Текст книги "Креативный мозг. Как рождаются идеи, меняющие мир"

IV. Русалочка и Мастер Лего (а также пещерный человеколев)

Как рождается новая идея?

Сегодня когнитивная нейробиология занимается исследованиями оперативной памяти, зеркальных нейронов и многими другими важными, не очень важными и совсем неважными проблемами. Значительный интерес вызывает вопрос, как происходит отбор идей. Однако, прежде чем идея выбирается, она должна порождаться, или будет не из чего выбирать. Как ни странно, вопрос о том, как возникает новая идея, довольно редко задается напрямую. Теперь пришло время это сделать. И, чтобы получить убедительный ответ на этот вопрос, необходимо рассмотреть не только мозг. Придется также включить в повествование проблемы культуры и структуры знаний.

Решение новых проблем и создание новых идей не происходят в вакууме. Новые знания строятся на основе старых, хотя они новые. Как же новые знания вырастают из старых? Даже в самые мрачные исторические эпохи общество менялось, хотя и очень медленно. Научные идеи эволюционировали, равно как и художественные формы. Это верно, что они уходят корнями в прошлое, но в то же время это новые вещи. Каковы взаимоотношения старого и нового в процессе творчества? Как новизна прорастает из прошлого, если она не является простой репликацией?

Большинство великих творческих личностей «стоят на плечах гигантов», которые были раньше. Почти без исключений, как следствие, творческие личности овладевали мастерством в своей области до того, как они приобретали способность развивать свою область дальше. Это отражено в «десятилетнем правиле» – в среднем (со множеством исключений) столько времени требуется представителю творческой профессии или ученому для изучения своей области, прежде чем он сможет создать что-то действительно новое, внести существенный вклад. (По крайней мере, так было до сих пор; выживет ли «десятилетнее правило» в условиях ускорения накопления знаний, посмотрим¹.) Представление о том, что совершенно наивный человек приходит «из ниоткуда» и совершает подвиг гения, имеет несколько романтический флер, в жизни происходит совсем не так. Может возникнуть соблазн привести примеры гениев, «нежданно-негаданно» совершивших художественное или математическое открытие, но большинство личностей, которые общепризнанно внесли вклад в человеческую культуру, такими гениями не являлись.

Как мы уже видели в Главе 2, посетитель музея Пикассо в Готическом квартале Барселоны обнаружит, что основатель кубизма начинал как мастер традиции реализма. Историки культуры найдут в полотнах Пикассо влияние Эль Греко и Гойи. Подобным образом историки науки скажут вам, что теория естественного отбора Дарвина появилась под влиянием размышлений Мальтуса о приросте населения, а специальная теория относительности Эйнштейна была вдохновлена квантовой механикой Планка. Знаменитая формула E = mc² была революционной, но она основывалась на уже существовавших понятиях массы и энергии. И даже искусство эпатажного иконоборца двадцатого столетия Сальвадора Дали поражает отдаленным сходством с полотнами Иеронима Босха, жившего в пятнадцатом веке, чьи прихотливые, фантастические образы стали прототипом сюрреализма. Любой отдельный акт творчества можно понять только в культурном контексте, с которым он связан. На это красноречиво указал Михай Чиксентмихайи в своей выдающейся книге «Креативность. Поток и психология открытий и изобретений»².

В отличие от популярных практических знаний, творческий процесс не является обособленным, даже когда творческая личность по своему характеру анахорет и субъективно чувствует, что в одиночку совершает открытие. Открытие встроено в культурную среду и движимо культурной средой, в которой оно совершается. И все же подобные свершения не являются простым воспроизведением прошлого. Величие Пикассо, Дарвина и Эйнштейна заключается в их творческом даре к инновациям, а не в простом мастерстве в своей области, где они работали ранее.

