Творчество, решение сложных задач и повседневное планирование напрямую зависят от нашей способности воспроизводить ментальные образы, то есть нашего воображения. Исследование, опубликованное в журнале Science, показало, что примерно 40% нейронов в вентральной височной коре, отвечающей за распознавание объектов, проявляют одинаковую активность как в моменты физического зрения, так и в процессе воспоминания или воображения.
Когда вы воображаете фантастические картины, работают нейроны зрительной коры
Ученые из Калифорнийского технологического института совместно с коллегами из Института Седар-Синай обнаружили, что при воображении предметов активируются те же нейроны, что и при реальном просмотре. Это открытие объясняет механизм работы визуальной памяти на уровне отдельных клеток мозга.
Olivier Wyart www.headquarter.paris
Осевое кодирование. Понятие «распределенный осевой код» — это система координат для нашего мозга. Вместо того чтобы выделять отдельный нейрон для каждого конкретного лица или предмета, мозг выделяет ключевые характеристики (оси) — например, расстояние между глазами или форму контура лица. Каждая клетка кодирует свое значение на этой оси. Сочетание сигналов от множества таких нейронов позволяет мозгу мгновенно собрать детальный образ из абстрактных параметров, словно из набора цифровых фильтров.
Команда под руководством доктора Варуна Вадии использовала данные пациентов с имплантированными электродами, чтобы зафиксировать реакцию мозга на конкретные категории изображений, например, птиц или музыкальных инструментов. Оказалось, что человеческий мозг использует ту же систему распределенного осевого кодирования, которая работает у приматов при распознавании реальных объектов. Это означает наличие универсального биологического механизма, позволяющего нам буквально «видеть» внутренним взором.
Общий код для зрительного восприятия и воображения. (A) Регистрация активности отдельных нейронов в области VTC (вентрально-височной коры) во время зрительного восприятия и воображения. (B) Схема модели «ось» для кодирования стимулов. (C) Нейрон области VTC, демонстрирующий максимальные реакции на изображения, расположенные дальше всего по предпочтительной оси. (D) Код «ось» позволяет восстановить стимул. (E) Тот же нейрон, что и в (C), реактивированный во время воображения. Предпочтение стимулов сохраняется. (F) Реактивация кода оси позволяет реконструировать воображаемые стимулы.
Генеративная модель разума
Способность мозга возвращаться в состояние, идентичное моменту восприятия реальности, открывает захватывающие перспективы для понимания человеческого интеллекта. Анализ нейронной активности позволил исследователям не только зафиксировать факт воображения, но и реконструировать конкретные образы, которые пациент представлял в уме.
Мечта, которую видит человек
Варун Вадиа отмечает: «Мы провели анализ, чтобы продемонстрировать, что эта реактивация носит визуальный характер и задействует те же нейроны, что указывает на наличие у нас в голове генеративной модели». Этот вывод крайне важен для изучения того, как нервная система реализует творческие задачи, будь то написание музыки или создание живописных полотен.
Понимание механизмов визуализации имеет и важное прикладное значение. В будущем эти данные могут лечь в основу новых методов защиты памяти от разрушительного воздействия болезни Альцгеймера. Кроме того, расшифровка принципов работы естественного воображения поможет инженерам создавать более эффективные архитектуры искусственного интеллекта. Исследователи также надеются, что их работа поможет в лечении психических расстройств, таких как шизофрения, при которых границы между реальностью и воображением стираются, причиняя страдания пациентам.