Как уже говорилось, восприятие реальности, которое выстраивается в нашем мозге, — это иллюзорный внутренний образ, не отражающий мир вокруг нас напрямую. Во внешнем мире нет цветов: мозг конструирует их под действием электромагнитных волн, стимулирующих различные колбочки сетчатки. Звуков в природе тоже нет: это колебания давления воздуха заставляют тонкие нити в улитке внутреннего уха вибрировать, порождая нервные импульсы. И цвета, и звуки лишь иллюзии, возникающие внутри мозга.

В XVIII в. философ Джордж Беркли, рассуждая о том, могут ли объекты существовать вне восприятия, задал вопрос: «Если дерево падает в лесу, но поблизости нет никого, кто мог бы это услышать, издает ли оно звук?»

Ответ — нет, потому что звук — это понятие, которое создает мозг, воспринимая колебания давления во внешнем мире. Однако цветом и звуком дело не ограничивается. То же самое касается текстур, вкусов и запахов, которые формируются из стимулов, получаемых нашими органами чувств.

Таким образом, осознаваемая картина видимого мира представляет собой хорошо обработанное изображение, которое значительно отличается от потока информации, поступающего на сетчатку. Из этого сильно искаженного набора пикселей складываются размытые, смещенные изображения, исходно фиксируемые в двух измерениях на поверхности фоторецептора со слепым пятном, которое мы бессознательно заполняем.

Мозг все это исправляет: он строит четкое трехмерное изображение без слепого пятна, сохраняющее стабильность при движениях глаз и головы, заполняемое и переосмысляемое на основе нашего предыдущего опыта восприятия похожих сцен.

При этом сами мы даже не подозреваем обо всех этих операциях.

Уже классические философы, такие как Аристотель, Платон, Птолемей, арабский ученый XI в. Ибн аль-Хайсам Альхазен, а позднее и Кант, утверждали, что мы видим лишь проявления реальности, так как сама реальность лежит за пределами нашего восприятия [1]. В конце XIX в. ученый и изобретатель Герман фон Гельмгольц, наблюдая за зрительными иллюзиями, пришел к выводу, что получаемая нами бедная зрительная информация насыщается путем сложных неосознаваемых умозаключений, которые и определяют наше восприятие. В результате человек не в состоянии сознательно объяснить такие иллюзии — да и восприятие в целом [2].

Как показали недавние исследования, концепция Гельмгольца верна не только для зрительного восприятия. Эта модель описывает гораздо более общий способ когнитивной обработки, которая происходит не только с информацией от других наших органов чувств, но и когда мы что-либо вспоминаем или принимаем решения.

Улавливание деталей, извлечение сути внешней реальности или идей, внутренняя обработка путем установки ассоциаций с воспоминаниями для определения взаимосвязей и классификации — все это элементы общего механизма, который готовит мозг к мышлению, рассуждению и принятию решений [3]. Как будет объяснено ниже, это так называемые творческие процессы: они считаются ретроспективными, то есть основанными на полученной ранее и хранящейся в памяти информации, и являются дедуктивными, то есть наше восприятие опирается на предположения, исходя не только из имеющихся сенсорных данных. При такой обработке стратегическую роль играет уникальная человеческая способность — язык: он позволяет нам не только общаться друг с другом, но также мыслить абстрактно и строить классификации.

Как уже говорилось, большая часть этих процессов — автоматические и неосознаваемые, и происходят они в результате сложного взаимодействия между регистрацией сенсорных стимулов и последующими процессами внимания и восприятия, которые будут подробно описаны далее.

Рассмотрим в общих чертах, как устроены процессы восприятия информации и внимания. Мы воспринимаем внешние стимулы посредством памяти особого типа — сенсорной. Сенсорная память на короткое время удерживает ощущения — те первые впечатления о реальности, что воспринимаются органами чувств как свет, цвета, запахи и звуки. Эти ощущения мимолетны, и лишь малая часть того, что мы регистрируем, будет обработана позже. Например, вы приходите в ресторан, делаете заказ, а через несколько минут оказывается, что не помните, кто из официантов его принял.

