В прошлом многие исследователи нейронных сетей делали упор на знания, приобретаемые через опыт, тогда как другие когнитивисты, особенно лингвисты вроде Ноама Хомского и его последователей, подчеркивали роль врожденного знания.

До сих пор мы говорили о том, что связи в мозге животных могут быть либо врожденными, либо приобретенными через опыт. Но есть и второй, более важный момент: наше поведение формируется в результате сложного взаимодействия эволюционного наследия и личного опыта. Эволюция закладывает базовые паттерны врожденных связей, дающие обучению отправную точку. Она прокладывает определенные пути между различными областями мозга и наделяет нас механизмами обучения, которые затем активируются конкретным опытом.

Яркий пример взаимодействия эволюционных механизмов и обучения на опыте – эффект Гарсиа, когда животное формирует прочную связь между вкусом и последующим недомоганием всего после одного случая. В 1955 г. Джон Гарсиа – сельскохозяйственный рабочий без ученой степени и академической известности – продемонстрировал следующее: грызуны, выпившие темную жидкость с сахарином, а затем заболевшие из-за воздействия радиации, начинали испытывать отвращение к этой жидкости. Животные научились связывать вкус с лучевой болезнью, несмотря на временной разрыв между приемом жидкости и началом недомогания, причем всего после одного раза. Сравните с собаками Павлова, которым требовались многократные сочетания метронома и пищи. Эффект Гарсиа похож на ситуацию, когда человек съедает одну-единственную устрицу, серьезно заболевает и потом годами не может смотреть на устрицы – даже если причина болезни была совсем в другом.

Любопытно, что крысы связывали с последующим недомоганием именно вкус жидкости, а не ее внешний вид. В последующих экспериментах крысам предлагали либо воду с сахарином, либо воду в сопровождении световых и звуковых сигналов. Некоторые животные получали удары током, у других вызывали тошноту. Оказалось, что крысы легко связывали вкус с тошнотой, но не с ударом тока. И наоборот – световые и звуковые сигналы ассоциировались с током, но не с тошнотой.

Скорость формирования, специфичность и стойкость эффекта Гарсиа убедительно свидетельствуют: эволюция снабдила нас нейронными связями, настроенными на соединение определенных сигналов с определенными последствиями (вкус – с болезнью, вспышки света и звуки – с ударами). Эти связи активируются в ситуациях, которые запускают формирование конкретных ассоциаций (например, сахариновый вкус – тошнота).

Главная мысль, которую мы хотим донести: наше поведение возникает из сложного взаимодействия эволюционно сформированных процессов и влияния конкретного опыта. Иногда эволюция создает специализированные связи для определенных ситуаций. В других случаях она снабжает нас универсальными алгоритмами широкого применения. Один из таких механизмов – хеббовское обучение, к которому мы сейчас и обратимся.