Как мозг выдумывает будущее из прошлого? Хотя в этом предприятии участвует весь мозг целиком, многие его структуры, особенную роль играют дорсолатеральная кора и полюс лобной доли – части префронтальной коры, те знаменитые «бесполезные» части мозга, связи которых с остальным организмом разрушались при помощи лоботомии. Мы говорили об этом в Главе 2.

В процессе эволюции префронтальная кора возникла довольно поздно, возможно, в ответ на необходимость усложнения познавательных возможностей организма. Хотя большинство других отделов коры наделяются относительно специфическими функциями, префронтальная кора ответственна за «метапознание». Она участвует в организации и координации специфических функций в сложное, содержательное и целенаправленное поведение. Ее значение связано с постановкой целей, планированием, принятием решений, предсказанием результата собственных действий и действий других людей, а также с контролем над импульсами. В выполнении этих заданий префронтальная кора, как представляется, получает доступ к специфической информации, хранящейся где-то в другом месте мозга, особенно в задней (теменной, височной и затылочной) части ассоциативной коры. В моих предыдущих книгах, «Управляющий мозг» и «Новый управляющий мозг», я вывел аналогию между возникновением префронтальной коры на позднем этапе эволюции и развитием информационно-поисковой системы – «цифровых лобных долей». И биологические, и цифровые лобные доли возникли в ответ на увеличение сложности системы и необходимость преодоления, соответственно, биологического информационного хаоса, или «цифровой анархии». И лобные доли, и информационно-поисковая система «способны ограничить степени свободы системы в любой ситуации, когда существует определенная цель, при сохранении этих степеней свободы в принципе»³.

Рис. 4.1. Основные области префронтальной коры.

(А) Дорсолатеральная; (В) Вентролатеральная; (С) Полюс лобной доли; (D) Вентромедиальная/орбитофронтальная; (Е) Передняя часть поясной извилины. Цифры соответствуют полям Бродмана (стандартная таксономия областей коры головного мозга)

Разные части префронтальной коры вносят различный вклад в сложные процессы «метапознания». Хотя их роли пересекаются, орбитофронтальная играет особую роль в принятии решений о том, что является актуальным для благополучия организма: латеральная часть префронтальной коры управляет организацией поведения, направленного на внешний мир, а полюс лобной доли нужен для интеграции функций первых двух областей (см. рис. 4.1). Хотя префронтальная кора является самой молодой в эволюционном плане частью мозга, она также намного лучше развита у человека, чем у других видов, включая человекообразных обезьян. Подобным образом префронтальная кора занимает место среди последних частей мозга, созревающих в процессе взросления, – она полностью развивается только к тридцати – тридцати пяти годам.

Латеральная часть префронтальной коры обладает выраженной способностью манипулировать мысленными образами, которые хранятся в мозге, подобно кирпичикам Лего: чтобы собирать из них новые фигуры в процессе вдумчивого, целенаправленного размышления. Фактические «детали Лего» – информация, которой манипулирует префронтальная кора, – могут храниться в других отделах мозга, по большей части в теменной, височной и затылочной доле. Префронтальная кора действует как игрок, который берет детали из разных коробок в соответствии с мысленным чертежом, который он сам придумал.

Этот процесс позволяет нам формировать новые мысленные образы из фрагментов старых, сформированных ранее; и эти новые мысленные образы не должны соответствовать ничему, что мы до сих пор встречали в реальной жизни (или когда-либо встретим). Созидательная способность, способность собирать из старых элементов новые фигуры, является неотъемлемой частью многих видов человеческой деятельности. Если вообще существует что-то, что отличает человеческий мозг от мозга других видов, то это, возможно, созидательная способность, опосредованная префронтальной корой. В некотором смысле эти заново собранные мысленные образы являют собой предсказания; это модели будущего – каким мы его ожидаем или каким мы намереваемся его сделать. Об этом говорил, почти с поэтическим красноречием, Хоакин Фастер⁴.