Мозгу приходится выбирать нужное среди всей информации, которую он постоянно получает, и для этого он использует процесс фильтрации и концентрации, который мы называем «внимание». Чтобы сфокусировать внимание, мозг использует кратковременную память, объем которой ограничен. Когда внимание сосредоточено, мозг может перейти к следующему этапу — восприятию.

Восприятие — это процесс, определяющий смысл, пользу, ценность и эмоциональную значимость ощущений, на которых мы сосредоточили свое внимание. Смысл приобретается путем интеграции, согласования, категоризации и распознавания этих ощущений на основе вероятностных умозаключений — иными словами, выстраивая предположения на основе долговременной памяти.

Все когнитивные процессы, необходимые для интерпретации реальности, имеют общее уникальное свойство — они достигают большой точности, опираясь на минимальное количество информации: «Мне нет нужды останавливаться на конкретной форме тысяч черных волосков в контрасте с таким же числом желтых — мне важно понять, что это тигр, и убежать прочь» [4].

Одним словом, восприятие — это творческий процесс.

Из всего потока информации, который мы получаем через органы чувств, воспринимается лишь небольшая часть: обычно та, на которую мы по какой-то причине обращаем внимание. Например, войдя в ресторан, мы сталкиваемся с огромным количеством информации, однако неизменно ищем глазами метрдотеля или официанта, чтобы он направил нас к столику. Наше внимание будет сосредоточено в основном на людях, которые, согласно имеющимся у нас знаниям, могут относиться к этой категории, и сознательно воспринимать мы будем только таких людей, отбрасывая практически все остальное. Такова траектория «ощущение — внимание — восприятие», посредством которой формируются осознаваемые мысли. И на каждом этапе этой траектории различные типы памяти должны действовать согласованно.

Рис. 3.1. Типы памяти

Таким образом, разные типы памяти не только служат для сохранения воспоминаний и выученных знаний и навыков, но и участвуют в восприятии и конструировании реальности. Кроме того, они придают нашему существованию ощущение непрерывности. Мы можем представить или предвосхитить будущее, только если мозг опирается на воспоминания. Именно поэтому иногда говорят, что все, что мы чувствуем и думаем, — это сумма наших воспоминаний (рис. 3.1).

А значит, воспоминания определяют нашу личность.

Разные типы памяти не только инструменты для архивирования воспоминаний и обучения. Они необходимы также, чтобы говорить, думать, понимать настоящее, рисовать варианты будущего, планировать, представлять себя и принимать решения. Поэтому мы говорим не об одной памяти, а о многих ее видах, так как все они отражают существование в мозге разных механизмов управления информацией.

Физически память представляет собой нейронные сети, распределенные по всему мозгу. Конкретному стабильному воспоминанию соответствует активация группы нейронов, которые связаны и синхронизированы друг с другом — когда-то это назвали энграммой.

В зависимости от связей один и тот же нейрон может входить в разные сети памяти. Как уже говорилось в главе 2, сегодня мы знаем, что синхронизация и связь — родственные понятия и что процесс обучения укрепляет связи между нейронами, приводя к структурным и функциональным изменениям в нейронных сетях, образующих базовые единицы когнитивной информации. В свою очередь, при вспоминании эти изменения активируются и модифицируются.

Мы уже отмечали, что около 85 миллиардов нейронов мозга соединены друг с другом миллиардами связей. Такая пластичность синаптических связей — основа богатства и многогранности процессов памяти.

Рассмотрим эту идею подробнее. Одни связи между нейронами прочные и долговечные, а другие — слабые. Это разнообразие делает возможными различия в организации памяти разных видов. Так, при кратковременной памяти связи слабы и существуют недолго, а при долговременной памяти происходит синтез новых белков, благодаря чему формируются нейронные сети с устойчивыми долговременными связями.

