Василий Чибисов
Вся фигня – от мозга?! Простая психосоматика для сложных граждан
2.5. Доктор Треугольник
Итак, мы закрыли тему прямого химического воздействия на нейронную сеть. Но можно попытаться уговорить нашу психику. В прямом смысле. И делать это будет не психоаналитик, а сам субъект.
В предыдущем параграфе мы упомянули неокортекс. Это кора больших полушарий, состоящая из нескольких слоев нейронов. Интеллект, речь, абстрактное мышление, творчество и другие высшие психические функции реализуются в неокортексе. Здесь же закодированы неврозы, Эдипов комплекс, фобии… И наша любимая психосоматика. Неклиническая, само собой. При клинических случаях вполне могут необратимо меняться и другие отделы мозга, особенно эпифиз и гипофиз, которые даже мозгами-то назвать нельзя – это железы, осуществляющие выработку некоторых гормонов.
Неокортекс обменивается информацией с… Стоп. Это не учебник по нейрофизиологии. Поэтому пора уже для ясности разграничить высшую психику и структуры соматического контроля. Потому что с точки зрения психоанализа неважно, что с неокортексом связан мозжечок и другие отделы головного мозга, после них тянется спинной мозг, от него разбегаются во все стороны нервы, заканчиваясь моторными и вегетативными нейронами. Неважно. Этим занимаются нейрофизиологи. Мы можем позволить себе роскошь упрощения.
Отдавая дань «Очерку психологии» Фройда, будем обозначать «непсихическую» часть нервной системы буквой σ. Те нейроны, дендриты которых сплетаются в рецепторы органов чувств, можно называть R-системой. Эти нейроны своими дендритами как бы «высовываются в реальность».
Соответственно, ψ-система – это неокортекс и некоторые компоненты лимбической системы: гипоталамус, миндалевидное тело и гиппокамп. Лимбическая система регулирует эмоциональную сферу, сновидения, память.
Двоякую роль играют мозжечок и варолиев мост. Мозжечок отвечает за сознательную координацию движения и мышечный тонус. Варолиев мост – за мимику, слюну и слёзы (ну и ещё по мелочи). Несмотря на чистую физиологичность этих функций, они имеют психическое и социальное значение. Контроль над нашими мышцами мы обретаем только в процессе обучения. И много чисто мышечных феноменов тесно связаны с социальной сферой. Первые шаги малыша воспринимаются родителями как важный рубеж в развитии. Мимика и гримасы – особые средства коммуникации, при правильном использовании могут творить чудеса (об этом чуть позже). Да что далеко ходить? Качков-нарциссов все видели? Был мужичок, стал мозжечок. Психосоматика? Она самая. Хотя всю психику они давно променяли на соматику. Из-за этой двойственности мозжечок и варолиев мост можно отнести и к ψ, и к σ. Или вообще обозначать σψ.
С обозначениями и делением разобрались. Теперь о слоях. Неокортекс состоит из шести слоёв нейронов. Действует правило: связи возможны только между нейронами из двух соседних слоёв. Нейроны первого слоя соединены с нейронами других отделов мозга, которые мы уже благополучно объединили в систему σ. Какой тернистый путь прошёл сигнал от кожи до неокортекса? Неважно. Сигнал начинает нас интересовать, только когда он прорвался сквозь тернии к большим полушариям. Не прорвался – значит, его и не было. А вот если сигнал идёт из психики к соме, то психика будет настойчиво требовать исполнения приказа. И в этом ей помогают обратные связи.
Неокортекс перенасыщен обратными связями. Вообще обилие обратных связей выгодно отличает нашу нервную систему от других аналогов (естественных и искусственных). Читаем мы книгу: сигнал идёт от зрительных нервов вглубь неокортекса, а в обратку тут же движется десятикратное эхо. В итоге зрительные нервы получают информацию «изнутри» мозга на порядок больше, чем от обозримой внешней реальности. Или даёт мозг приказ пошевелить пальцами. К спинному мозгу идёт десять импульсов, а обратно бежит сотня сигналов. Этот факт, установленный экспериментально, долго оставался без внимания нейропсихологов. Когда же наука занялась обратными связями всерьёз, был совершён прорыв в изучении интеллекта [19].