Другой выдающийся нейробиолог, Дэвид Ингвар, придумал чеканное, но экстравагантно звучащее определение – «Память будущего» – для таких предсказательных нейронных моделей, моделей тех вещей, которые грядут⁵. Говорят – верно или ошибочно, – что префронтальная кора – структура мозга, которая занимает центральную роль в сборке «памяти будущего» из фрагментов «памяти прошлого», именно она делает нас людьми. Не будучи большим поклонником антропоцентрических взглядов, представления об исключительности человека, я склоняюсь скорее к взглядам градуалистов относительно развития признаков в процессе эволюции. И, опять-таки, не будучи специалистом по приматам, я обращаюсь к своим, безусловно дилетантским, наблюдениям над теми, кто у меня есть, – над собаками. Мой покойный бульмастиф Брит мог развивать какую-никакую модель будущего, но только на несколько минут вперед. Брит видел, что я беру поводок, собираясь с ним гулять, и спешил из своего угла в квартире, чтобы проглотить корм, в предвосхищении того момента, когда он будет разлучен со своей миской. Но Брит начал так себя вести только в зрелом, по собачьим меркам, возрасте: ему было восемь или девять лет, когда у него развилась рудиментарная «память будущего». Когда я это пишу, моему новому щенку английского мастифа Брутусу 11 месяцев и у него еще нет и проблеска подобного предсказательного поведения. Похоже, что у собак даже рудиментарная «память будущего» формируется очень медленно и у них нет способности для долгосрочного предсказания.

Существует одна территория, на которой мои градуалистические предположения не работают или, по крайней мере, их можно оспорить, – это речь, или язык. Было предложено немало теорий об эволюционных предпосылках развития языка, но все они часто упускали из виду предупреждение Ноама Хомского о том, что если и есть отличие речи от других систем коммуникации, то это ее созидательная способность⁶. В человеческой речи может генерироваться почти бесконечное количество выражений, которые необязательно отражают эмпирическую реальность, но могут касаться несуществующих вещей или вообще невозможных – «трехголовые пурпурные единороги отрицательного возраста летят со скоростью гусеницы с Марса на Сатурн на магическом ковре, приводимом в движение солнечной энергией, обратно во времени» (я только что все это выдумал). Такая созидательная способность является уникальным свойством префронтальной коры, и ее позднее возникновение в процессе эволюции позволило развиться истинному языку, этим неделимым кирпичикам Лего. Человеческая речь также обладает емкостью для рекурсии, и это делает возможным создание лингвистических структур, в которых завершенные высказывания помещаются в более крупные, подобно матрешке: «Трехголовые пурпурные единороги отрицательного возраста, ожидающие встречи с безголовыми полосатыми многорогами положительного возраста, летят обратно во времени со скоростью гусеницы с Марса на Сатурн на приводимом в движение солнечной энергией магическом ковре, который смастерил крылатый мастодонт на Луне». Построение рекурсии и особенно множественных рекурсий (вот пожалуйста – рекурсия, куда же без нее!) – это, по существу, иерархический процесс, и сборка познавательных иерархий также происходит под контролем префронтальной коры. Сомнительно, чтобы организм без хорошо развитой префронтальной коры мог бы создавать рекурсивные лингвистические структуры⁷. Хомский доказал, что рекурсия – способность к иерархической организации – является универсальной характеристикой всех языков. Даже если это предположение, в его абсолютной форме, с тех пор оспаривалось, спор, который сам по себе оспаривался (опять рекурсия!), рекурсия представляет собой несомненное свойство большинства языков⁸.

