Как думает наш мозг: два уровня мышления

В прошлых статьях я затронул тему развития мозга. Основная мысль в том, что мозг развивался таким образом, чтобы обеспечить наиболее быструю и точную реакцию на внешние стимулы с помощью выработанных автоматизмов и моделей. Если существующие представления о реальности входят в противоречие с информацией, которую мы получаем с помощью органов чувств, или соответствующий набор реакций не позволяет нам удовлетворить имеющуюся потребность, включается сознательное мышление. С помощью сознательного мышления мы уточняем карту реальности, вырабатываем новые автоматизмы и корректируем существующие. Бессознательный и сознательный уровень мышления обеспечивают нам наилучшую адаптацию к изменениям окружающей среды.

Давайте попробуем разобраться в существующих теориях мышления. Обилие разных терминов и недостаточная изученность вопроса делает это непростой задачей.

Теория двойственного процесса мышления

В когнитивной психологии существование двух уровней мышления получило названия дуального процесса мышления. Существование двух уровней мышления описывалась многими авторами. Не смотря разные названия, их суть сводилась к тому, что существует два взаимозависимых уровня мышления, ориентированные на решение разных задач: сознательный, рациональный, и бессознательный, иррациональный уровни.

Бессознательный, автоматический уровень часто называют Система 1. Он предназначен для решения тактических, сиюминутных задач. Подробно этот уровень описан в статье про автоматизмы.

Осознанный, рациональный уровень называют Система 2. Это уровень решения долговременных, стратегических задач. Этот уровень я рассматривал в соответствующей статье.

В таблице приведены основные отличия двух систем мышления.

Как оказалось, теория двойственного процесса мышления не полна. В 1997 году Гордон Шульман, анализируя активность мозга обнаружил, что она снижается, когда испытуемые переходили из состояния покоя и отдыха в состояние решения задачи. Шульман пришел к выводу, что мозг работает даже тогда, когда люди отдыхают. Причем, даже более интенсивно, чем во время решения рабочих задач. Так была открыта сеть пассивного режима (дефолт-система) мозга.

Дефолт – система мозга

Данная система активна, когда мозг не занят решением конкретных задач, т.е. когда человеку не нужно адаптироваться к окружающей реальности либо осознанно искать решение какой-либо задачи. Поэтому эту систему мозга также называют сетью (режимом) отсутствия задач (Task-negative network). Но это не значит, что мозг в отсутствии задач отдыхает.

Как показали исследования Марукса Райхла, активность мозга, наоборот, возрастает в отсутствии внешних задач. Во время отдыха мысли человека непроизвольно, без всяких усилий, начинают хаотически блуждать, включается в процесс обдумывания своего социального опыта.

Человек анализирует прошлые ситуации общения, моделирует и планирует будущие, вспоминает других людей и отношения с ними. Причем, этот процесс потребляет большую часть энергии мозга и проходит с той или иной степенью осознанности в отличии от полностью автоматизированных и неподконтрольных автоматизмов и стереотипов. Задачи, или темы для обдумывания определяются самим мозгом, а не окружающей средой. Поэтому дефолт-систему мозга  также называют сетью внутренней значимости.

Давайте теперь рассмотрим, как существующие теории соотносятся с работой мозга.

Введение в нейронные сети мозга

В мозге существуют множество нейронных сетей. Среди них выделяет 10 больших сетей. Для нас наибольший интерес представляют 3 из них: Центральная Исполнительская Сеть, Сеть Выявления Значимости и Сеть Пассивного Режима.

Центральная Исполнительская Сеть (Central Executive Network)

Именно эта система отвечает за адаптацию к изменениям окружающей среды, ориентирована на конкретные действия.  Центральная Исполнительская Сеть мозга ориентирована на решение ситуативных тактических задач, отвечает за Систему 1. Мы знаем, что уровень тактических задач состоит из карты реальности и специфического набора автоматических реакций.

Если сигналы окружающей среды начинают противоречить созданной нами карте, или наши действие не приводят к ожидаемым результатам, включается Сеть Выявления Значимости.

Сеть Выявления Значимости (Salience network)

Функции данной сети до конца не изучены. Предполагается, что данная сеть интегрирует внутренние, эмоциональные стимулы и внешние, сенсорные стимулы.

Данная сеть активируется, если наблюдается несоответствие между тем, что мы знаем и можем предсказать и тем, что мы видим, слышим или ощущаем в реальности. Именно эта сеть активирует осознанное внимание, которое необходимо для решения стратегических задач (Система 2).