Зачем неокортексу столько обратных связей? Затем, что любое осмысленное действие невозможно без прогноза и планирования. Нам нужен идеал, с которым мы сравниваем текущий результат. Если расхождение между ожиданием и реальностью сильное, мы либо изменяем алгоритм действий, либо смиряем амбиции и корректируем идеал. Такая самокритика и проверка результата затратнее и сложнее, чем выполнение заранее продуманных действий. Поэтому логично предположить, что именно обратные связи хранят информацию об эталонах, идеалах, ожиданиях и выученных навыках. Та самая адаптивность.
Но почему же волшебные обратные связи не помогут нам исправить психосоматический симптом? Они стараются. Честно. Но здесь включается количественный фактор, столь любимый Фройдом. Рассмотрим простейшую схему (рис. 2.7). Здесь всего два слоя и четыре нейрона (но многоточия намекают, что за кадром осталась целая бесконечность нервных клеток).
Первый сценарий
Нейрон А проснулся и захотел пить. Он посылает сигнал во все концы. В данном случае конец всего один – выход нейрона А связан только со входом нейрона В. Мощность сигнала достаточна, чтобы В тоже проснулся и передал приказ уже непосредственно нейронам из сигмы. Человек пошёл на кухню, выпил воды. Все довольны. Ожидание совпало с реальностью.
Как выполняется тестирование реальности [20]? Сигма даёт отрицательную обратную связь на вход нейронам либо из первого слоя неокортекса, либо из гиппокампа (структуры, отвечающей за обучение дураков на своих ошибках). Чтобы их главная роль бросалась в глаза, эти нейроны обозначены треугольником.
Рис. 2.7. Простейшая схема передачи сигналу телу (сигме) с обратной связью (треугольник). Кружочком на треугольнике отмечен инвертирующий вход. Сигнал, пришедший туда, берется с обратным знаком
Сам термин «отрицательная обратная связь» можно понимать чисто математически. Сигнал от нейронов сигмы в синапсах «треугольника» меняет знак на минус. Психика как бы спрашивает соматику: «Тебе ещё что-нибудь надо?» И ответ «нет, не надо», отрицательный грамматически, является положительным по содержанию. Не надо – так не надо! Треугольные нейроны просыпаются и передают тормозящий сигнал на вход нейрону А, замыкая петлю и прекращая лишнюю активность.
Но, согласитесь, было бы странно, если бы нейронная сеть тормозила свою активность, не дождавшись результата. Поэтому на вход треугольника приходит сигнал с выхода нейрона А, но не с минусом, а с плюсом. Нейрон А как бы страхуется, посылая копию своего запроса не только подчинённому В, но и контролирующему органу. И если мы сильно чего-то хотим, а соматическая система откликается очень вяло, то контролирующий орган берёт и контролирует, посылая нейрону А и группе случайных нейронов (во втором слое) мощный живительный импульс.
Как видите, всё довольно просто. В треугольнике происходит элементарное сравнение воздействия на соматику и соматического отклика. Ведь что значит сравнить две величины? Вычесть одну из другой и посмотреть на знак разности. По итогам сравнения принимаются меры, чтобы скомпенсировать разницу сигналов. Идеальным (но неустойчивым) состоянием является «послушное тело», когда прохождение сигмы превращает импульс В в точную копию импульса А. Тогда на треугольнике повисает полный ноль (попробуйте вычесть любое число из самого себя, если не верите).
Всё сказанное верно и для цепочки нейронов С и D, если бы нейрон С тоже проснулся и захотел (нет, уже не воды) шоколада. Но нейрон на диете, поэтому спит.
А если вас смущает, что треугольник реагирует на отрицательный входной сигнал возбуждением, а не торможением, то это прекрасно. Вы нашли «ошибку» и можете исправить её вместе с автором в конце этого параграфа.
Второй сценарий
Всё то же самое, но подождите, что это за паразитная связь? Почему нейрон А вдруг посылает сигнал не только нейрону В, но и нейрону D? А вот так. Ассоциативная связь, сэр. Травматический опыт, замещение, стресс, бессознательное воздействие рекламы, просто информационный шум. Причин может быть множество. Важен эффект. Теперь, когда возбуждается нейрон А, его импульс распространяется не только по генеральной линии А – В–сигма, но и по линии А – D–сигма.
