше соединение с интернетом, когда слишком много соседей скачивают фильмы у Netflix[139]. Мозг, реагирующий на сигналы, также был бы слишком дорогим с точки зрения обмена веществ, поскольку требовал бы больше соединений, чем он в состоянии поддерживать[140].
Эволюция буквально связала проводами ваш мозг, чтобы эффективно осуществлять прогнозы. В качестве примера такой проводки в вашей зрительной системе посмотрите на рис. 4.1, который демонстрирует, как ваш мозг предсказывает намного больше визуального входа, чем получает.
Рис. 4.1. Ваш мозг содержит полную карту поля зрения. Одна карта расположена в вашей первичной зрительной коре, известной как V1. Если ваш мозг просто реагирует на световые волны, которые ударяют о сетчатку и путешествуют к первичной зрительной коре (V1) через ваш таламус, то он должен иметь много нейронов, чтобы передать эту визуальную информацию к V1. Однако он намного меньше по величине, чем можно было ожидать (верхнее изображение), причем вдесятеро больший поток идет в обратном направлении, неся зрительные прогнозы от V1 к таламусу (левое изображение). Аналогично 90 процентов всех соединений, идущих в V1 (правое изображение), несут прогнозы от нейронов в других частях коры. Только маленькая доля несет визуальный сигнал из внешнего мира[141]
Посмотрим, что это означает: события в мире, например скольжение змеи у ваших ног, настраивают ваши предсказания примерно так же, как упражнения настраивают ваше дыхание. Прямо сейчас, когда вы читаете эти слова и понимаете, что они означают, каждое слово точечно возбуждает вашу масштабную внутреннюю активность, как маленькие камешки-блинчики прыгают по катящейся океанской волне. В исследованиях с нейровизуализацией мозга, когда мы показывали испытуемым фотографии или просили их выполнить задания, только малая часть измеренного нами сигнала была следствием фотографий и заданий; большая часть сигнала представляла собственную внутреннюю активность. Вы можете думать, что образы восприятия запускаются событиями внешнего мира, но на самом деле они закреплены вашими предсказаниями, которые затем проверяются относительно маленьких прыгающих камушков поступающего входного сигнала[142].
Посредством предсказаний и их корректировки ваш мозг создает и пересматривает вашу внутреннюю модель мира. Это