Беседы о Третьем Элементе - Яков Романович Равиц
В центре рецептивного поля палочки и колбочки обычно соединены с ганглиарными нейронами напрямую, через биполяры. Но с периферии поля рецепторы передают сообщение на горизонтальную клетку, и она от их имени старается подтормозить влияние центра, так создаются «On» и «Off» эффекты. Окончательное решение об отправке сообщения формируется в ганглиарной клетке. Она постоянно посылает импульсы с некоторой частотой, это фон, по сути, означающий отсутствие сигнала. Клетка отправляет сообщение «Да», увеличивая частоту сигналов, либо — «Нет», уменьшая ее.
Сложная трехслойная сеть, которую мы наблюдаем в сетчатке, служит именно для выполнения задачи превращения физических феноменов в символические. Для того, чтобы еще лучше понять механику превращения, давайте введем в наш обиход два умных слова: «Конвергенция» и «Дивергенция».
Конвергенция — это когда сигналы от нескольких источников сходятся на одном получателе, то есть это нейронная сеть в виде сходящегося конуса. Конвергенция позволяет нам извлекать из разрозненных фактов скрытые знания. К примеру, из источника (3) пришло сообщение с буквой «д», из источника (5) — с буквой «о», из источника (1) — с буквой «м». Совместив сообщения из трех источников, мы получим слово «дом» (или «мод»).
Конвергенция позволяет нейронной сети обучаться. Допустим, после некоторого количества попыток найти тайный смысл мы обнаружим, что осмысленное сообщение «дом» обычно получаем из источников (3), (5) и (1). То есть данная комбинация имеет особую ценность, и ее стоит запомнить на будущее.
Но самое интересное свойство конвергенции — это отчуждение результата от локальности и физической природы источника сигнала. Конвергенция порождает новые данные не в результате измерения, а в результате логических операций, при этом результат утрачивает всякую связь с материальностью и локальностью и приобретает символическую природу. При последующей кодировке и передаче порожденного конвергенцией символьного данного мы полностью теряем возможность установить его источники и получаем чистейшую абстракцию. Кстати, это одна из причин, почему мы до конца не понимаем, как мыслим.
Дивергенция — это когда сигналы от одного источника расходятся по множеству получателей, то есть это нейронная сеть в виде расходящегося конуса. Дивергенция, во-первых, позволяет параллельную обработку данных и тем самым ускоряет процесс, во-вторых, разрешает построить иерархическую пирамиду значимости, давая некоторому источнику более широкую аудиторию и власть.
К примеру, одна рецепторная клетка посылает сообщения многим ганглиарным нейронам, и каждый из них, независимо, может сверить его с информацией от других рецепторных клеток, чтобы определить, проходит ли между этой клеткой и ее соседями граница света и тьмы.
Или нейрон тектума тунца, отвечающий за восприятие образа акулы, получив зрительную информацию, поднимает по тревоге чувствительные нейроны боковой линии и слуха, чтобы достроить или отвергнуть полный образ грозного хищника.
Между нейронными слоями сетчатки мы имеем значительную степень конвергенции и дивергенции одновременно, что говорит о идущих там интенсивных логических процессах.
Палочковое зрение — это, по сути, сложнейшее военное оборудование ночного видения, предназначенное для ведения боевых действий в условиях почти полной темноты на пересеченной местности или морского дна. Сегодня трудно понять, зачем оно нам нужно. Уже пару миллионов лет вид Homo не расстается с огнем, и, чтобы найти по-настоящему темное место, надо удалиться от человеческого жилья на сотню километров. Кроме того, палочковое зрение черно-белое и не соответствует нашей высокой эстетичности и потребности в цветном зрении.
Чтобы понять, откуда в нашем распоряжении оказалось столь дорогое и специальное оборудование для решения простых бытовых задач, надо обратиться к истории млекопитающих. Наши далекие предки Мезозойской эры были ночными животными. Они жили во времена, когда царство дня безраздельно принадлежало динозаврам и высовывать свой нос днем категорически не стоило. Поэтому самой главной задачей для глаза наших далеких мезозойских предков было ночное видение. В процессе эволюции глаз древних млекопитающих оставил только систему палочек, реагирующих на очень слабый свет и движение, довел эту систему до совершенства и отказался от цветного зрения за ненадобностью.
7. Цвет и Свет
Цветное зрение у наших предков было построено заново после того, как динозавры закончили слой славный путь на Земле и некоторым млекопитающим, к примеру, приматам, поселившимся на деревьях, открылась дорога в царство света, зелени, бананов и дня. Цветное зрение позволяет получать больше информации, чем черно-белое, потому что дает возможность различать объекты по длине волны отражаемых ими лучей. Мы легко выделяем желтый банан или желтую древесную змею на фоне зеленой листвы, при том, что они имеют ту же яркость отражаемого света.
Чтобы реализовать цветное зрение, эволюция вернула в рецепторный слой сетчатки колбочки, которые ранее, в изобилии, уже имелись у рыб и рептилий, а также неизмеримо более разнообразны у наших первичноротых братьев. К примеру, у раков-богомолов обнаружено свыше 12 типов цветовых рецепторов против наших трех.
У предков обезьян сначала появилась возможность видеть два цвета, синий и зеленый. Потом у узконосых обезьян Африки, наших предков, путем мутации зеленого йодопсина, добавился красный. Он же появился и у широконосых обезьян Южной Америки, но как-то криво: у половины особей — зеленый, у половины — красный, но не одновременно. Часть особей из вида Homo Sapience, в основном самочки, приобрели даже свойство тетрахроматизма, то есть научились различать еще и четвертый цвет. Но, как они его воспринимают на субъективном психическом уровне, изучено плохо.
Получив цветное зрение, мы, на ярком свету, имеем возможность наслаждаться красивыми картинками и сильно выиграли в резкости и четкости изображения. Но в сумерках опять возвращаемся в Мезозой и теряем способность различать цвета, зато имеем некоторый шанс вовремя отличить тиранозавра от пригнувшейся секвойи.
Чтобы полноценно раскрыть природу цвета, нам следует сначала поговорить об его физическом феномене и затем символической субъективной сути. Для понимания физической природы цвета нам придется на короткое время вернуться на Светлую сторону. В физической реальности цвет — это свойство света, связанное с длиной волны светового излучения. Пока мне