Рис. 2.8. Схема с паразитной ассоциативной связью
Но сигма – это не отдельный нейрон, это целая система. Поэтому субъект, помимо полезной активности, совершает бесполезные (или вредные) действия. Вот так шли вы на кухню за водичкой, а вернулись в спальню с тремя плитками шоколада. Кто виноват? Водичка виновата.
Без паники. Треугольник не дремлет. На его вход подаётся (по-прежнему) всего один положительный сигнал от нейрона А (нейрон С спит, поэтому от него на треугольник приходит ноль). Отрицательный сигнал стал в два раза больше, что сигнализирует о какой-то подозрительно бурной деятельности со стороны сигмы. Минус побеждает, и второй слой получает команду остановиться и положить шоколадку на место. Или отказаться от стакана воды. Тут как повезёт.
Третий сценарий
А вот теперь происходит безобразие. Нейрон D, который был случайно вовлечен в мошенническую схему с шоколадом, вдруг начинает испытывать чувство вины. Он мало того что возбуждается, так ещё и даёт обратную связь прямо нейрону А. Мол, прости, виноват.
Рис. 2.9. Схема с паразитной петлей самовозбуждения от нейрона D к нейрону А
К чему это приводит? Конечно, к сбою механизма работы над ошибками. Треугольник теперь бесполезен. Вернее, он полезен, но его забьёт сигнал от нейрона D. Потому что разностный сигнал почти всегда слабее обычного сигнала. И если нейрон своё чувство вины выражает в чистом возбуждении, то нейрон А получает на вход ещё больше потенциала. И поедание шоколада продолжается усиленными темпами. Если же нейрону D хватит ума подогнать к синапсу с А тормозящие медиаторы, что ж… Человек вернётся из кухни ни с чем. Бросит пить.
И это не смешно. Одна клиентка так и говорила: «Я боюсь ходить на кухню за водой, потому что в холодильнике меня ждёт шоколад». И держала у себя в комнате пятилитровую канистру с водой. Психоанализ помог распутать эту проблему. К великой радости всех любителей открыть дверцу холодильника и позагорать под лампочкой с печальным видом. Но прибережём хеппи-энды для красивого завершения главы.
Мы поняли, как важна для психики обратная связь и как она беспомощна перед перехватом со стороны особо буйных нейронов. Осталось понять, как её починить.
Кстати, будь у нас всего одна извилина (один слой нейронов), то никаких перекрестных связей не могло бы возникнуть в принципе. Ведь нейроны могут связываться только с соседями из соседних слоев. Поэтому если вы страдаете от лёгкой психосоматики, то вас нужно поздравить. Вы – как минимум! – не примитивны.
Дополнение для внимательных
Возвращаемся к треугольному безобразию. Как же так? Мы говорили, что на выходе нейрона либо ноль, либо единица, а тут прямо на выходе идут отрицательные сигналы! И ещё мы говорили, что на входе должна быть достаточно большая сумма. Если подавать на вход отрицательный импульс, это только затормозит нейрон, но никак не побудит к действию.
Поэтому мы специально пометили особенный нейрон треугольником. Это группа обычных нейронов. К ним на вход приходят сигналы и от А, и от σ. Но часть нейронов группы принимает сигналы от А с плюсом, а от σ с минусом. Другая часть – наоборот. Следовательно, когда импульс А достаточно больше сигмы, просыпается первая подгруппа, вторая спит. В обратном случае – наоборот. В остальных случаях (когда А и сигма не сильно отличаются) спят обе подгруппы. В простейшем случае в каждой подгруппе по одному нейрону.
Рис. 2.10. Принцип действия обратной связи. а) Пример взаимодействия с нейроном А. Кружочком у нейронов обозначен тормозящий вход, то есть дендрит, где господствуют тормозящие медиаторы. б) Действие обратной связи на нейрон А, в зависимости от разности между активностью нейрона А и активностью сигмы
Результирующее воздействие группы на нейрон А эквивалентно действию простенького разностного элемента (где сигма подаётся на инвертированный вход). Функцию активации легко построить (если вы читаете этот дополнительный материал, то для вас это точно легко). На рисунке приведены графики для случаев, когда функция активации одиночного нейрона – ступенька и сигмоид соответственно. Кстати, в окрестности нуля на втором графике отклик линейно зависит от разности входных сигналов.
