Люди, конечно, не цыплята, и развитие нашей нервной системы может позволить нам быть немного более гибкими. Исследуя предубеждения детей разного возраста, психолог Джеймс Стоун в 2010 году обнаружил, что дети в возрасте четырех лет проявляют предубеждение к верхнему свету, хотя оно слабее, чем у взрослых. С годами это предубеждение неуклонно растет и достигает взрослой силы, что говорит о том, что частично врожденное предубеждение может быть откорректировано опытом. В поддержку этой гибкости в 2004 году команда из Великобритании и Германии показала, что наше представление о том, откуда должен исходить свет, может быть ослаблено. С помощью тренировки участники смогли изменить свои предварительные убеждения об источнике света на несколько градусов.
Выбор конкретного приоритета и его изучение с разных сторон в ходе множества экспериментов помогает проверить его как устойчивый и надежный эффект. Каждое такое предварительное условие становится менее свободным параметром в модели и более фиксированным.
Другой вопрос, который должны решить сторонники байесовской гипотезы мозга, - это "как?".
Хотя есть основания полагать, что мозг должен использовать правило Байеса, и есть доказательства того, что он это делает, вопрос о том, как это происходит в нейронах, остается оживленной областью исследований.
Когда речь заходит о суждениях, ученые ищут, в каком шкафу мозга хранятся эти кусочки фоновых знаний и как они попадают в нейронный процесс принятия решений. Согласно одной из гипотез, это простая игра с числами. Если группе нейронов поручено представлять что-то об окружающем мире - скажем, откуда доносится звук, - то каждый нейрон может иметь свое собственное предпочтительное местоположение. Это означает, что он больше всего реагирует на звук, исходящий оттуда. Если мозг определяет местоположение звука путем суммирования активности всех нейронов, предпочитающих одно и то же место, то места с большим количеством нейронов будут иметь преимущество. Таким образом, если заранее известно, что звук с большей вероятностью будет исходить из центральных мест, чем с периферии, это можно реализовать, просто увеличив количество нейронов, предпочитающих центр. Как выяснилось, в 2011 году нейробиологи Брайан Фишер и Хосе Луис Пенья обнаружили именно такую схему в мозге сов. Выявление нейронных признаков приоритетов таким образом может дать представление о том, откуда они берутся и как работают.
Теоретики строят - а экспериментаторы проверяют - все новые гипотезы о том, как правило Байеса работает в мозге. Существует множество способов, с помощью которых нейроны могут объединять вероятности и приоритеты. Эти различные гипотезы не следует рассматривать в соревновании, как и не следует ожидать, что в конце будет выявлен какой-то один победитель. Напротив, если правило Байеса может быть универсальным для отражения результатов восприятия, то физические основы этого правила могут иметь самые разные формы и стили.
Глава 11. Как вознаграждение руководит действиями.
Временные различия и обучение под креплением
Большую часть своей жизни Иван Петрович Павлов был ученым и имел одну страсть - пищеварение. Он начал свою научную деятельность в 1870 году с диссертации о нервах поджелудочной железы. В течение 10 лет, будучи профессором фармакологии в Санкт-Петербурге, он разрабатывал способы измерения желудочного сока у животных в процессе их жизнедеятельности, чтобы показать, как изменяется секреция различных органов в ответ на пищу или голод. А в 1904 году ему была присуждена Нобелевская премия "в знак признания его работ по физиологии пищеварения, благодаря которым знания о жизненно важных аспектах этого предмета были преобразованы и расширены".
Неудивительно, что, учитывая все его успехи в изучении кишечника, Павлов вошел в историю как одна из самых влиятельных фигур в психологии.
Переход Павлова к изучению разума был в некотором роде случайным. В ходе эксперимента, призванного измерить слюноотделение у собак в ответ на различные виды пищи, он заметил, что их рты разинуты еще до появления еды - достаточно было услышать звук шагов помощника, вносящего миски. В этом не было ничего необычного. Большая часть предыдущих работ Павлова была посвящена изучению влияния нервной системы на пищеварительную систему, но обычно это были более очевидные взаимодействия, такие как влияние запаха пищи на секрецию желудка - взаимодействия, которые, как можно предположить, были врожденными для животного. Слюнотечение при звуке шагов - это не реакция, жестко заложенная в генах. Этому нужно научиться.
Павлов был строгим и неумолимым ученым. Когда из-за публичных расстрелов, связанных с русской революцией, один из коллег опоздал на встречу, Павлов ответил: "Какая разница, какая революция, когда у вас есть эксперименты, которые нужно делать в лаборатории? Однако такая интенсивность способствовала кропотливой работе, и когда он решил продолжить наблюдения за слюноотделением, то сделал это тщательно и исчерпывающе.
Павлов неоднократно подавал собаке нейтральный сигнал - например, тиканье метронома или звук зуммера (но не колокольчика, как принято считать; Павлов полагался только на стимулы, которые можно было точно контролировать). За нейтральным сигналом следовала еда. После этих пар он наблюдал за тем, как сильно у собак выделяется слюна в ответ на один только сигнал. Он писал в характерных деталях: "Когда звуки бьющего метронома попадают на ухо, через девять секунд начинается выделение слюны, а в течение 45 секунд выделяется 11 капель".
Варьируя специфику этой процедуры, Павлов каталогизировал многие особенности процесса обучения. Он задавал такие вопросы, как: "Сколько пар "сигнал - пища" требуется для надежного обучения?" (около 20); "Имеет ли значение время между сигналом и пищей?" (да, сигнал должен начинаться до появления пищи, но не слишком сильно); "Должен ли сигнал быть нейтральным?" (нет, животные могли научиться выделять слюну в ответ на слегка негативные сигналы, например, на раздражение кожи); и многое другое.
Этот процесс - многократное сопряжение предстоящего вознаграждения с чем-то, обычно не связанным с ним, до тех пор, пока эти два фактора не становятся связанными - известен как классическое или (что неудивительно) "павловское" обусловливание, и он стал основным в ранних исследованиях в области психологии. Рецензенты книги Павлова, вышедшей в 1927 году и описывающей его методологию и результаты, назвали его работу "представляющей жизненный интерес для всех, кто изучает разум и мозг" и "замечательной как с точки зрения точности его методов, так и научной проницательности, проявившейся в масштабном характере его выводов".
Работы Павлова в конечном итоге стали основой одного из крупнейших течений в науке XX века - бихевиоризма. Согласно бихевиоризму, психологию следует определять не как изучение разума, а скорее как изучение поведения. Поэтому бихевиористы предпочитают описания наблюдаемой внешней активности любому теоретизированию о внутренней психической активности, такой как мысли, убеждения или эмоции. Для них поведение людей и животных может быть понято как сложный набор рефлексов - то есть сопоставлений между входными сигналами из мира и выходными сигналами, производимыми животным. Эксперименты по обусловливанию, такие как эксперимент Павлова, предложили чистый способ количественной оценки этих входов и выходов, что послужило толчком для развития бихевиоризма.