При частой стимуляции нейронов в определенной сети памяти число синаптических связей между ними увеличивается, а сами связи становятся прочнее. Это явление называется «долговременная потенциация» и объясняет важность повторения и обучения как основы для формирования стойких воспоминаний.

И напротив, если к воспоминанию не обращаться, то со временем связи ослабевают, и оно стирается, как мы увидим в главе 8.

Сколько же типов памяти можно выделить, если учитывать все эти свойства?

Согласно известной модели памяти Аткинсона — Шиффрина, процессы управления информацией состоят из трех фаз, или больших типов памяти: сенсорной, кратковременной и долговременной [5].

По практическим соображениям мы будем придерживаться этой классификации. Однако мы безусловно признаем, что реальность намного сложнее, а различные механизмы и типы памяти накладываются друг на друга и действуют согласованно.

Рассмотрим эти типы памяти подробнее.

Сенсорная память — это неосознаваемая и крайне кратковременная форма памяти, которая на очень непродолжительное время (десятые доли секунды) удерживает информацию, поступающую в мозг от органов зрения, слуха, обоняния, вкуса или осязания. Память этого типа записывает информацию мгновенно и может отсеивать значительную ее часть, чтобы сохранить только то, что имеет для нас значение.

У нас есть несколько видов сенсорной памяти, соответствующих разным органам чувств. Самые важные из них — это иконическая (зрительная) память, которая длится доли секунды, эхоическая (слуховая), которая длится несколько секунд, и тактильная (осязательная) — считается, что подобные воспоминания исчезают спустя примерно две секунды.

Сенсорная память делает возможной так называемую иллюзию непрерывности — стратегию мозга, которая дает нам целостное видение реальности. Так, иконическая (зрительная) память помогает формировать связные и вполне достоверные образы. Мы объединяем «кадры», которые наши глаза «снимают» в процессе непрерывного сканирования сцены, и последовательно дополняем ими общую картину. Более подробно об этом интересном и малоизвестном явлении мы расскажем в главе 4.

Пройдя через таламус, сенсорная информация поступает в различные отделы сенсорной коры, где оценивается и обрабатывается, прежде чем попасть в префронтальную кору. Там она достигает памяти следующего типа — кратковременной.

Сенсорная информация, которая не попадает в кратковременную память, утрачивается.

Кратковременная память сохраняет ограниченный объем информации в течение короткого времени. Это промежуточная память, и, как хорошо известно фокусникам, она непрочна и уязвима для любого вмешательства. Также именно кратковременная память генерирует «поток сознания» — наше восприятие настоящего, или концепцию «сейчас». Мы можем одновременно удерживать в памяти всего лишь около семи разных элементов или идей.

Другими словами, большинство элементов и идей, попадающих в кратковременную память, забываются. И лишь немногие из них закрепляются в виде долгосрочных воспоминаний.

Как долго сохраняются эти нестойкие воспоминания? По разным оценкам, от нескольких секунд до нескольких минут: длительность зависит от смысла и качества информации, а также от мотивации к тому, чтобы ее запомнить.

Различные системы кратковременной памяти специализируются на обслуживании сенсорных структур, содействии пониманию языка и мышлению разных типов. Очень важная форма кратковременной памяти, так называемая рабочая память, позволяет не только сохранять информацию в течение короткого времени, но и производить с ней различные действия. Подумайте о том, как вы удерживаете в памяти предложение, пока пишете его, как считаете в уме, как мыслите и рассуждаете [6].

Рабочая память — одна из ключевых систем мозга, которая делает возможной самоорганизацию, позволяет превращать указания в планы, принимать решения и мыслить в целом. Поэтому одна из функций этой памяти — концентрировать наше внимание, несмотря на отвлекающие факторы. Также, по-видимому, именно эта целенаправленность — причина, по которой перегрузка рабочей памяти может препятствовать творчеству и ограничивать способность находить неочевидные взаимосвязи.

