Люди — не единственные существа, которые демонстрируют тонкое понимание социальных норм. Если группа взрослых самцов макак-резусов (Macaca mulatta) окажется сидящей вокруг вращающегося стола, на котором будет огромное количество еды, они продемонстрируют принцип взаимности «я чешу спину тебе, ты чешешь мне». Одна обезьяна предложит другой кусочек фрукта и будет ожидать ответного жеста. Если предложение не поступит, скорее всего, первая обезьяна отыграется и ничего не даст в свою очередь. Обезьяны любят собираться в группы. Если они видят, что одна особь была добра к другой, то коллективно проявляют к ней доброту. Если вы наблюдательны, это похоже на группу друзей в баре, покупающих друг другу напитки.
Хотя десятилетия исследований развеяли миф о том, что социальность — уникальное свойство нашего вида, ученым до сих пор неясно, каким образом отдельные животные сохраняют информацию о структуре «общества», в котором находятся. Копируют ли обезьяны друг друга и делятся пищей с помощью сложной формы зеркального отображения? Или они наблюдают за своим и чужим поведением, чтобы принимать решения в рамках более широкой социальной динамики?
После появления такой современной дисциплины как этология, изучающей поведение животных, у нас появилось два основных способа наблюдения за социальной жизнью животных. Один подход использует данные наблюдений за животными в полевых условиях в попытке понять групповую динамику, заглядывая «извне внутрь». Тем не менее, трудно понять, что происходит в сознании отдельного существа. Второй подход основан на выявлении мозговой активности особи и последующей попытке построить карту между шаблонами нейронных пиков или вспышек — колебательной электрической активности, которая производит мозговые волны — и тем, как ведет себя животное. Однако эти данные поступают «изнутри вовне» и часто не охватывают групповую динамику. Оба этих подхода дают неполную картину.
Сейчас новое поколение ученых выступает за третью, более тонкую парадигму изучения социальности животных. Известная как «коллективная нейробиология», эта исследовательская программа основана на идее, что мозг эволюционировал в первую очередь для того, чтобы помочь животным существовать в качестве части социальной группы — а не для решения проблем как таковых — и изучаться должен соответственно. Поскольку встраивание мозга в социальную структуру изменяет его работу и работу мозга других особей, нет смысла изучать только отдельное сознание, потому что это не дает полной картины. Исходя из представления, что интеллект — это динамика причинно-следственных связей между несколькими мозгами, исследователи используют новейшие методы нейровизуализации в попытках получить более детальное представление о состоянии мозга нескольких животных, участвующих в различных видах социальной деятельности. Есть надежда, что это приведет к ответам на вопросы о том, как животные воспринимают социальный мир и как это восприятие кодируется нейронами.
Помимо нечеловекоподобных животных, коллективная нейронаука помогает расшифровать и некоторые сложности человеческого общества. Поскольку мозг, по-видимому, работает иначе, когда он находится в отношениях с другими людьми, мы начинаем осознавать необходимость адаптировать вмешательства для улучшения психического здоровья с точки зрения более широкой социальной среды, а не сосредотачиваться на отдельных патологиях. И, если социальность рассматривается как необходимый шаг на пути к интеллекту, то не совсем понятно, есть ли у алгоритмов машинного обучения шанс приблизиться к человеческому интеллекту — если только они не встроены в богатое общество других алгоритмов.
В основных подходах к когнитивной нейробиологии у животных участки мозга относят к восприятию, действию, памяти, вниманию, принятию решений и социальности. По словам Эммануэль Тогноли, исследователя из центра сложных систем и наук о мозге при Атлантическом университете Флориды, при рассмотрении поведения животных через более коллективную призму мы начинаем видеть, что большие части сложного мозга жаждут работать в гармонии с другими. Как и многие другие, Тогноли убеждена, что мозг развивался для того, чтобы справляться с информационной сложностью навигации и координации социальных отношений. Если это правда, то когнитивная нейронаука, игнорирующая социальность, вероятно, бессмысленна.
Многие исследования в области когнитивной науки изучают, как один мозг реагирует на основные стимулы — например, как мы решаем проблему, о которой рассказывает друг, или как мы вспоминаем тот же разговор спустя несколько недель. По мнению Джулии Сливы, исследователя нейронных систем Парижского института мозга и автора основополагающей статьи о необходимости применения коллективной нейронауки в исследованиях на животных, даже в исследовании, посвященном динамике отношений между двумя людьми, отсутствуют определенные аспекты разнообразия взаимодействий, которые естественным образом возникают в органических, более сложных социальных группах, включая распределение внимания, создание подгрупп и вербовку союзников. Слива и многие другие пытаются опровергнуть ортодоксальное мнение, что «интеллект, и в данном случае социальный интеллект вида, проистекает исключительно из работы одного отдельного мозга». До сих пор люди изучали, как группы нейронов в отдельном мозге создают информацию, но необходимо обращать внимание, как такая информация обрабатывается между несколькими мозгами, которые действуют вместе.
