Мозг учится, делая нейроны похожими экспресс
Кухонный нож и овощечистка по отдельности справляются с разными задачами, но когда повар учится новому рецепту, он часто хватается за один и тот же нож для всего. Похоже, так же поступает мозг, когда осваивает новый навык различения образов.
В эксперименте обезьяны неделями тренировались различать едва заметные отличия в сложных узорах. В это время учёные записывали активность сотен клеток в зрительной зоне V4 — области, которая отвечает за распознавание форм и цветов. В начале обучения нейроны отвечали на узоры по-разному, как музыканты, играющие каждый свою партию. Но к концу тренировок они всё чаще начинали «петь в унисон»: их реакции на одни и те же изображения становились похожими.
Более того, каждый нейрон по отдельности стал нести больше информации о том, что показали на экране. Это похоже на хор: когда все поют одну и ту же мелодию, каждый голос по отдельности звучит громче и яснее, даже если партии одинаковы. Мозг не экономил силы, а наоборот — укреплял уверенность в ответе, повторяя его много раз.
Такой результат поддерживает идею, что мозг не просто фильтрует входящие сигналы, а строит внутреннюю модель мира — как повар, который уже не смотрит в рецепт, а «чувствует» блюдо. И когда нужно принять решение, он опирается на эту модель, а не на сырые данные.
Вернёмся к кухне: опытный повар не перебирает все ножи, а сразу берёт один, потому что знает — он справится. Так и мозг после обучения не ищет самый информативный нейрон, а полагается на целый хор клеток, которые вместе дают уверенный ответ.
Зрительная зона V4 у макак расположена в затылочной части мозга и участвует в распознавании даже таких тонких отличий, как разница между очень похожими оттенками цвета.