Многочисленные исследования показывают, что, когда активируется сеть значимости, мозг выходит из пассивного режима и наоборот. Таким образом, Сеть Выявления Значимости можно рассматривать как единую Сеть Решения Задач (Task-Positive Network), или Сеть Внешних Задач.

В предыдущей статье была выдвинута гипотеза о том, что осознанное мышление направлено на выработку новых автоматизмов разного рода и коррекцию старых. Это значит, что

мышление помогает нам создать более точное и адекватное представление о реальности, а также наиболее эффективные модели поведения в этой реальности, какими бы они не были

. Уровень решения стратегических задач помогает нам адаптироваться к изменению окружающей среды и в дальнейшем, быстро реагировать на нее.

Очевидна связь Системы 1 и Системы 2.

Система 1 позволяет нам быстро реагировать на изменения окружающей среды. Система 2 отвечает за создание и поддержку соответствующих автоматизмов, включающих в себя множество ситуаций и оптимальных реакций на них.

Тем не менее, эти системы не работают одновременно. Для того, чтобы выработать новый навык, усвоить новое знание, решить какую-либо задачу, мы должны все внимание направить на данный процесс. При этом активное ориентирование в ситуации становится невозможным, как и умственной блуждание.

Простой пример: вождение автомобиля. Если это час пик, то требуется активное внимание. Водитель не сможет активно обдумывать планы на отдых или выбирать материалы для ремонта. Если же активного движения нет, то водитель может поразмышлять либо об отдыхе, либо проанализировать преимущества ламината перед линолеумом. Тем не менее, одномоментно мозг будет занят чем-то одним, поскольку все три системы – антагонисты. Именно Система Выявления Значимости отвечает за переключение режимов: тормозит активность одних зон мозга и активизирует другие.

Сеть пассивного режима мозга

Также эту сеть называют Сетью Отсутствия задач или Сетью Внутренней Значимости. В режиме отдыха мозг все равно активен, но задачи для обдумывания не обусловлены внешней средой или волевым усилием. Мозг «выбирает» самостоятельно, о чем ему думать.

Дефолт система активно развивалась тогда, когда приматы объединились в стаи и появилась иерархия. От положения в иерархии зависел доступ к ресурсам, а значит и удовлетворение потребностей особи. А само положение в стае стало определяться не только инстинктами и физическим превосходством, но и способностью образовывать устойчивые социальные связи и находить поддержку. Именно социальной интеллект стал движущей силой развития мозга.

Человек смотрит на мир через призму удовлетворения собственных потребностей. Ретикулярная формация в первую очередь активирует именно те области мозга, которые связаны с удовлетворением наших потребностей. Это означает, что самая сильная и энергоемкая доминанта — сам человек, его самосознание. Эксперименты М. Райхла, показывают, что дефолт-система потребляет от 60 до 80% энергии мозга. Поэтому в спокойном состоянии именно доминанта, или организованная группа доминант, связанная с осмыслением самого себя активна, причём настолько, что оказывается во внимании сознания без дополнительных усилий.

Дефолт-система мозга изучена еще очень плохо, однако уже сейчас можно выделить следующие функции.

Функции дефолт системы

Самосознание. Дефолт- система включает в себя осознание человеком самого себя и той системы социальных связей, в которую он включен.  Процессы, происходящие в пассивной сети мозга, включают в себя ретроспективную оценку ситуации, планирование, реконструкцию воспоминаний. Моделирование прошлого, настоящего и будущего. Оценки ситуаций, себя и других. Установление глубоких связей между внутренним Я и окружающим миром.

Творческое начало (вместе с исполнительной системой и системой выявления значимости). Активная попеременная работа всех трех систем характеризует мозг людей с высокой креативностью. Дефолт система мозга обеспечивает гибкость мышления за счет быстрого доступа ко всем ресурсам памяти.

Автопилот. Предполагается, что дефолт-система предоставляет нейрофизиологические когнитивные ресурсы для мониторинга окружающей среды,  обеспечивая ситуативный контекст. Другими словами, сигналы из окружающей среды сравниваются с теми, которые содержаться в памяти и представляют карту реальности, основанную на предыдущем опыте.

В англоязычной литературе слово контекст следует понимать как предыдущий опыт, согласно которому мы воспринимаем тот или иной стимул.