Способность составлять новые конфигурации из элементов старых идей является необходимой для создания новых представлений и концепций, которые, в свою очередь, необходимы для креативности. Именно так появились на свет продукты человеческого воображения, вымыслы вроде русалочки (наполовину человек – наполовину рыба, встречается в легендах и сказках) и единорога, и именно так рождались многие научные идеи, технические изобретения и художественные творения. Как мы уже знаем, новые идеи, решения и художественные произведения не появляются в вакууме. В очень большой степени они возникают как новые конфигурации из элементов ранее сформированных идей, решений и художественных произведений. Префронтальная кора уникальным образом оснащена для комбинирования и сборки кусочков ранее приобретенных знаний и идей новыми способами. Префронтальная кора не нужна для того, чтобы вызвать мысленное представление о человеке или рыбе; они обосновались в опыте. Но префронтальная кора необходима для конструирования мысленного изображения русалочки или единорога, продуктов человеческого воображения, которые не основывались на опыте. Это может прозвучать легкомысленно, но можно считать значимые научные идеи и художественные концепции русалочками и единорогами человеческого воображения.

В своей книге «Sapiens. Краткая история человечества» Юваль Ной Харари⁹ размышляет о природе «революции познания», которая, предположительно, имела место около 70 тысяч лет назад и привела к лавине изобретений: это лодка, масляная лампа, лук и стрела, иголка – все, что в конце концов указывало на появление «современного человека». Где корень этой революции? Харари и многие другие верят, что была мутация, которая затронула мозг Homo sapiens и даровала этому виду (нам) господство – не всегда благоприятное – над всеми, от представителей царства животных до других видов гоминид, населявших в то время различные части Евразии. Например, над неандертальцами, денисовским человеком, Homo erectus и некоторыми другими. Как именно эта гипотетическая мутация изменила человеческий мозг? Мы точно не знаем, и любые попытки ответить на этот вопрос являются предположением, но правдоподобный ответ предлагает знаменитая статуэтка человекольва из слоновой кости. Об этой статуэтке Харари также рассказывает в своей книге. Это изображение существа с человеческим телом и головой льва (предположительно, в те времена в Европе обитали пещерные львы) (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Пещерный человеколев

Один из самых ранних примеров доисторического изобразительного искусства, человеколев был обнаружен в пещере в горах Холенштайн, в Германии. Его возраст составляет 30–40 тысяч лет. Создание этого отдаленного предка русалочки, скорее всего, потребовало хорошо развитой префронтальной коры, точно так же, как развитие языка, в соответствии с определением Хомского, поскольку и для одного, и для другого требуется созидательная способность, подобная манипулированию кирпичиками Лего. Как мы уже обсуждали, никому не нужна эта способность, чтобы представить себе человека, или рыбу, или льва, поскольку эти представления пришли из реальности и, таким образом, укоренились в реальном опыте. Но образ русалочки не основан ни на реальном опыте, ни на изображении человекольва, поскольку такие создания не существуют в физическом мире. Эти образы должны были быть по-настоящему сотворены путем комбинирования элементов старого для получения de novo конфигурации, которая не соответствует ничему виденному ранее. Какие бы другие свойства этой загадочной мутации ни были дарованы человеческому мозгу, ее влияния на лобные доли не могло не быть – или, вероятно, оно должно было быть. Некоторые палеоантропологи полагают, что неандертальцев обрекла на вымирание их неспособность адаптироваться к меняющемуся окружению. Многие поколения, тысячелетиями они придерживались той же самой диеты и практиковали те же приемы охоты. Способность меняться, ментальная гибкость, которая контролируется развитыми лобными долями, отсутствовала¹⁰. Другой древний человек, Homo erectus, обитавший в Восточной Азии почти два миллиона лет назад, продолжал делать, как пишет Харари, те же самые инструменты в течение всех этих тысячелетий, без малейших модификаций.

