Человеческий мозг как предсказательный механизм
Представьте: вы идете по оживленной улице и внезапно уворачиваетесь от велосипедиста, которого даже не видели — он появился из-за угла уже после того, как вы начали маневр.
Это не «шестое чувство» и даже не «паучье чутье» (кто понял, тот понял), а прогнозирующее кодирование — невероятная способность мозга предсказывать реальность на миллисекунды раньше, чем сценарий будет реализован, микроскопическая фора во времени.
Нейробиологи обнаружили: мозг активируется за 11 миллисекунд до того, как сигнал от глаз физически достигает зрительной коры. Это говорит о том, что наш мозг буквально предсказывает, что мы увидим.
Мозг, формирующий модель мира
«Наш мозг — это не пассивное устройство записи, а активный предсказательный механизм, — объясняет нейрофизиолог Энди Кларк, один из авторов исследования. — Он непрерывно формирует и обновляет модель окружающего мира».
Этот процесс работает примерно так:
Мозг, руководствуясь накопленными знаниями и опытом, прогнозирует, что произойдет в следующий момент;
Мозг получает реальные сенсорные данные от органов чувств;
Мозг сравнивает прогноз с реальностью;
При несоответствии каких-либо параметров корректирует свою модель.
Примечательно, что мозг обрабатывает только расхождения между прогнозом и реальностью, а не переписывает всю информацию целиком. Это значительно ускоряет обработку данных и позволяет эффективнее использовать нейронные ресурсы.
Авторы исследования приходят к выводу, что мы никогда не воспринимаем настоящий момент в чистом виде. То, что мы считаем реальностью, на самом деле представляет собой постоянно обновляемую прогностическую модель, созданную нашим мозгом.
«Наше сознательное восприятие — это в большей степени контролируемая галлюцинация, чем прямое отражение реальности», — отмечает Кларк.
Понимание этого механизма позволяет объяснить, почему оптические иллюзии столь эффективно обманывают мозг любого человека. Все дело в том, что когда прогнозирующая система сталкивается с изображением или видео, которое нарушает ожидаемые закономерности, возникает конфликт между предсказанием и реальностью. Этот конфликт и создает иллюзию — мозг пытается согласовать несовместимые данные, в результате чего мы видим движение в статичных изображениях, несуществующие цвета или искаженные пропорции.
Ой, как неприятно все вертится… но на самом деле изображение статичное / © 300magazine.com
Как было сказано выше, мозг обрабатывает только расхождения между прогнозом и реальностью, а не переписывает всю информацию целиком. Поэтому оптические трюки продолжают работать, даже когда мы знаем об их существовании.
Практическое применение
Изучение прогнозирующего кодирования нашло широкое практическое применение:
Регулярные интенсивные тренировки помогают совершенствовать прогностические модели мозга. Например, вратари со временем начинают предугадывать траекторию мяча или шайбы настолько точно, что их действия кажутся автоматическими.
Учебные методики, использующие предсказательные механизмы, ускоряют обучение и делают его более эффективным. Подход, при котором ученики сначала пытаются угадать ответ, а потом получают правильное объяснение от преподавателя, доказал свою эффективность в изучении математики и естественных наук. Например, на уроке биологии ученикам показывают изображение клетки и просят предсказать, как она будет реагировать на определенный стимул. Затем учитель объясняет реальный процесс.
В лечении неврологических расстройств
Нарушения в системе прогнозирующего кодирования связаны с такими состояниями, как шизофрения, аутизм и тревожные расстройства. Методы, направленные на коррекцию прогностических моделей, заметно улучшают состояние пациентов.