Оказывается, мозг не просто реагирует на мир, а предсказывает его

Фото из открытых источников

Группа ученых из американского Северо-Восточного и Массачусетского технологического университетов в ходе нового исследования пришла к выводу, что модель «стимул — познание — реакция» ошибочна. Они опубликовали свои размышления в научном журнале Nature Reviews Neuroscience.

Прежде чем получать сигналы от органов чувств, наш мозг уже разрабатывает моторные планы действий, руководствуясь текущими задачами и прошлым опытом. Такие предсказания формируют категорию «здесь и сейчас», ситуативную, что сконструирована для конкретной цели.

Когда мы находимся в незнакомом районе, наш мозг конструирует, например, категорию «опасная собака» и готовит план медленного отступления. Но у себя во дворе ту же собаку, скорее всего, мы воспримем как «милого песика», и план будет иной: «погладить».

Теорию авторы доказывают набором анатомических и физиологических данных. В коре головного мозга намного больше нисходящих связей от памяти к сенсорным областям, нежели восходящих. До 90% синапсов в зрительной коре — обратные. То есть, мозг по самой структуре предназначен, дабы использовать память для фильтрации входящих сигналов вместо нейтрального пропускания снизу вверх.

Выяснилось также, что на уровне широких нейронных сетей бета-волны, что несут информацию о целях и планах, препятствуют экспрессии гамма-волн, кодирующих конкретные сенсорные данные. Когда предсказание оказывается неверным, мозг запоминает ошибку, так идёт обучение.

Новая модель объясняет, что происходит при отдельных расстройствах. Депрессия – это состояние, при котором мозг навязывает избыточно широкие категории, такие как, «угроза» или «критика», тем ситуациям, что не обязательно воспринимать таким образом. Аутизм, наоборот, проявляется в слабом сжатии сенсорных сигналов: мозг обобщает слабо, чтобы понять, как новая ситуация похожа на прошлую, ему сложно выбирать адекватный план.

Вывод: мозг — это не компьютер, изначально обрабатывающий входящие данные, а потом решающий, что делать. Он постоянно предсказывает будущее, подсказывает ответы и лишь затем корректирует свои прогнозы на основе того, что в реальности происходит.