Кратковременная память не только обрабатывает текущую информацию. Доступ к информации из долгосрочной памяти — то есть нашим знаниям и прошлому опыту — возможен только через буфер кратковременной памяти. По этой причине рабочая память имеет дело не только с настоящим, но и с будущим, участвуя в прогнозировании целей, планов и событий.

Также рабочая память помогает разрешать текущие ситуации с помощью умозаключений на основе прошлого опыта. Такой широкий спектр умений объясняет, почему возможны индивидуальные различия в продуктивности рабочей памяти. В некоторых исследованиях ее даже сопоставляют с показателями интеллекта [7].

Долговременные воспоминания сохраняют большой объем информации в течение длительного времени — минут, часов или даже всей жизни. Они более устойчивы и долговечны и не так уязвимы для вмешательства, как краткосрочные воспоминания, однако некоторыми долгосрочными воспоминаниями все же можно манипулировать в ходе так называемой реконсолидации [8].

Многие долговременные воспоминания формируются постепенно по мере того, как информация, сохраняемая в кратковременных воспоминаниях, повторяется, образуя нейронные сети с прочными связями.

Существует два основных типа долговременной памяти: эксплицитная и имплицитная. Эксплицитная, или декларативная, долговременная память имеет осознаваемый характер и содержит семантические знания (понятия, имена) и эпизодические воспоминания (события, происшествия, переживания). Имплицитные долговременные воспоминания не осознаются. Это память о процедурах и двигательных задачах, таких как навык плавания, а также память о перцептивном и эмоциональном опыте. Эти два вида долговременной памяти, эксплицитная и имплицитная, работают одновременно. Теперь мы начинаем понимать, как формируются воспоминания, как они актуализируются и как возникают забывания — процессы, которые, между прочим, используются фокусниками в некоторых действиях (как мы увидим в главах 8 и 9).

Эмоции — это автоматические реакции, затрагивающие весь организм человека. Как правило, они имеют высокую интенсивность и аффективный характер, провоцируются внешними факторами или собственными мыслями и часто имеют видимое физическое проявление. Различают первичные и вторичные эмоции.

Существует шесть первичных, или базовых, эмоций: радость, грусть, страх, гнев, отвращение и удивление. Все это — важнейшие эмоции, игравшие в ходе эволюции решающую роль для нашего выживания, благополучия и принятия эффективных решений — другими словами, для запуска реакции «бей или беги», побуждения к поиску пищи, секса, установлению социальных связей и так далее. Эмоции — это биологически обусловленные врожденные реакции. Еще Дарвин заметил, что каждая из них имеет характерную мимику, общую для всех людей, независимо от этнической или культурной принадлежности. В этом смысле первичные эмоции представляют собой не управляемую нашей волей систему знаков, посредством которых мы выражаем отношение к окружающим людям и существам других видов. Благодаря внешней выразительности эмоции — главное средство невербального общения.

Наряду с шестью первичными эмоциями (список, по которому существует довольно широкий консенсус) существуют и другие типы эмоций, которые считаются вторичными, поскольку обусловлены культурными традициями общества. К этим эмоциям, сохраняющимся намного дольше, чем первичные, относятся вина, смущение, стыд, гордость, зависть, ревность, восхищение и сострадание.

Каждая эмоция, как первичная, так и вторичная, имеет собственное физиологическое характерное внешнее проявление. Объективные компоненты эмоций бывают двух типов: вегетативные и моторные. Вегетативный компонент активируется вегетативной нервной системой и эндокринной системой и может проявляться в виде потоотделения, сужения сосудов или бледности и других физиологических реакций. Моторный компонент мы наблюдаем в виде характерной мимики, интонаций, жестов или поз. Также эмоции включают поведенческие компоненты, например импульс (стремление к действию).

Все эмоции сопровождаются чувствами — реакциями, которые составляют субъективное отражение эмоций.