Вспомните наших дружелюбных макак, участников гарвардского исследования нейрохирургии, опубликованного в журнале Science в конце 2021 года. Исследователи заглянули в мозг макак с помощью записывающих шлемов, которые с высокой точностью отслеживают активность мозга в определенных нейронах. Они выяснили, что каждый вид взаимодействия включает в себя несколько характерных нейронов, «вспыхивающих» в дорсомедиальной префронтальной коре, части мозга, которая играет определенную роль в социальных взаимодействиях. Различные нейроны реагировали по-разному в зависимости от обстоятельств: одни вспыхивали, когда кто-то не давал кусочек фрукта, и затихали, когда встречали взаимность, а другие вели себя противоположным образом. Также были нейроны, которые кодировали информацию о выборе, результатах и взаимодействиях между другими обезьянами, за которыми просто наблюдали. Другими словами, оказалось, что существуют нейроны, ответственные за принятие к сведению сложного социального поведения друзей.
Гарвардские исследователи собрали эти наблюдения в нейронную карту, что позволило предугадать, ответят ли макаки взаимностью или отплатят той же монетой во время эксперимента до того, как они сделают это в реальной жизни. Эти прогнозы были удивительно точными, указывая на то, что конкретные нейроны представляют определенные фрагменты социальной информации. Для более точного определения этого факта исследователи проделали и обратную работу. Они применили очень слабый электрический ток, чтобы временно нарушить активность нейронов в определенных частях мозга обезьян и посмотреть, остановит ли это макак от выполнения социальных действий, оставив при этом способность выполнять другие когнитивные функции, такие как запоминание или принятие решений. Как и ожидалось, способность обезьян выполнять социальные действия снизилась, и они не ответили взаимностью
Второй эксперимент, на который указывает Слива, посвящен «синхронизации мозг-мозг». В ключевом исследовании 2010 года профессор кафедры вычислительной психиатрии Монреальского университета Гийом Дюма показал, что мозг участников-людей отражает друг друга на неврологическом уровне, когда они занимаются совместной деятельностью, например, совершают забавные, бессмысленные жесты руками, наблюдая друг за другом. В другом исследовании, в котором также участвовал Дюма, одному из двух романтических партнеров давали болевой стимул — либо одному в комнате, либо в комнате с партнером, либо в комнате с партнером, держась за руки — и наблюдали, какое влияние оказывается на синхронизацию мозга. Неудивительно, что в случае, когда люди держались за руки, наблюдалось самое большое сходство в сигналах мозга партнеров, а человек, испытывающий боль, говорил, что это даже облегчало ее. (Другие исследования также показали, что обезболивающий эффект гораздо ниже, если вы держитесь за руки с незнакомцем).
Эта работа распространилась и на другие контексты. Исследователь из Принстонского института нейронаук Ури Хассон показал, что хороший рассказчик вызывает синхронизацию между мозгом слушателя и своим (при наличии точек соприкосновения, опыта и убеждений). А в условиях классной комнаты то, насколько хорошо мозговые волны учащегося синхронизируются с его сверстниками, служит хорошим показателем, насколько он вовлечен в процесс обучения и насколько он чувствует связь с группой. Об этом говорят исследования старшего научного сотрудника центра языка, музыки и эмоций Макса Планка Сюзанны Диккер.
Встречается ли это эффект среди нечеловекоподобных животных? Неврологи из Калифорнийского университета в Беркли в статье в журнале Science рассказывают, что они использовали призму коллективной нейробиологии, чтобы выяснить, происходит ли то же самое с фруктовыми летучими мышами — общительными животными, которые проводят большую часть жизни в группе, собираясь в небольших укромных уголках днем и добывая пищу группами ночью.
Исследователи отслеживали активность мозга летучих мышей с помощью беспроводных нейрофизиологических записывающих устройств, пока животные свободно летали по вольерам и переговаривались друг с другом характерными высокочастотными криками. Так же, как в исследовании макак-резусов, были очевидны различные шаблоны возбуждения нейронов, когда летучие мыши распознавали и различали крики разных членов группы. Крик одной летучей мыши стимулировал активность в одном наборе нейронов слушателя, а звук другой — в другом. Сопоставление было настолько четким, что, находясь в тихой комнате и наблюдая на экране только за мозговой активностью летучей мыши, исследователи определяли, какие именно особи кричат.
Кроме того, исследование показало, что вся группа синхронизирует состояния мозга при общении. Их нейроны возбуждались и колебались аналогичным образом, в результате чего мозг настраивался на одну «волну». А если летучие мыши были «дружелюбными», проведя значительное время вместе, их мозг синхронизировался еще сильнее — эффект похож на результаты исследования Дюма «рука об руку». Такой же результат наблюдался в социальных подгруппах; члены компании имели гораздо более четкое нейронное представление, когда один из них издавал какие-то звуки.
