Способность отыскать свой путь и привести себя в позитивный настрой – возможно, это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой. И все же польза от тренировки составления внутренних карт становится понятной, если вспомнить, насколько важны они были для нашего выживания и развития. Мы живем в пространстве, и восприятие окружающего мира оказывает на нас серьезное влияние. В следующей главе мы чуть подробнее рассмотрим это взаимодействие: как наш мозг осмысливает незнакомые места, какие стратегии мы используем для нахождения пути и какие когнитивные механизмы привязывают нас к окружающему миру (и почему они не всегда срабатывают). Нас окружает огромный, непонятный, а иногда пугающий мир: несмотря на все наши технологии и опыт, кажется невероятным, что мы не потерялись в нем навсегда.
5
Из пункта А в пункт Б и обратно
Не так давно мы с женой путешествовали пешком по Южной Америке и остановились в Сан-Педро-де-Атакама, деревне с глинобитными домами в оазисе, расположенном на восточной границе огромной пустыни на севере Чили. По прибытии, решив познакомиться с окрестностями, мы взяли напрокат велосипеды и поехали в «Ущелье дьявола» – каньон, расположенный в десяти километрах от деревни, туда, где тропинка вьется между выветренных скал и поднимается на высокий уступ, с которого открывается великолепный вид на равнину и Анды, что высятся на востоке. Примерно в километре от вершины мы обогнали четырех молодых женщин, судя по виду, европеек, которые, подобно нам, уже начали сомневаться в том, разумно ли ехать в гору на велосипеде по песчаной тропке в полуденную жару.
После полудня, уже на обратном пути, мы встретили в каньоне двух полицейских, которые спросили, не видели ли мы «четырех потерявшихся девушек». С того момента, как те потерялись, – нет, ответили мы. Чуть позже по дороге к Сан-Педро навстречу нам, сверкая проблесковыми маячками, промчался бронированный джип, а за ним – молодой чилиец на велосипеде, яростно крутивший педали. Запыхаясь, он остановился и спросил нас, не встречали ли мы
Атакама – самая сухая пустыня в мире. Ночи здесь долгие и холодные, и нетрудно понять, почему все так беспокоились за девушек. Еще днем, проезжая мимо них, мы заметили, что они одеты в шорты, футболки и шлепанцы, а воды им хватит на полдня. Местные говорили, что туристы практически не теряются в Ущелье дьявола, несмотря на устрашающее название; главная тропа разветвляется на две или три, но все они приводят в одно место, и заблудиться там очень сложно. До ночи девушки не вернулись, и полиция отправила в каньон сотрудников на мотоциклах и с мощными фонарями[187].
Легко подтрунивать над людьми, которые заблудились, но такое может случиться с каждым. Переместиться из пункта А в пункт Б (а потом обратно) в незнакомой местности без использования GPS – это одна из самых сложных когнитивных задач. Чтобы успешно ее решить, необходимо внимательно изучать окружающую местность, запоминать особенности ландшафта и их взаимное расположение, планировать маршрут, но всегда быть готовым его изменить и анализировать самую разную сенсорную информацию. Неудивительно, что в этом участвуют разные отделы мозга: ретроспленальная кора, которая выявляет стабильные ориентиры и соотносит направление нашего курса с геометрией местности; гиппокамп и энторинальная кора, которые строят когнитивные карты и вычисляют маршруты; префронтальная кора, помогающая в принятии решений и планировании; парагиппокампальная и затылочная области, которые интерпретируют зрительные образы, а также задняя теменная кора, отвечающая за зрительно-пространственное восприятие и координацию. Если одна из этих областей работает с нарушениями или в нашем гиппокампе недостаточно серого вещества; если мы отвлекаемся в критически важный момент или охвачены беспокойством и сворачиваем налево, а не направо; если нас отвлекает ссора спутников или если наше представление о направлении к дому оказывается неверным, мы можем заблудиться. Навигация кажется простым делом, пока не начинаются проблемы.
Если вы еще сомневаетесь, пора познакомиться с Эриком Рыжим. Эрик – робот-навигатор, которого спроектировал Лесли Пак Келблинг, специалист по робототехнике из Массачусетского технологического института. Он назван в честь знаменитого викинга, изгнанного из Норвегии за жестокие преступления и «открывшего» Гренландию. Робот Эрик – тоже путешественник, хотя амбиции у него более скромные: прокладывать себе путь в кабинетах, не натыкаясь на мебель, и приносить различные предметы на письменный стол сотрудникам. Учитывая, что Эрик был собран почти двадцать лет назад, он хорошо справляется с задачей.
