У некоторых людей в мозге есть тонкие провода. Они там по медицинским причинам: хирургам нужно найти точное место, где активность идёт неправильно. Пока провода на месте, исследователи могут слушать отдельные нейроны. Покажите человеку мультфильм — и конкретный нейрон промолчит. Покажите другой, третий — тишина. Покажите «Симпсонов» — и он сработает.
Нейробиолог Ольга Ивашкина относит это к самым ярким находкам, полученным на таких пациентах. Те же записи выявили нейроны Дженнифер Энистон и Сиднейского оперного театра. Клетка, которая отвечает одному мультфильму и игнорирует все остальные.
Это меняет представление о том, что происходит, когда вы бросаете взгляд на жёлтое лицо на экране. Глаз не передаёт мозгу кучу одинаковых пикселей и не оставляет её как есть. Где-то выше по цепочке клетка ждёт именно этого.
Как нейрон становится таким разборчивым? Через пирамиду, как её рисует Ивашкина. Внизу клетки зрительной системы разбирают сцену на фрагменты. Одни отслеживают только светлое и тёмное, другие — контраст, третьи — цвет, четвёртые — движение и его направление. Каждый слой передаёт сигнал следующему.
У лиц есть собственный отдел, потому что люди социальны, а лицо сообщает, что чувствует другой. Толпа нейронов ищет лица повсюду. Отсюда грустный смайлик, отсюда и блин с дырками, похожими на глаза, который на мгновение читается как скептическая улыбка.
Наверху сидят клетки, отвечающие за целый объект: Симпсон, жёлтый, красные цветы, красные машины, машины вообще. К этому моменту сигнал уже покинул зрительную систему и ушёл в ассоциативные зоны, где нейроны хранят конкретные понятия.
Это яркая активность этих специализированных или селективных нейронов, вроде нейрона, который специфически активен, когда человеку показывают мультфильм Симпсоны.
— Ольга Ивашкина, «Основа», 38:01
Здесь история могла бы закончиться: один нейрон — одна идея. Ивашкина этого не допускает.
Одиночный нейрон никогда не работает в одиночку. У целого образа Симпсонов есть группа клеток — сто, тысяча, десять тысяч. И есть второй способ, которым мозг может удерживать тот же мультфильм. Мультфильм разбивается на части, и целая популяция нейронов несёт его по кусочкам: одна клетка связана с юмором, другая — с жёлтым, «потому что всё такое жёлтое», третья — с чем-то ещё. Только вся толпа, работая вместе, фиксирует мультфильм.
Эксперименты на животных показывают оба кода одновременно. Яркие специализированные клетки есть, и размазанный популяционный код тоже есть. Мозг, похоже, ищет компромисс между ними, хотя условия этого компромисса никто пока не определил.
Специализированные клетки — не причуда зрения. Клетки места работают так же. Идёте по длинному скучному подземному переходу, где глазу не за что зацепиться, — можно было бы ожидать, что одни и те же группы нейронов будут гудеть всю дорогу. Вместо этого один нейрон места работает в одной точке перехода, а другой — в дальнем его конце. Ивашкина осторожно замечает, что это не было гарантировано. Мозг мог бы обойтись без специфических нейронов. Более ранние работы по зрению заставляли исследователей подозревать, что без специфических нейронов он не обойдётся, но найти это всё равно было приятно. Похоже, это свойство всего мозга.
Эти клетки не привязаны и к картинкам. В исследовании Нидерландского института нейронаук 2024 года глубинные электроды в гиппокампе пациентов с эпилепсией улавливали клетки, настроенные на конкретного человека или персонажа. Они срабатывали и когда пациент читал местоимение, отсылающее к этому персонажу. Местоимение, указывающее на персонажа, тоже активировало клетку.
Итак, картина, с которой остаётся Ивашкина, двухслойна, и никто пока не может сказать, как эти слои сочетаются. Нейроны, отвечающие за один объект, и популяции, несущие объект по фрагментам, сидят в одной голове, в одной и той же ткани. Нейроны и мозг, говорит Ивашкина, — одно и то же. Исследователи просто смотрят на них по-разному. Открытая задача — понять, как оба вида кодирования реальности уживаются в одном мозге, в одной среде.