Харари предполагает, что отдаленным проявлением Революции Познания стала способность Homo sapiens создавать познавательные вымыслы (или «социальные модели», или «воображаемую реальность»), модели, которые прямо не соотносятся ни с какой физической, испытанной на опыте реальностью. В их наивысшем выражении примерами таких моделей являются понятия «закон», «государство», «общество» и «религия». Какими бы сложными и неосязаемыми физическими чувствами ни были эти концепции, они все начинались с «человекольва» или «русалочки», в которых продукт чьего-то воображения только на один шаг отступал от ощутимого физического мира. Потом этот процесс, в котором участвовали отдельные личности и разные поколения, повторялся на все более высоком уровне абстракции и все более удалялся от осязаемой физической реальности[2]2
  Эту точку зрения наглядно демонстрирует культурная эволюция религиозных верований. В самых ранних, анимистских формах сверхъестественное практически полностью копировало естественное: отдельное божество (или «дух», или что-то подобное) было определено для каждого типа предметов – дерева, ручья, камня. После множества повторений все более абстрактная модель постепенно отходила от конкретной физической реальности и эволюционировала. Кульминацией этой идеи стал монотеизм (все еще со множеством пророков, святых, апостолов и ангелов, притаившихся на заднем плане, остатков ранних абстракций). Повторяющаяся и иерархическая эволюция «социальных вымыслов» очень похожа на созидательную способность языка (даже если эти два процесса происходят в совершенно разных временных шкалах), и хорошо развитая префронтальная кора совершенно необходима для обоих.


[Закрыть].

Таким образом, если и случилась критическая мутация, которая повлияла на мозг и превратила древнего Homo sapiens в современного Homo sapiens sapiens, то она, вероятнее всего, затронула префронтальную кору, наделила ее подобными Лего свойствами для сборки различных компонентов мысленного представления, по желанию индивидуума, и постепенно предоставляла все больше свободы от ограничений физической реальности. Необъяснимым образом это обратило причинную связь. Если более ограниченное познание ограничивается мысленными представлениями, отражающими физический мир, то познание, направляемое префронтальной корой и связанными с ней структурами, произвольно собирает мысленные представления, или «воображаемую реальность», проявляя поведение, которое в конце концов меняет физическую реальность в соответствии с этими познавательными вымыслами.

И отдельная инновация с умеренными последствиями, и штамповка «социального вымысла» с колоссальным влиянием на общество полностью зависят от способности организма комбинировать старые элементы в новые конструкции, и это, в свою очередь, требует хорошо развитой префронтальной коры. Хотя у других видов млекопитающих могут быть относительно развитые лобные доли, их развитие достигло наивысшей точки у Homo sapiens sapiens. Благодаря этому произошла Революция Познания и возник современный язык.

Что стоит за метафорой – макроструктура

Конечно, лобные доли в качестве Мастера Лего и созидательный процесс инноваций как перегруппировка Лего – это просто метафоры. Они могут выражать общую идею о возникновении новых решений из старого опыта, но метафоры ничего не говорят нам о том, какие процессы на самом деле протекают в мозге. Готовы ли вы идти дальше, в глубь метафоры, и кинуть взгляд на нервный механизм инноваций? Мы готовы попробовать. Есть ли у нас всестороннее понимание механизмов? Нет, по крайней мере еще нет, но мы начинаем задавать наводящие вопросы. Их можно задавать на разных уровнях: на макроуровне целого мозга, всех структур и их взаимодействий и на микроуровне сложных нервных цепей.

Как же префронтальная кора взаимодействует с другими структурами мозга в процессе выполнения сложного задания познавательного характера? По самой своей природе такое взаимодействие нельзя понять, если просто рассматривать отдельные структуры мозга; необходимо рассматривать сети. Переход от исследования функций отдельных областей мозга к изучению схем интерактивных мозговых структур (то есть сетей) был одним из главных достижений когнитивной нейробиологии последних десятилетий. Сегодня внимание исследователей чаще всего привлекают три сети: центральная управляющая сеть (ЦУС), сеть пассивного режима работы мозга (СПР) и сеть познавательных и эмоциональных функций (СПЭФ). Эти сети схематически изображены на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Основные крупномасштабные сети. (а) Центральная управляющая сеть (ЦУС) включает дорсолатеральную и вентролатеральную части префронтальной коры (ДЛПФК и ВЛПФК) и заднюю теменную кору (ЗТК). (b) Сеть пассивного режима работы мозга (СПР) включает вентромедиальную (ВЛПФК) / орбитофронтальную (ОФ) часть коры, заднюю теменную кору (ЗТК), предклинье и заднюю поясную извилину (ЗПИ). (с) Сеть познавательных и эмоциональных функций (СПЭФ) включает переднюю островковую долю и переднюю поясную извилину (ППИ).

