10. Развитие, природа и воспитание I

Введение: откуда берётся знание?

Один из самых глубоких вопросов, которые человечество когда-либо себе задавало — откуда берётся знание? Классические взгляды в западной философии, особенно эмпирики Локк и Юм, утверждают, что всё знание происходит из опыта. С другой стороны, Иммануил Кант утверждал, что одного опыта недостаточно. Он считал, что должны существовать априорные условия познания, которые не могут быть выведены из самого опыта, но должны быть даны до него. Необходимо встроить некоторую структуру в разум или мозг, чтобы запустить его. Ключевыми элементами этой априорной структуры Кант считал пространство и время — организующие принципы познания и мышления. В его версии пространство есть не что иное, как форма всех явлений внешнего чувства, данная до всех актуальных восприятий и содержащая до опыта принципы, определяющие отношения объектов.

Это не просто пустой философский трёп. В некотором важном смысле это эмпирические вопросы, которыми наша область занимается напрямую. Мы поговорим о том, какие аспекты мозга являются врождёнными, а какие — нет.

Специализация областей мозга

Этот схематичный мозг показывает некоторые из областей, которые в разной степени специализированы для обработки таких вещей, как форма, цвет, движение, лица, места и тела. Эти области присутствуют примерно в одном и том же месте (с некоторой индивидуальной вариативностью) практически у каждого нормального человека. Например:

• Лицевые участки всегда латеральнее цветовых.
• Участки для мест медиальнее цветовых.
• Участки для формы находятся на латеральной поверхности.

Как построить такую систему? Трудно не подумать, что какой-то аспект этого должен быть врождённым. Но это не единственная гипотеза. Какая-то большая часть этого может также быть выучена или получена из опыта.

Развитие мозга: базовые факты

Что присутствует при рождении?

• Большинство нейронов взрослого мозга генерируются до рождения.
• Большинство длинных связей (между разными частями мозга) также присутствуют при рождении.

Что меняется в первые годы жизни?

Несмотря на то, что многое присутствует при рождении, многое меняется в первые пару лет жизни:

• Объём мозга удваивается в первый год (от 2-недельного возраста до 1 года и до 2 лет).
• Толщина коры (серое вещество) резко увеличивается между первым и вторым годом.
• Сложность каждого отдельного нейрона резко возрастает в первые несколько лет жизни.
• Миелинизация происходит быстро в первые несколько лет. Миелин позволяет нейронам быстрее передавать сигналы по аксонам.

Итог: большинство нейронов и длинных связей присутствуют при рождении, но развитие продолжается быстро в первые два года, особенно увеличивая сложность нейронов и синапсов, а также миелинизацию длинных связей и белого вещества.

Восприятие лиц: врождённое или выученное?

Это чрезвычайно активная область, где каждый раз выходит очередная статья, противоречащая ранее опубликованному результату. Самое важное — это то, как вы подходите к ответам на эти вопросы, а не текущее состояние мыслей об ответах.

Гипотетическое пространство

Существуют разные способы, которыми гены и опыт могут действовать вместе:

• Минималистская нативистская точка зрения: существует очень рудиментарный предшественник, который должен быть встроен, плюс механизм обучения. Например, может существовать какой-то врождённый шаблон для лиц, который заставляет смотреть на лица. Как только вы заставляете их смотреть на лицо, опыт может взять на себя и сделать всё остальное.
• Противоположная крайность: мы рождаемся с почти взрослой системой, которая нуждается только в тонкой настройке от опыта.

Идея Шимона Ульмана

Ульман утверждает, что можно начать с чрезвычайно рудиментарной системы. Всё, что нужно встроить — это идея mover. Это очень простой визуальный алгоритм, который может находить участки изображения, которые движутся и заставляют другой участок изображения двигаться. Mover позволит довольно хорошо идентифицировать руки на изображениях. Как только вы выделили руки, это очень важный обучающий сигнал для обучения чтению взгляда.

Вопросы для исследования

1. Что присутствует при рождении? Каково начальное состояние?
2. Как система меняется со временем от рождения и далее?
3. Какова причинная роль опыта и биологического созревания в этих изменениях?

Одна из центральных проблем развития — попытка выяснить, как разделить изменения, произошедшие от созревания, и изменения, произошедшие от опыта. Важно: вещи, которые происходят задолго после рождения, не обязательно являются выученными (например, половое созревание).

Поведенческие данные: восприятие лиц у новорождённых

Обнаружение лиц и предпочтительное внимание

Классические исследования показывают: новорождённые (в возрасте менее часа) поворачивают голову и глаза дальше, следуя за схематичным лицом, чем за перепутанным схематичным лицом или пустым узором. Это долгое время считалось ключевым доказательством того, что что-то является врождённым в отношении лиц. Одна из гипотез: всё, что нужно — это узор, у которого больше материала вверху, чем внизу. Этого достаточно, чтобы выделить лица в визуальной среде младенца.

Различение индивидуальной идентичности: метод габитуации

Метод габитуации времени взгляда позволяет спросить невербального младенца, что он видит.

Процедура:

1. Младенцу показывают стимул (например, движущуюся за прямоугольником линию).
2. Измеряют, как долго он смотрит. При повторении время взгляда уменьшается (младенец привыкает, ему становится скучно).
3. Затем показывают два разных тестовых стимула (например, полную линию или прерывистую линию).
4. Если младенец дольше смотрит на один из них, значит, он воспринимает его как новый, отличный от того, к которому привык.

Этот метод показал, что младенцы воспринимают скрытые объекты как целостные, а не как отдельные части.

Распознавание лиц у младенцев

Исследования в Италии с младенцами в возрасте 1-3 дней показали:

• Они могут отличить лицо матери от лица незнакомой женщины.
• Они могут отличить лицо своей матери от лица незнакомой женщины, даже когда эти лица показаны рядом с лицом незнакомого мужчины.

Перцептивное сужение

В возрасте 6 месяцев младенцы могут различать лица обезьян так же хорошо, как и человеческие лица. К 9 месяцам эта способность к различению лиц обезьян теряется. Это явление называется перцептивным сужением (perceptual narrowing). Оно происходит не только для лиц, но и для фонем других языков.

Важный нюанс: если родители дают младенцу опыт различения обезьяньих лиц (с социальным сигналом, указывающим на различие), перцептивное сужение не происходит. Простого пассивного просмотра недостаточно — необходимо взаимодействие.