Дефолт система мозга включается на короткий момент при появлении нового стимула для того, чтобы его идентифицировать и оценить, а также дополнить информацию о данном стимуле.  По сути, в дефолт системе хранится карта реальности либо она ей управляет. Вспомним эксперименты  Нормана Фарба. Во время работы дефолт системы мозга активируется гиппокамп, который отвечает за извлечение воспоминаний.

Многочисленные эксперименты показывают, что дефолт система мозга участвует в мышлении и на уровне решения тактических задач, и на уровне решения стратегических задач, особенно творческих.

Для того, чтобы учесть влияние дефолт системы на мышление была создана появлялась теория предикативных и реактивных систем (Predictive and Reactive Control Systems theory, PARCS)

Данная теория очень похожа не теорию двойственности мышления, но опирается на современные представления о мозге, полученные экспериментальным путем.

Теория реактивных и предикативных систем

Данная теория описывает две основные системы контроля поведения: предикативную и реактивную.

Реактивная система

Реактивная система физиологически обеспечивается островковой долей. Кора островковой доли считается ответственной за формирование сознания, а также играет роль в образовании эмоций и поддержке целостности и сбалансированности организма. Реактивная система ориентирована на решение стратегических задач, связанных с осознанностью и вниманием. Кора островковой доли обеспечивает идентификацию и обработку новых стимулов и реакцию на них, т.е. отвечает за поведение в непредсказуемом окружении.

Реактивное управление, таким образом, представляет собой специализированный режим работы для обнаружения новой информации, кодирования ее в памяти и интегрирования ее в уже существующие внутренние модели, что облегчает будущий контроль с помощью системы прогнозирования.

Реактивная система предполагает быструю, почти мгновенную реакцию, постоянный контроль внимания или активное поддержание целей. Эта же система отвечает за переключение между реактивной и предикативной системами. По сути, реактивная система объединяет Центральную Исполнительную Систему и Систему Выявления Значимости и представляет собой Сеть Решения Задач (Сеть Внешних Задач).

Предикативная система

Предикативная система (или система прогнозирования), функции которой обеспечивает дефолт системы мозга, контролирует поведение в предсказуемых условиях. Дефолт система обрабатывает привычные стимулы и контролирует поведение в предсказуемом окружении, руководствуясь прогностическими внутренними моделями (интеллектуальными объектами), включая модели себя и других. Другое название — Сеть Внутренних Задач. Внутренние модели позволяют людям мысленно экспериментировать с альтернативными реальностями, используя прошлые знания, моделировать настоящее и будущее.

Прогнозирование реальности, выдвижение гипотез согласно внутренни\ме моделям позволяют системе осуществлять прямое и частично автоматическое управление действиями, тем самым уменьшая необходимость уделять внимание внешним сигналам.

В данной теории термины «реактивный» и «прогнозирующий» используются в качестве меток для обозначения функциональных систем, которые управляют поведением и физиологией в непредсказуемых или предсказуемых обстоятельствах.

Выводы

Многочисленные эксперименты показывают, что в зависимости от того, направлено ли внимание во внешнюю среду или на внутренние переживания, в мозге активируются различные области. Данные области были названы Сетью Внешних Задач и Сетью Внутренних Задач (Task-Positive and Task-Negative Networks). Не смотря на то, что данные сети являются антагонистами, по данным исследований, их работа является взаимозависимой.

Благодаря механизмам когнитивного контроля, локализованным в лобно-теменной области, обеспечивается баланс их работы, быстрая адаптация мыслей и поведения к изменчивым внутренним состояниям и внешним условиям. Механизмы когнитивного контроля, под которым подразумевается сознательное волевое усилие, способствуют гибкости ума, облегчая целенаправленные действия и подавляя второстепенные когнитивные процессы.

По сути, речь идет о переключении фокуса внимания между внешней средой и внутренним миром, который обеспечивает наиболее эффективное функционирование человека.

Отличие от представлений десятилетней данности заключается в том, что не смотря на то, что сети внутренней и внешней значимости являются антагонистами и не работают одновременно, в процессе мышления задействованы все три сети: внутренней и внешней значимости и исполнительская сеть, которая отвечает за их переключение, активацию и деактивацию.

Дефолт система мозга является физиологической основой для разного рода автоматизмов, в то время как сеть внешних задач запускается при столкновении с неожиданной информацией и инициирует сознательное мышление, результат которого становится доступен дефолт-системе и в дальнейшем позволяет регулировать поведение а автоматическом режиме.