Навигационные способности Эрика могут показаться примитивными по сравнению с нашими, но для того, чтобы он мог изучать окружающую обстановку, узнавать ориентиры и формировать простейшую пространственную память, требуются самые современные технологии. Он использует потоковое видео для анализа визуальной информации и выявления краев и контуров, лазерные лучи – для измерения расстояний, инфракрасные «вибриссы» – для близкого взаимодействия, сонар – для составления топографической карты и датчики столкновения – для сигнала о соприкосновении с препятствием. Робот снабжен алгоритмами для принятия решений на основе всей этой информации. Умножив эту сложность на тысячу, вы получите приблизительное представление о навигационной системе человека.
Люди обладают «встроенным» навигатором несравнимо более сложным и эффективным, чем любая искусственная система. Как же мы его используем?
Психологи обнаружили, что люди, выстраивая путь через незнакомую местность, прибегают к одной из двух стратегий: они либо соотносят все со своим положением в пространстве – это так называемый эгоцентрический подход, – либо опираются на особенности ландшафта и их взаимное расположение, чтобы понять, где они находятся, и это пространственный подход. Эгоцентрический подход напоминает выполнение набора инструкций: сколько улиц я должен пересечь, прежде чем свернуть? Куда мне потом сворачивать, налево или направо? В отличие от него пространственный подход предполагает взгляд на местность с высоты птичьего полета: где расположен мой дом относительно того холма? Куда мне идти, на юг или на запад? В первом случае мы руководствуемся инструкцией, во втором видим общую картину.
Оба метода имеют ограничения, и многие из нас пользуются ими попеременно. Эгоцентрическая навигация зачастую бывает быстрее и проще, и ее имеет смысл использовать в тех случаях, когда вы регулярно следуете по одному маршруту (например, ежедневно ходите на работу). Но не стоит полностью на нее полагаться: если одна из ваших инструкций не соответствует реальному положению дел на местности – например, перекрыта дорога или исчез ориентир, – то у вас не будет географических знаний, на которые можно опереться, и вы не сумеете вычислить новый маршрут. Эгоцентрический подход – это взгляд из одной точки, как обычная фотография; пространственный подход больше похож на пейзаж кисти Дэвида Хокни, с его глубиной и множественной перспективой.
Логично было бы предположить, что два этих подхода используют разные области мозга. При эгоцентрической навигации в работу включаются две зоны: структура в самом центре мозга под названием «хвостатое ядро», которая управляет движением и обучением стандартному поведению, и задняя теменная кора, которая расположена в задней части мозга и играет важную роль в пространственном анализе. При пространственной навигации активизируется гиппокамп, картограф мозга. У людей, постоянно использующих пространственную навигацию, больше серого вещества в гиппокампе – вероятно, из-за усиленных тренировок; у тех, кто предпочитает эгоцентрический подход, серого вещества больше в хвостатом ядре.
Очевидный вывод заключается в том, что наш мозг реагирует на то, как мы его используем[188]. Исследования, посвященные психологии навигации, показали: в том, что касается предпочтений, ни у одного метода нет превосходства над другим[189]. Однако обнаружены существенные различия в зависимости от возраста, пола и культуры, от того, где вырос человек, в деревне или в городе, от состояния здоровья и даже от того, левша он или правша (в следующей главе мы объясним, почему так важны эти факторы).
Если вы опытный навигатор – то есть можете найти дорогу в незнакомой местности, не теряя чувства направления и зная, где вы находитесь в каждый момент времени, – то почти наверняка предпочитаете пространственную стратегию. Причина в том, что эффективная навигация требует когнитивной карты, которую сложнее построить с помощью эгоцентрической стратегии. Нетрудно догадаться, что у искусных навигаторов гиппокамп более «мускулистый», поскольку они используют пространственный подход. По крайней мере, на это указывают исследования, проведенные среди аспирантов[190]. Еще никто не изучал мозг иннуитских старейшин, полинезийских мореплавателей, австралийских аборигенов, охотников на пушного зверя с Аляски, рейнджеров армии США, картографов из британского картографического управления, но вполне возможно, что все они обладают развитым гиппокампом. Но где здесь причина, а где следствие: это результат тренировок или они родились с «талантом навигатора»? Мы не знаем ответа на этот вопрос.
