Текст книги "Метамышление. Как нейронауки помогают нам понять себя"

Конечно, никто не говорит, что каждый раз, познавая мир вокруг, мы специально прибегаем к уравнениям Байеса. Напротив, механизмы, используемые мозгом для решения обратных задач, срабатывают сами по себе – немецкий физик Герман фон Гельмгольц назвал это процессом «бессознательных умозаключений». Мозг быстро, буквально мгновенно оценивает влияние света и тени на впадины, выпуклости и шахматные доски, изображения которых мы видели на предыдущих страницах.

Аналогичным образом мы воссоздаем лицо близкого друга, вкус хорошего вина и запах свежеиспеченного хлеба, комбинируя предварительные предположения и информацию от органов чувств; тщательно взвешивая их с учетом соответствующих неопределенностей. Нейробиолог Анил Сет называет наше восприятие мира «контролируемой галлюцинацией» – наилучшим предположением о том, что на самом деле есть.

Очевидно, что оценка неопределенности, характеризующей те или иные источники информации, – основа нашего восприятия мира. Но изобретательные решения обратных задач дают замечательный побочный эффект. Оценивая неопределенность для того, чтобы воспринимать мир, мы обретаем способность сомневаться в том, что воспринимаем. Чтобы увидеть, как неопределенность с легкостью превращается в сомнение, давайте снова обратимся к игре в кости. Чем ближе общее значение к 15 или к нулю, тем больше мы уверены, что на кубике с подвохом выпала соответственно тройка или ноль. Но в средней части графика, где серые и белые столбики равны по высоте (общие значения равняются семи и восьми), доказательств недостаточно для любого из вариантов. Если я спрошу вас, насколько вы уверены в своем ответе, будет разумно, если вы усомнитесь, когда речь пойдет о значениях семь и восемь, но будете более уверены в случае меньших или бóльших результатов. Другими словами, мы знаем, что, скорее всего, знаем ответ, если неопределенность низкая, и знаем, что, скорее всего, не знаем ответ, когда неопределенность высокая.

Правило Байеса дает математическую основу для размышлений об этих оценках неопределенности, которые называют еще решениями второго типа, поскольку они касаются точности других решений – в отличие от решений первого типа, которые касаются окружающего мира. Согласно теореме Байеса, нам следует больше сомневаться, когда дело касается ответов, приходящихся на центр графика, поскольку именно они чаще всего приводят к ошибкам и с наименьшей вероятностью оказываются правильными. И напротив, по мере приближения к краям распределения вероятность правильного ответа возрастает. Используя неопределенность, присущую решению обратных задач, мы в качестве бонуса достигаем рудиментарной формы метапознания – и никаких дополнительных механизмов для этого не требуется[24]24
  Kiani R. и др. Representation of Confidence Associated with a Decision by Neurons in the Parietal Cortex // Science. 2009. № 5928. С. 759–764; Carruthers P. How We Know Our Own Minds: The Relationship Between Mindreading and Metacognition // Behavioral and Brain Sciences 32. 2009. № 2. С. 121–138; Insabato A. и др. Neural Correlates of Metacognition: A Critical Perspective on Current Tasks // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2016. № 71. С. 167–175; Meyniel F. и др. The Sense of Confidence During Probabilistic Learning: A Normative Account // PLOS Computational Biology 11. 2015. № 6. e1004305.


[Закрыть].

Поскольку отслеживание неопределенности играет основополагающую роль в том, как мозг воспринимает мир, неудивительно, что эта форма метапознания доступна множеству животных. Один из первых – и наиболее изобретательных – экспериментов по изучению метапознания у животных был проведен психологом Дэвидом Смитом, работавшим с бутылконосым дельфином по имени Натуа. Смит обучил Натуа нажимать на разные рычаги в аквариуме в зависимости от частоты слышимого им звука. Низкочастотный звук варьировался от очень низкого до относительно высокого, почти высокочастотного. Таким образом, как и в нашей игре в кости, создавалась зона неопределенности, когда сложно было понять, какой же ответ правильный[25]25
  Smith J. и др. The Uncertain Response in the Bottlenosed Dolphin (Tursiops Truncatus) // Journal of Experimental Psychology: General 124. 1995. № 4. С. 391–408.


[Закрыть].