Мы многого еще не знаем. Да, определенные нейроны приходят в действие и синхронизируются, когда два «друга» среди летучих мышей зовут друг друга, а определенные нейроны вспыхивают, когда две обезьяны делят пищу. Но синхронизируются ли эти нейроны, распознают или кодируют передаваемую информацию, предстоит еще определить. Мы также не знаем сохраняется ли социальная информация в течение долгого времени или лишь на время социальной активности. Слива утверждает, что нейронаука добилась успехов в этом направлении. В большинстве предыдущих исследований учёные не понимали, почему нейрон вспыхивает или нет, происходило ли это потому, что животное осознало взаимодействие с «другом» или просто благодаря взаимодействию с другим животным.
По словам Сливы, предварительные исследования — важный фрагмент гораздо более крупной головоломки. Результаты подтверждают идею о том, что ученые могут открыть совершенно новые способности, если изучать мозг целиком. Важно отметить, что речь идет об отказе от четкого разделения между стимулами и «входами» по сравнению с поведением и «выходами». Коллективная неврология предполагает признание науки о сложных системах, где причинно-следственные связи не линейны, а закольцованы, а социальные и нейронные структуры соединяются непредсказуемым образом.
Взять спортивную команду. Статистические данные о каждом игроке говорят о многом, например, станет ли он хорошим дополнением команды или нет. Но то, насколько группа «чувствует» друг друга, есть ли у них синхронность, действуют ли они заодно, невозможно оценить количеством забитых или отданных передач. И все же этот коллективный «икс-фактор» станет тем, что превращает хорошую команду в «команду мечты».
В контексте социально-животной нейронауки речь идет об изучении того, как отдельный мозг влияет на социальный контекст и поддается его влиянию, вместо того, чтобы изучать только отдельный мозг. По мнению Тоньоли, призма сложных систем требует, чтобы мы изучали нейробиологию животных в нескольких взаимосвязанных масштабах: начиная с нейронов, переходя к мозгу и выраженным организмам, затем к парам и группам, рассматривая, как эти уровни связаны друг с другом. С этой точки зрения познание представляет собой динамический процесс, который происходит не только внутри мозга и между, но и на различных биологических, поведенческих и социальных уровнях организации.
Отображение того, как нейронная активность связана с конкретными социальными взаимодействиями, и понимание, как групповая социальная динамика влияет на биологию мозга, также раскрывают аспекты человеческого общества. Коллективная нейронаука предлагает рассматривать нейропсихиатрические заболевания, такие как депрессия и шизофрения, не как индивидуальные «дисфункции» мозга, а как эффект, возникающий в результате многочисленных динамических физиологических и социальных процессов. Как добраться до сути человеческого познания, если мы — социальные существа, на чью эволюцию оказала глубокое влияние культура? Такие эксперименты, как исследование макак, помогли обнаружить области мозга, связанные с ненормальным или нормальным социальным поведением. Соответствующие исследования на людях могли бы предоставить новые методы лечения или возможности для вмешательства.
В области искусственного интеллекта принятие парадигмы коллективной нейронауки показывает разницу между подлинным интеллектом и полезными, но ограниченными алгоритмами. Если сложная когнитивная архитектура людей проистекает из их способности участвовать в социальном и культурном обучении, программистам следует принять это к сведению. Например, Дюма, компьютерный психиатр, стоящий за исследованием «рука об руку», говорит, что социальное взаимодействие в ИИ — это как темная материя в физике: «Мы хорошо знаем, что оно существует, но пока не знаем, как изучать это непосредственно». По его словам, до сих пор искусственный интеллект был несколько солипсистским и индивидуалистичным, рассматривая социальное познание как потенциальную задачу, а не как неотъемлемый аспект сложного познания. Сейчас он работает над созданием основ для включения многомерной формы социального интеллекта в кодирование ИИ, используя наше понимание социального обучения, чтобы помочь машинам продвинуться к познанию на уровне человека.
Слива же напоминает, что для решения предстоящих задач нет необходимости полностью отказываться от нейронауки, сфокусированной на одном мозге. Взаимодействие в сети объясняет большую часть социального интеллекта, который мы наблюдаем у нечеловекоподобных животных, но это связано с тем, что мозг способен самостоятельно анализировать социальные взаимодействия. По-прежнему важно изучать развитую когнитивную способность отдельно взятого мозга, а также действие нескольких мозгов в группе. Слива отмечает, что если интеллект — это динамика обратных связей между несколькими мозгами, то способ его изучения представляет собой систему различных циклических схем, вливающихся друг в друга — «множество циклов разных уровней исследования».