2.6. Слово вместо дела
Слоистая структура придает связям неокортекса иерархический характер. Первый слой конвертирует опыт тела (сигмы) в связи со вторым слоем. Второй слой использует для обучения не чистый опыт, а опыт первого слоя. И так далее. Адаптивность и сложность экспоненциально нарастают от слоя к слою.
Чем дальше связь от первого слоя, тем более универсальную и абстрактную информацию она кодирует. И тем больше нейронов (суммарно) будут потревожены, если по этой связи пустить мощный импульс. И тем больше обратных связей откликнутся эхом. В том числе тех, которые были перехвачены или зашумлены.
А что делает психика, когда слишком много нейронов бушуют? Да, вы хорошо запомнили материал четвёртого параграфа. Психика запускает механизм переобучения, ведь ей важно оптимизировать энергозатраты и убрать шумовую нагрузку. И в процессе переобучения «плохие» нейронные связи будут не сожжены, а оптимизированы. Уж мозг найдёт способ приспособить их для своих нужд. Как правило, после удачного психоанализа всплывают куски воспоминаний, снимаются внутренние блоки, принимаются эффективные решения, повышается лохматость.
Вот так – начали с одного симптома, а пришли к структурному усилению Я [21] и интроектной ревизии [22, 23].
Но как, как же это работает? Почему психоанализ? Ответ прост. Требуется воздействие на самый сложный уровень связей, на высшую абстракцию. Это уровень речи, уровень свободных ассоциаций. Мы воздействуем словами, которые в психике клиента кодируются связями, близкими к проблемным участкам нейронной сети.
Прекрасно. Но откуда мы знаем, какими словами надо воздействовать и какой участок проблемный? Не отбрасывает ли это нас на пару параграфов назад? Нет, потому что говорит-то клиент. И говорит он о себе, о своих симптомах. В этот момент соответствующие нейроны приходят в беспокойство. Ведь для мозга представить действие и совершить действие – примерно одно и то же. Просто при реальном действии активнее работают обратные связи. Но нам-то они не нужны, они себя скомпрометировали.
А дальше клиент (с нашей помощью или без) занимается свободными ассоциациями. От озвученной проблемы он переходит к совершенно произвольным воспоминаниям, комментариям, ощущениям. Произвольным ли? Нет, он просто движется вслед за нейронным потенциалом, который распространяется по ассоциативным связям. Аккурат по тем, которые повинны в психосоматических проблемах.
Вы заметили, что нам больше не нужно заботиться о локализации психосоматического очага? Клиент сам, своим психическим усилием, возбудил этот очаг и двинулся от него, куда бессознательное глядит. Дойдя до высших слоёв неокортекса, ассоциативная лавина двинется не по прямым, а по обратным связям, которых на порядок больше. Что-то подобное происходит в лазерах. Мы долго накачиваем нелинейную систему, чтобы с помощью одного фотона вытащить с высших уровней стадо фотонов одинаковой частоты и фазы. Только фотонное стадо используют для чисто инженерных задач вроде литографии или сварки металлов. А резонансный нейронный сигнал ударится прямо в источник проблемы.
Что дальше? А дальше произойдёт классическое возвращение вытесненного. Настоящая причина невроза, когда-то давно изгнанная в бессознательное, получит достаточно энергии, чтобы вернуться в сознание и заявить о себе самым решительным образом. Наступят прозрение, озарение, оборзение… Последнее – чаще. Подавленная агрессия является причиной большинства неврозов двадцать первого века. Ну и вытесненные сексуальные запросы, куда же без них.
Стоп! Показывать личный пример свободной (письменной) речи – это хорошо. Но вам не кажется, что отсюда украден большой кусок мозаики? Вот мы говорили о нейронах, об ассоциативных связях, о форсированной адаптации. И вдруг какое-то бессознательное, какое-то вытеснение. Что вообще происходит?
А происходит незаконное пересечение границы применимости. Мы выработали ресурс нейросетевого подхода. Сделано, кстати, не так уж мало. Нейронную структуру психосоматических проблем поняли? В том, что психика к мозгу не сводится, убедились? Миф о панацее в виде таблеток развеяли? С концепцией адаптивности и полезного информационного шума познакомились? Локализовывать проблемные участки нейронной сети и запускать их автоматическую оптимизацию научились?
