Огарок во тьме. Моя жизнь в науке

Нас с Мэриан особенно поразило начало статьи Барлоу: он предложил необыкновенный мысленный эксперимент. Представьте, что для каждого образа, который когда-либо потребуется распознать, – каждого дерева, хищника, добычи, лица, каждой буквы алфавита, а затем для каждой греческой буквы – существует одна нервная клетка, соединенная с сетчаткой так, что она посылает импульс, когда на сетчатку попадает “ее” изображение. Каждая из этих клеток мозга соединена с “замочной скважиной” – сочетанием пикселей – и посылает импульс, только когда видит соответствующий “замочной скважине” силуэт. Другие клетки сетчатки, окружающие эту “замочную скважину” и образующие ее “негатив”, должны также быть подключены к той же самой мозговой клетке и подавлять ее активность, иначе импульс будет подаваться всякий раз, когда “замочную скважину” целиком покрывает белое пятно света. Звучит отлично, но, если задуматься, неосуществимо. Учтите, что все формы, которые нужно распознавать замочным скважинам, можно увидеть с тысяч разных ракурсов и расстояний.

Количество накладывающихся друг на друга замочных скважин (для каждой из которых остальная сетчатка оказывается негативом) будет столь невообразимо велико, что соответствующих клеток мозга потребуется больше, чем атомов во всем мире. Американский психолог Фред Эттнив, который пришел к той же мысли независимо от Барлоу, приблизительно подсчитал, что объем мозга пришлось бы исчислять в кубических световых годах!

Решение проблемы – снижение избыточности – простирается за пределы сенсорной адаптации и латерального торможения и связано с удивительным набором нейронов-детекторов в мозге: это, например, детекторы вертикальных или горизонтальных линий, “детекторы букашек” и прочие – по Барлоу и Эттниву они выполняют функцию снижения избыточности. Например, прямую линию можно представить лишь как две конечных точки, и мозг “заполнит” остальные избыточные точки между ними. Как и в случае с летучими мышами и паутиной, всю эту историю Барлоу можно изложить как изящную, легко запоминающуюся последовательность задач и инженерных решений, порождающих новые задачи, к которым находятся новые инженерные решения, и так далее.

Также следует ожидать, что клетки-детекторы, эволюционирующие в мозге животного определенного вида, будут настроены на то, чтобы определять не только избыточные черты в сенсорном потоке, но и черты, функционально значимые для животных этого вида: например, цвет и форму полового партнера. Если это так, то можно считать, что исчерпывающий список клеток-детекторов в мозге животного дает косвенное описание значимых свойств мира, в котором этот вид животных обитает.

А эта мысль, в свою очередь, связана с другой, моей собственной мыслью: “Генетической книгой мертвых”. Суть ее в том, что гены животного теоретически можно читать как цифровое описание среды, в которой выживали его предки.

“Генетическая книга мертвых” и биологический вид как “усредняющий компьютер”

В начале книги “Река, выходящая из Эдема” я предлагаю обратить взгляд в прошлое, к предкам читателя, и задуматься об очевидном, но значимом факте: ни один из ваших предков не умер молодым, не успев совершить хотя бы одно гетеросексуальное совокупление. Каждый рожденный индивид наследует гены от буквально непрерывной линии успешных предков. Мы наследуем гены, при помощи которых этой прародительской элите (как я их называю) удавалось быть элитой. Как именно каждый индивид становился успешным предком, разнилось от вида к виду, но, как бы они это ни делали, мы все произошли от индивидов, которые что-то хорошо умели. В случае птиц, летучих мышей и птерозавров это означает, что они умели летать, в случае кротов, трубкозубов и вомбатов – умели копать, в случае львов, ястребов и щук – умели охотиться, в случае оленей, морских слонов и фиговых ос – умели драться.

То есть в некотором смысле ДНК вида можно прочитать как некое описание образа жизни, в котором этот вид преуспел. Я упоминал мысль о такой “Генетической книге мертвых” в нескольких своих книгах, но шире всего развернул ее в одноименной главе в книге “Расплетая радугу”. Вот пример того, как я ее объяснял: