Как мозг видит категории

Когда мы смотрим на какой-то объект, то сразу определяем его свойства. Например, видим спортсменку — и понимаем, что перед нами «человек», «женщина» и, допустим, «наконец, просто красавица».

Таких категорий может быть великое множество, а кроме того, объекты и действия могут обладать самым разным набором этих категорий. И учёные давно хотели выяснить, как мозг видит такие обобщённые свойства.

До сих пор считалось, что в мозгу под каждую категорию выделена своя зона, которая возбуждается всякий раз, когда человек видит нечто с этим признаком. Однако исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (США) пришли к несколько иному выводу. Они попробовали охватить максимальное число категорий, демонстрируя участникам эксперимента двухчасовой видеоматериал и одновременно наблюдая за активностью их мозга с помощью фМРТ. В результате удалось описать около 30 тысяч участков коры мозга, отвечающих на 1 700 обобщающих признаков.

Семантическая карта головного мозга: в левом верхнем углу — часть понятий, близких или неблизких друг другу, внизу — цветовая кодировка карты, справа — развёрнутая карта с учётом цветовой кодировки. (Рисунок авторов работы.)

Затем учёные применили статистический анализ, чтобы понять, как эти участки работают и как соотносятся друг с другом. Оказалось, что мозг оценивает не отдельные признаки, а их соотношение, степень их близости. Это звучит довольно странно, но, например, в паре «спортсмен — человек» мозг «видит» не оба этих понятия по отдельности, а сразу оценивает степень их родства. В то же время никакого родства между «человеком» и «атмосферным феноменом» мозг не замечает. И если попытаться нарисовать мозговую семантическую карту категорий, то на ней вместо отдельных понятий окажутся нанесены отношения между этими понятиями, а активность нейронов будет соответствовать степени родства между ними.

Составленную «семантическую карту» исследователи опубликовали в журнале Neuron. Правда, следует помнить, что карта эта — трёхмерная, и для 2D-развёртки использовалась цветовая кодировка. Кроме того, оказалось, что «карта категорий» захватывает не только зрительную кору, но и другие её участки (например, двигательную кору), которые как будто за анализ зрительной информации не отвечают.

Учёные полагают, что с помощью этой карты, имея на руках данные об активности мозга, можно довольно точно предсказать, что человек видит. Правда, не ясно, отражаются ли на этой схеме индивидуальные особенности. Ведь можно легко представить, что у творческого человека рядом будут находиться такие категории, которые у остальных людей считаются абсолютно неблизкими.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Беркли.