Что ещё надо для счастья? Как минимум разобраться в уникальном феномене свободной речи. Нейросетевой подход здесь неэффективен, потому что все связи (а их сотни миллиардов) неразличимы. Какие кодируют слова, а какие – всё остальное? И почему мы до сих пор ничего не сказали о либидо, о влечениях, о сигарах? Форменное безобразие!
Но что точно надо, так это закончить историю про холодильник.
2.7. Решение задачи с холодильником
Напомним. О согласии клиентов на фрагментарное цитирование аналитических случаев подробно сказано во введении.
Итак, дано: клиент, женщина средних лет, проблемы с лишним весом и с роковым холодильником.
По ночам клиентка работает с документами. Любой поход на кухню или мимо кухни оборачивается походом к холодильнику. Два типичных сценария. Первый: клиентка открывает холодильник, осматривается, набирает разных конфет и уносит к себе в комнату со всеми вытекающими. Второй: клиентка пересиливает себя, закрывает холодильник, возвращается к документам, но работать не может из-за нарастающей тревоги.
Вы уже поняли, что тревога – это влияние «треугольника», у которого импульс от желания не был уравновешен откликом от соматического действия. Шум от обратной связи мешает работать нейронам, вовлеченным в чтение документов. И наоборот. Активация этих «документных» нейронов повышает вероятность завернуть на кухню.
Согласитесь, это вполне здоровая реакция – мозг требует вознаграждения за проделанный умственный труд. Вопрос в масштабе и частоте вознаграждения. Дай этому пролетарию умственного труда волю – так он весь холодильник в качестве аванса потребует. Но и слишком обижать мозг тоже не надо – устроит психосоматическую революцию. При сильном стрессе вес можно набрать и без поглощения шоколада.
Клиентке была предложена следующая схема. Клиентка стояла перед закрытым холодильником и следила за растущей тревогой. При этом в голове женщина специально прокручивала в деталях свои дальнейшие действия. Когда тревога становилась непереносимой, она открывала холодильник и брала оттуда конфеты, но делала это медленно, прислушиваясь к своим ощущениям. Это было несложно, так как нейроны от долгих предварительных прогнозов немного затормозились и не мешали.
В итоге клиентка отследила тот момент, когда тревога уходит. Это возвращение в кабинет с полной горстью конфет. Внимание! Не поедание сладкого приносило клиентке психическое удовольствие, а сам факт возвращения с добычей.
Следующие шаги довольно предсказуемы. После обсуждения с клиенткой результатов «эксперимента», клиентка сама стала обманывать холодильник и на следующих сеансах рассказывала об успехах. Клиентка разрезала бусы, завернула бусины в фантики от конфет и поместила в холодильник. Возвращение в кабинет с несъедобными (но ценными!) конфетами снимало тревогу и позволяло продолжить работу. Далее бусины похищались из холодильника уже без обёртки. Тот же успешный результат. А вот попытка заменить бусины на мандарины не увенчалась успехом – тревога не исчезла. Однако если вместо мандаринов из холодильника «похищался» (именно это слово использовала клиентка) дорогой паштет, психическое облегчение вновь имело место.
Так клиентка сама выяснила, что дело в ценности продукта и в желании что-нибудь похитить. Не украсть, а именно «похитить». Симптом был взят под контроль, угроза весу устранена. Но от этого открытия потянулись ниточки свободных ассоциаций, которые привели к таким минотаврам…
К таким, что сначала нам придётся поговорить о планировке лабиринта. Одним клубком нейронных нитей Ариадны здесь не отделаешься.
Глава 3
Представление о представлении. Vertex vacuus
3.1. Нейронов цепь в структуре той
Что будет, если объединить несколько нейронов? Не связать с помощью синаптических контактов, а именно объединить? Слепить из них одну большую клетку, раскатать воображаемой скалкой, убрать перегородки между их клеточными телами? Получится ли супернейрон? Нет, получится бесполезный кусок цитоплазмы с дефектными ядрами и деформированными отростками. Единственный сигнал, который сможет послать этот франкенштайн, – это сигнал SOS. Или вопль «Убейте меня!»