Центральная управляющая сеть и сеть пассивного режима изучаются особенно активно, и часто высказываются предположения о четкой границе между ними. Они «антикоррелируют»: когда одна активна, другая пассивна. Каждая сеть состоит из относительно небольшого количества макроскопических «хабов» – областей, известных своими двусторонними связями с особенно большим числом структур и областей мозга¹¹.

Образованный человек, не cведущий в нейробиологии, инженер или математик, может быть обеспокоен склонностью современной когнитивной нейробиологии привлекать эти две сети (ЦУС и СПР) для объяснения слишком широкого круга познавательных процессов. Он также может задать вопрос о том, насколько обоснованно сведение всех возможных взаимодействий, которые происходят в богатой матрице миелиновых волокон головного мозга, всего лишь к нескольким сетям, а также предположение о том, что две крупные сети не могут работать параллельно. На самом деле было обнаружено некоторое количество дополнительных, часто перекрывающихся сетей; например, это сеть внимания, сеть языка и лобно-теменная сеть контроля (ЛТСК). Предполагается также, что две последние сети уникальны для человека, а ЛТСК, в частности, отражает закономерность увеличения коры головного мозга в процессе эволюции, особенно заметного в ее лобной и теменной частях¹².

И не успели мы осознать, как старый соблазн вновь заявил о себе под новой личиной: стремление к ограниченному (и желательно не очень длинному) списку четко определенных модулей. Время от времени, в 1970-х и 1980-х годах, нейропсихологи сходили с ума от идеи о том, что кора представляет собой коллекцию «модулей», дискретных объектов с жесткими границами и фиксированными функциями. Это было последнее «усилие» своеобразного состояния дел, при котором наука о познании была в основном отделена от нейробиологии, и слияние этих двух наук произошло к концу двадцатого столетия (по большей части благодаря пришествию методов функциональной нейровизуализации). В результате понятие о «модульном составе коры» было заброшено ради более продвинутого понимания организации мозга. Сегодня, несмотря на то что место областей мозга заняли модули, называемые «сетями», распространение этой идеи поражает жутким сходством с расцветом концепции модулей старой школы, который наблюдался несколько десятилетий назад, и оно отражает ту же самую гносеологическую эстетику (которая никогда особо меня не привлекала). По мере увеличения количества предложенных сетей у них проявляется все большее сходство с классической функциональной системой, смонтированной специальным образом в ответ на существующие познавательные требования, заново открытой при помощи функциональной нейровизуализации¹³. Исходя из того, что в различных исследованиях нейроанатомии в каждой из этих сетей часто обнаруживается что-то иное, также подтверждает тот факт, что попытки свести все эти наблюдения к небольшому количеству «канонических» сетей являются сомнительным упражнением, результат которого нельзя принимать буквально. Вместо уникальных канонических сетей, возможно, более полезно с эвристической точки зрения думать в терминах «сетевых категорий», представляя, что существует, вероятно, столько сетей, сколько позволяет топология длинных нервных путей мозга. Было бы особенно удивительно, если бы господство этого нового бренда модульности следовало тем же курсом, что и старое понятие о «модульности» областей мозга. Тогда «модульность» сетей мозга ослабнет в свое время ради более тонкого понимания¹⁴.

Но, даже в самом грубом приближении, макротаксономия сети «достаточно верна» во многих аспектах в соответствии с состоянием дел в современной нейробиологии, и ее в некотором смысле можно использовать для объяснения. Имеет смысл рассматривать такие сети как крупные системы дорог, которые могут проводить самые разные потоки движения и включать специфические подсистемы. Чуть позже мы более подробно рассмотрим каждую из трех часто упоминаемых сетей.