Как работает мозг

Метод удовлетворения ограничений, при котором тысячи процессоров делают предварительные предположения и сравнивают свои догадки друг с другом до тех пор, пока не будет найдено единое решение, соответствует общему понятию о том, что работа мозга основана на параллельных вычислениях взаимосвязанных процессоров. Он отражает в некоторой степени и психологический аспект. Когда мы смотрим на сложную случайно-точечную стереограмму, мы зачастую видим спрятанную в ней фигуру не сразу. Сначала из покрытого точками фона может показаться краешек фигуры, потом с нее словно постепенно снимается пелена, проясняется и выпрямляется размытая граница на противоположной стороне, и так до тех пор, пока не станет видно единое изображение. Мы ощущаем, как постепенно появляется решение, но не ощущаем сложной работы процессоров, которые пытаются его найти. Подобные случаи напоминают о том, что за каждым моментом, когда мы видим и думаем, скрываются десятки циклов обработки информации, проходящие на неосознаваемом уровне.

Модель Марра – Поджо позволяет передать общую суть того, какие вычислительные процессы в мозге стоят за стереозрением. Тем не менее реальные схемы вычисления значительно сложнее. Эксперименты показывают, что когда люди оказываются в искусственных условиях, где нарушены исходные посылки об уникальности и ровной поверхности, они видят не так плохо, как можно было ожидать, исходя из данной модели. По-видимому, мозг использует дополнительные виды информации для решения проблемы поиска соответствий. Во-первых, мир не состоит из случайных точек. Мозг способен найти соответствия для диагонали, пересечения линий, зигзага, кляксы или любой другой закорючки на сетчатках двух глаз (а таких элементов имеется множество даже на случайно-точечной стереограмме). Для закорючек гораздо реже находятся неправильные соответствия, чем для точек, поэтому количество соответствий, которые необходимо исключить, резко сокращается.

Другая хитрость поиска соответствий заключается в использовании еще одного следствия обладания двумя глазами – геометрической закономерности, замеченной еще Леонардо: есть части объекта, которые видит один глаз, но не видит другой. Поднимите перед собой вертикально ручку так, чтобы ее зажим был повернут от вас на одиннадцать часов. Закрывая по очереди то левый, то правый глаз, вы заметите, что зажим видит только левый глаз; от правого глаза он скрыт остальной частью ручки. Можно ли сказать, что естественный отбор, конструируя наш мозг, проявил такую же проницательность, как и Леонардо, намеренно дав ему этот ценный источник информации о границах объекта? Или наш мозг игнорирует эту подсказку, считая любое подобное несоответствие исключением из правила о том, что материя образует единое целое? Психологи Кен Накаяма и Синсукэ Симодзэ доказали, что для естественного отбора эта подсказка была существенна. Они создали случайно-точечную стереограмму, в которой информация о глубине изображения была заложена не в смещенных точках, а в точках, видимых только одному глазу и не видимых другому. Эти точки располагались по углам воображаемого квадрата, причем точки в верхнем и нижнем правых углах были видны правому глазу, а точки в верхнем и нижнем левых углах – левому. Глядя на эту стереограмму, люди видели парящий над фоном квадрат, определяемый этими четырьмя точками, что свидетельствует о том, что мозг действительно интерпретирует элементы, видимые только одному глазу, как элементы контура фигуры в пространстве. Накаяма и психолог Бартон Андерсон высказывают предположение, что есть специальные нейроны, чья цель – обнаруживать подобные явления; они реагируют на пару точек на сетчатке первого глаза, одна из которых может быть соотнесена с точкой на сетчатке второго глаза, а другая – не может. Эти детекторы трехмерного изображения помогают стереозрению сфокусироваться на границах «всплывающих» над фоном участков изображения[252].

* * *

Стереозрение не дано нам природой в нагрузку к глазам; для него необходимы особые зоны мозга. Мы знаем это потому, что около двух процентов людей отлично видят каждым глазом по отдельности, но не обладают циклопическим зрением; случайно-точечные стереограммы для них так и остаются двухмерными картинками. Еще четыре процента видят стереоизображение, но не очень хорошо. Еще более значительное меньшинство видит стереоизображение, но гораздо более избирательно. Одни не видят объем дальше точки фиксации взгляда; другие не видят объем ближе точки фиксации. Уитман Ричардс, открывший эти формы стереослепоты, выдвинул гипотезу о том, что в мозге есть три группы нейронов, каждая из которых распознает один из типов расхождений в положении точки на сетчатках двух глаз. Одна группа отвечает за пары точек, которые совпадают точно или почти точно, то есть за подробное восприятие глубины в точке фокусировки. Вторая группа отвечает за точки, смещенные к переносице и соответствующие дальним объектам.