Чувства — это более сложные и детализированные реакции, чем эмоции. Они возникают во вторую очередь — вспомните негодование, которое следует за гневом. Нейробиолог Антонио Дамасио считает, что важно проводить четкое различие между эмоциями и чувствами и не путать эмоцию с чувствами, которые часто следуют за ней [8].

Если мы способны определить тип эмоции, которую испытываем, то можем лучше регулировать свой эмоциональный ответ — чувства, и это помогает нам формировать свое аффективное поведение. Другими словами, управлять эмоциями невозможно, однако связанными с ними чувствами — вполне. Хотя мы практически не властны над своими эмоциями, именно они определяют мотивацию наших последующих действий, будь то здоровое поведение, такое как проявление альтруизма, или патологическое, например одержимость или зависимость.

Эмоции обрабатываются в миндалине в рамках имплицитной памяти. Это так называемые эмоциональные воспоминания, которые мы рассмотрим в главе 9.

В отличие от эксплицитных, или декларативных, воспоминаний, эмоциональные воспоминания — неосознаваемые, точные, стойкие и долговечные. Они хранят врожденные эмоции, такие как страх перед змеями, и унаследованную обусловленность, например отвращение к тухлой пище, а также приобретенные привычки, такие как зависимость от табака или пристрастие к корице [9].

Взаимосвязь между эмоциональными и когнитивными механизмами, между «страстями» и «разумом» очень сильна и объясняет, почему мотивы поступков, решения и многие другие когнитивные функции невозможно понять в отрыве от эмоционального компонента и эмоциональных воспоминаний.

В этой книге мы рассматриваем эмоции не только потому, что они оказывают значительное влияние на память, внимание, обучение и принимаемые решения, но и потому, что эмоциональная реакция обязательно сопровождает финал фокуса.

Как мы увидим в следующих главах, эмоции могут размывать наше внимание и заставлять отвлекаться. Они способны влиять на закрепление и консолидацию воспоминаний, а также на последующее извлечение памяти. В результате механизмы рассуждения и принятия решений очень сильно искажаются под действием эмоций в ситуации тревоги и стресса или в гневе.

В главе 11 мы рассмотрим сам акт фокуса и то, что чувствуют зрители после его кульминации. Первая эмоция, возникающая при завершении фокуса «невозможным» финалом, — удивление. Эволюционная функция этой эмоции — защитная, например при столкновении с опасностью. Удивление позволяет прервать текущее действие, переориентировать внимание на значимое событие, а затем отреагировать.

Удивление — наш первый ответ на неожиданность, будь она приятной или неприятной, мелкой или крупной. Эта эмоция длится очень недолго и сменяется другими (страхом, радостью, облегчением или замешательством), а также реакцией «бей или беги» (как если бы на нас внезапно выскочил разъяренный лев). Также удивление — кратковременная переходная реакция на фокус, за которой сразу следуют другие: от недоверия, замешательства и волнения до смеха и радости.

Но удивление не единственная эмоция, характерная для зрителей на показе фокусов. Сама по себе иллюзия невозможного тоже интеллектуальное и эмоциональное переживание, которое мы подробно исследуем в главе 11.

Но сначала, вооружившись этими базовыми понятиями нейронауки, разберемся в когнитивных процессах, благодаря которым возможны фокусы.

[8] Реконсолидация — процесс перезаписи воспоминания, в момент его извлечения воспоминание становится лабильным и может быть изменено, а затем сохранено в измененной форме. — Прим. науч. ред.

[7]. Engle et al., “Working Memory, Short-Term Memory, and General Fluid Intelligence.”

[8]. Damasio, Descartes’ Error.

[9]. Hoehl et al., “Itsy Bitsy Spider…”

[6]. Baddeley, Eysenck, and Anderson, “Working Memory.”

[1]. Quian Quiroga, Borges and Memory.

[4]. Quian Quiroga, Qué es la memoria.

[5]. Atkinson and Shiffrin, “Human Memory.”

[2]. Von Helmholtz, “The Facts of Perception.”

[3]. National Research Council, “Basic Research on Vision and Memory.”