Когда Натуа научился справляться с этим заданием, в аквариум добавили третий рычаг, нажав на который можно было пропустить текущий звук и сразу перейти к следующему – дельфиний аналог пропуска вопроса в тесте. Смит рассудил, что если Натуа, будучи не уверен в ответе, откажется принимать решение, вместо того чтобы угадывать, то сможет добиться более высокой общей точности. Именно это Смит и обнаружил. Результаты показали, что чаще всего Натуа нажимал на третий рычаг, когда звук был пограничным. Как пишет Смит, «в случае неуверенности дельфин явно сомневался и колебался между двумя возможными ответами, но когда был уверен, то так устремлялся к выбранному ответу, что разгонял волну и заливал аппаратуру исследователей»[26]26
  Вероятно, что альтернативные теории, которые не требуют измерений неопределенности, могут объяснить поведение животных в этих экспериментах. Например, когда третий уровень представлен Натуа, мы наблюдаем три возможных ответа: низкая тональность, высокая тональность и «не знаю» (отказ как ответ). Через некоторое время Натуа может понять, что нажимание низких и высоких нот, когда тональность находится посередине, приводит к наказанию и отсутствию рыбы. Отказ отвечать – менее рискованный вариант, который позволяет ему перейти быстро на следующий уровень, во время которого он сможет получить рыбу. Возможно, он просто следует простому правилу, что-то в духе, «когда я слышу средний звуковой сигнал, я нажимаю рычаг отказа», так что он не ощущает неуверенности, ответил ли он правильно или нет. Carruthers С. Meta-Cognition in Animals: A Skeptical Look // Mind & Language. 2008. № 1. С. 58–89.


[Закрыть].

Макаки – обезьяны, которые встречаются по всей Азии (и любят воровать еду у туристов в храмах и святилищах), – тоже легко обучаются отслеживать свою неуверенность в похожих ситуациях. В одном эксперименте макак обучали определять самую большую фигуру на экране компьютера. Затем им нужно было выбрать между двумя иконками. Первая иконка означала рискованную ставку (три кусочка еды в случае правильного ответа, за ошибку еду убирали), в то время как другой, безопасный вариант гарантировал один кусочек еды – обезьяний вариант игры «Кто хочет стать миллионером?». Обезьяны чаще выбирали рискованный вариант, когда отвечали правильно, что красноречиво свидетельствует о метапознании. Что впечатляет еще больше, они сразу же, без дополнительного обучения, справились с оценкой уверенности в своих ответах в другом тесте на память, исключив предположение, что они просто учатся ассоциировать определенные стимулы с ответами разной степени уверенности. С помощью похожего задания исследователи из лаборатории Адама Кепекса, расположенной в Колд-Спринг-Харбор в Нью-Йорке, продемонстрировали, что крысы тоже могут оценивать свою правоту насчет того, какой из двух запахов преобладает в смешанном аромате. Есть даже некоторые свидетельства, что птицы, как и обезьяны, способны переносить свои наработанные метакогнитивные навыки из одного испытания в другое[27]27
  Kornell N. и др. Transfer of Metacognitive Skills and Hint Seeking in Monkeys // Psychological Science 18. 2007. № 1. С. 64–71; Shields W. E. и др. Uncertain Responses by Humans and Rhesus Monkeys (Macaca mulatta) in a PsychophysicalSame-Different Task // Journal of Experimental Psychology: General 126. 1997. № 2. С. 147; Kepecs A. и др. Neural Correlates, Computation and Behavioural Impact of Decision Confidence // Nature 455. 2008. № 7210. С. 227–231; Fujita K. и др. Are Birds Metacognitive? // Foundations of Metacognition. Oxford: Oxford University Press, 2012. С. 50–61. Шесть голубей и две из трех бентамок были более склоны к рисковому варианту, когда правильно выполняли задание на визуальный поиск. Два голубя также продемонстрировали стабильное обобщение этой метакогнитивной способности на другие цветовые наборы.


[Закрыть].

Если чувствительность к неопределенности – это фундаментальное свойство работы мозга, то вполне логично, что у людей этот первый кирпичик метапознания можно обнаружить в самом раннем возрасте. Вдохновившись тестами Смита, Луиза Гупиль и Сид Куидер из Высшей нормальной школы в Париже решили исследовать, как неопределенность своих решений отслеживают 18‐месячные младенцы. Малышам, сидящим на коленях у матерей, демонстрировали заманчивую игрушку и давали поиграть с ней, возбуждая интерес. Затем им показывали, как игрушку прячут в одну из двух коробок. Наконец после небольшой паузы малышам разрешалось заглянуть в одну из коробок, чтобы достать игрушку.