Зорова система складається з нашарованих одна на одну карт із різними функціями. Наприклад, існує окрема карта, що визначає колір. У зоровій області 4 (V4)[76] нейрони формують глобули — модулі приблизно міліметрового розміру, кожен із яких ідентифікує відтінки кольору на визначеній ділянці зображення.
Величезна перевага цієї системи полягає в тому, що розпізнавання зображення не потребує послідовного опрацювання за точками. Для мозку це особливо важливо. Нейрону потрібно багато часу, щоб завантажити й передати інформацію іншим, тому мозок виконує від трьох до п’ятнадцяти циклів обчислень за секунду. Це ніщо порівняно з крихітним процесором смартфона з мільярдами циклів за секунду.
Мозок компенсує істотну повільність свого біологічного матеріалу майже безкінечною армією нейронних ланцюгів[77]. Тому простий висновок, який я обстоюватиму далі, розв’язує проблему навчання. Справа в тому, що будь-яка функція, яку мозок виконує за допомогою паралельних структур (карт), працює ефективно, оперативно й здається автоматичною. Натомість функція, яка використовує послідовний цикл, працює повільно, потребує багато зусиль і повного усвідомлення. Тобто навчання переважно має вигляд паралелізації процесів у мозку.
В арсеналі розпізнавання зорових карт є рух, колір, контраст і напрямок. Деякі карти ідентифікують складніші об’єкти, наприклад два суміжні кола.
Інакше кажучи, очі, які на нас дивляться. Вам напевне знайоме те дивне відчуття, коли ви різко повертаєте голову й бачите, що за вами спостерігають. Звідки ми знаємо, що хтось на нас дивиться, іще до того, як переведемо на нього погляд? Відповідь — мозок розглядає можливість, що за нами стежать, тому паралельно й зазвичай несвідомо сканує все навколо. Помітивши на одній із карт характерну форму, він генерує сигнал, який ніби[78] каже увазі й системі керування рухами в тім’яній частці: «Поведи очима туди, там відбувається щось важливе». Ці карти наче ефективні й орієнтовані на дуже конкретні завдання заводські налаштування для вроджених умінь. Але їх можна модифікувати, комбінувати й перепрограмувати. Якраз у цьому полягає визначальний компонент навчання.
Кора головного мозку складається з колонок нейронів, кожна з яких виконує специфічну функцію. Це відкриття принесло Девіду Г’юбелу й Торстену Візелу Нобелівську премію в галузі фізіології. Під час подальших досліджень вони виявили, що в розвитку зорових карт існують критичні періоди. Ці структури розвиваються згідно з генетично закладеною програмою, але щоб повністю сформуватися, потребують багато візуальної інформації. Так само, як річка потребує постійного потоку води, щоб підтримувати своє русло.
На перших етапах розвитку сітківка генерує спонтанну активність, стимулюючи саму себе в цілковитій темряві. Мозок сприймає цю активність як світло, не розрізняючи зовнішні й внутрішні стимули. Отже, активний розвиток починається ще до того, як ми розплющимо очі. Те саме стосується й кошенят, що народжуються сліпими. Вони в прямому сенсі тренують свою зорову систему за допомогою внутрішнього світла. У котів, людей та інших ссавців зорові карти активно розвиваються в немовлячому віці й завершують формування за кілька місяців. Відкриття Г’юбела і Візела співзвучне зі ще одним міфом: навчитися деяких речей, коли ти вже дорослий, неможливо. Ми переглянемо цей висновок і додамо до нього поміркованого оптимізму: успішне навчання в старшому віці цілком імовірне, але вимагає багато часу й зусиль. У ранньому дитинстві їх знадобилося не менше, просто ми цього не пам’ятаємо. Зрештою немовлята й старші діти годинами, днями, місяцями й роками вчаться говорити, ходити й читати. А якщо доросла людина відкладе вбік свої справи й спрямує весь час і зусилля на опанування нових знань і вмінь?
Якщо озирнутися назад, це цілком зрозуміло. Рентгенологи навчаються бачити знімки в дорослому віці. Після тривалої практики вони легко визначають відхилення, яких не помічають інші люди. Очевидно, що це результат трансформації зорової кори. Рентгенологи діагностують швидко, автоматично, майже на інтуїтивному рівні, з несвідомим роздратуванням, яке ми відчуваємо, наприклад, натрапивши на граматичну помилку. Що спричиняє таку радикальну трансформацію сприйняття й мислення?
76
Для простоти зорові області позначають літерою V і числом, яке відображає їхнє положення в ієрархії обчислень. Це означає, що серед понад шістдесяти етапів обробки зображення V4 — один із перших.
78
Це справді «ніби». Зорова кора не говорить до тім’яної якоюсь конкретною мовою. Але такі метафори допомагають зрозуміти роботу окремих механізмів, якщо не надто гіперболізовані й не відволікають читача.