А если объединить связи? Вот здесь что-то может получиться. Давайте предположим, что нейрон А связан с нейроном В, а нейрон В связан с нейроном С. Можно ли теперь сказать, что нейрон А связан с нейроном С? Можно. Нужно только добавить, что связь это не прямая. Хотя и этих уточнений можно избежать. В самом деле, что такого нейрон В может сделать с пришедшим к нему сигналом? Максимум – заглушить, не пустить дальше. Но это проблема сигнала, а не нейрона. Громче надо звучать, чтобы пробуждать нейроны!
Да и зря мы, что ли, говорили в предыдущей главе о весовых коэффициентах, о разной силе разных связей? В конце концов, связь – это просто число, на которое умножается сигнал. И никто от нас не требует, чтобы это число было постоянным. Пусть зависит и от времени, и от проходящего сигнала, и от внешних обстоятельств. Как процент годовых зависит от размера вклада. Или как КПД тепловой машины зависит от температуры холодильника.
Короткие цепочки не так интересны. А если цепочка проходит сквозь все слои неокортекса, как на рисунке 3.1? На одном конце цепочки – сигма-система, то есть всего шаг до рецепторов, до моторных и вегетативных нейронов. А от них – к восприятию и преобразованию внешнего мира. На другом конце цепочки – высшие абстракции, слова, символы, категории.
Рис. 3.1. Пример двух сквозных цепочек, соединяющих сигму систему и глубинные слои неокортекса. Нейроны, задействованные в сквозных цепочках, обозначены красным. Серые нейроны образуют достаточно длинные, но не сквозные цепочки
Сквозная цепочка связей между физическим раздражителем (объектом, человеком) и дальними слоями неокортекса соединяет реальное с психическим. Так происходит интеграция сигма- и пси-системы. В общей психологии в таком случае говорят о высших психических функциях. Их не так много: мышление, внимание, память, речь, воля, эмоции, рефлексия, восприятие. В общей психологии каждая функция рассматривается отдельно, для каждой имеется свой методологический подход. Мы же теперь знаем, что все высшие психические функции – это просто сквозные цепочки нейронных связей. Пересечения, ветвления и прочие взаимодействия разных цепочек обеспечивают интегральность и многогранность психических процессов.
Доведя наше стремление к универсальности и содержательной простоте до предела, мы можем спокойно рассматривать все сквозные цепочки как новые психические объекты. «Новые» в том смысле, что в предыдущем подходе они не фигурировали.
А цепочки, которые не осилили пересечение всех слоёв, мы просто выбросим из рассмотрения. Конечно, такие короткие связи тоже нужны мозгу, но их вклад в психосоматику ничтожно мал. Мы ведь уже договорились, что нас интересует смычка самых высших абстракций (слов, символов) и соматических процессов. Поэтому связи, ограниченные только дальними слоями неокортекса, идут мимо – там зашифрованы всякие логические операции, решение сложных уравнений, высокое искусство, философия. То же для связей в ближних слоях – они будут важны при изучении сенсомоторного интеллекта, арт-терапии, автоматизации деятельности. Совсем другое дело, когда ближнее и дальнее (сигма и пси) образуют одно целое. Например, когда мысли о высоком невозможны без расчёсывания шеи и рук до крови.
Рис. 3.2. Очистка нейронной сети от структурного шума.
а) Убраны нейроны, не являющиеся звеньями сквозных цепочек. б) Убраны все нейроны, кроме точек пересечения цепочек
Такой приём помогает здорово избавиться от структурного шума, то есть от обилия нейронов и связей. Сравните нейронную сеть до и после выделения сквозных цепочек (рис. 3.2). Остались только сквозные маршруты. Даже нейроны, бывшие звеньями в цепочках, можно стереть, оставив только развилки. Ни слоёв, ни ступенчатых функций активации, ни дендритов, ни аксонов – «пропал Иершалаим»!
Мы пока не будем давать название новым объектам, сохраним интригу (для тех, кто не читает названия глав). Да и рановато говорить об особом названии! Если всё сводится к сквозным цепочкам, то и называть новые объекты желательно сквозными цепочками, чтобы не вносить путаницу. К счастью, есть и более сложные нейронные узоры, через которые реализуются и высшие психические функции, и психосоматика.