Почти наверняка определенную роль играют гены. В 2016 году группа исследователей под руководством Вероники Бобот, нейробиолога из Университета Макгилла в Монреале, продемонстрировала, что люди с определенной версией, или аллелем, гена аполипопротеина Е (APOE) с большей вероятностью обладают увеличенным гиппокампом и используют стратегию пространственной навигации[191]. Эти результаты тем более интересны, что аллель, который изучали исследователи – известный как APOE 2, – защищает своих носителей от болезни Альцгеймера, в отличие от APOE 4, который вдвое повышает риск развития заболевания. Энторинальная кора, ретроспленальная кора и гиппокамп поражаются болезнью Альцгеймера в первую очередь, и ухудшение способности ориентироваться в пространстве – один из первых симптомов болезни. Бобот считает, что носители аллеля APOE 2 могут лучше сопротивляться болезни Альцгеймера из-за того, что дополнительное серое вещество в их гиппокампе служит защитой от атрофии нейронов. Возможно также, что увеличенный объем серого вещества обусловлен использованием пространственной стратегии навигации, и в этом случае, говорит Бобот, «тех, кто не обладает благоприятными генами, мы можем обучать пространственным стратегиям, которые увеличат гиппокамп и таким образом обеспечат защиту»[192].
Бобот – одна из исследователей, убежденных в том, что пространственный подход к навигации, при котором мы строим когнитивные карты, более эффективен, чем простое следование маршруту, даже несмотря на то, что требует больших ресурсов мозга. Создание когнитивных карт не помогает автоматически найти дорогу домой из незнакомых мест, но позволяет построить надежную пространственную память о ближайшем окружении. Пчелы используют когнитивные карты, чтобы возвращаться в свои ульи, а слоны – для поиска источников воды. Перелетные птицы летят по ним, завершая свое путешествие[193]. В XXI веке навыки навигации у большинства людей несравнимо хуже, чем у животных. И дело не в том, что природа обделила нас способностями к ориентированию в пространстве, – просто большую часть времени мы не используем весь потенциал внутренних карт. Более того, с возрастом мы все меньше пользуемся ими: Бобот обнаружила, что пространственную стратегию применяют 84 % детей и только половина взрослых[194]. Но эта способность никуда не исчезла, и при необходимости мы ее используем – как наши доисторические предки на протяжении сотен тысяч лет. Нет лучшего способа познать окружающий мир, чем поддерживать здоровье гиппокампа; кроме того, это может предотвратить ослабление когнитивных функций.
Немного найдется представителей животного царства, которые в искусстве навигации превосходят пустынного муравья. В поисках пищи эти муравьи уходят из гнезда и перемещаются по извилистому маршруту, пока им не улыбнется удача, а затем по кратчайшему пути возвращаются домой через местность, где они раньше не были. По дороге от гнезда они способны вычислять обратный маршрут – интегрировать по траектории – длиной как минимум 100 метров, что в 10 000 раз превышает размеры их тела. Чтобы понять, насколько это впечатляющее достижение, представьте, что для человека это равносильно тому, что он идет от дома целые сутки, а затем разворачивается и выбирает направление, которое приведет его прямо к родной двери – без помощи GPS. Большинство людей на такое не способны[195].
При интегрировании по траектории животное должно ориентироваться только на свое чувство движения. Эта информация поступает от вестибулярного аппарата, который улавливает линейное и угловое ускорение (у человека это происходит во внутреннем ухе); от потока зрительной информации, который позволяет оценить скорость; и от восприятия времени, а также обратной связи от мышц и суставов. Стандартный метод проверки способности к интегрированию по траектории – надеть испытуемому непрозрачные очки, провести вдоль двух сторон треугольника и попросить найти дорогу к исходной точке. Нейробиолог Колин Иллард обнаружил, что при решении такого рода задач результат человека «почти неотличим от случайного»[196]. Ошибки вычисления, которые мы делаем на каждом шагу, быстро накапливаются.
Интегрирование по траектории в чистом виде – это крайняя форма эгоцентрической стратегии. К ней следует прибегать только в тех редких случаях, когда вы путешествуете без навигационных приборов по местности, где нет ориентиров или границ, – например в океане, в пустыне или в полной темноте. Для большинства из нас это закончится печально. К счастью, в большинстве случаев, когда нам необходимо использовать интегрирование по траектории, в окружающей среде имеются подсказки. В темноте непросто проложить прямой путь через парк, но высокое дерево или дорожка необычной формы позволят нам объединить информацию о собственном движении со зрительной и исправить ошибки. В реальной обстановке интегрирование по траектории является объединением эгоцентрической и пространственной стратегий. В этом нет ничего страшного. Даже пустынные муравьи пользуются подсказками из окружающей среды: чувствительность к поляризованному свету позволяет проверять направление движения по положению солнца.