Для абстрактных размышлений мышиный мозг формирует у себя специальные группы категориальных нейронов.

Без категорий нам пришлось бы трудно. Мы говорим не о категориях в строгом философском смысле, но о способности видеть общее в объектах окружающего мира. Например, мы всегда узнаем стул, пусть он будет деревянный, или металлический, или пластиковый, зелёный или синий, старый или новый. Вне зависимости от того, как он выглядит, мы поймём, что он относится к роду стульев – мы легко определим его категорию. Конечно, есть стул-табуретка, а кто-то и компьютерное кресло называет стулом, но и с этими подкатегориями у нас не возникнет проблем.

(Иллюстрация: Max Planck Institute of Neurobiology)

Не умей наш мозг категоризовать предметы, мы вряд ли бы достигли таких культурных высот. Не будь категорий, нам пришлось бы при встрече с каждым новым стулом заново изучать, что это такое, для чего оно, чего от него можно ждать. Притом мы обычно не задумываемся, что создание и манипулирование категориями – довольно нетривиальная когнитивная задача. Для этого нужно вычленять отдельные признаки объектов, думать о них абстрактно, то есть в отрыве от реального предмета, переносить с одного на другое и т. д. Естественно, в таких случаях кажется, что мы имеем дело с сугубо человеческой чертой и никто, кроме нас, категориальным мышлением не владеет. С другой стороны, хотелось бы выяснить, как именно наш мозг работает с категориями именно на уровне нейронов и отдельных зон мозга. А с людьми такие нейробиологические эксперименты далеко не всегда можно поставить. И было бы намного удобнее, если бы категоризовать могли, например, лабораторные мыши.

Сотрудники Института нейробиологии Общества Макса Планка пишут в Nature, что на самом деле мыши вполне способны мыслить категориями. Им показывали картинки с чередующимися полосами, и мышам надо было классифицировать полосатые узоры в соответствии с определённым правилом. Например, одна группы мышей должна была оценить полосы по их толщине, а другая группа мышей оценивала полосы по их ориентации. Сначала мышей учили вычленять общий признак, как обычно – с помощью угощения за правильный ответ. Но потом им показывали полосатые картинки, которые они ещё не видели – и мыши успешно применили усвоенные категории к этим незнакомым картинкам.

Более того, когда мышам меняли правила, то они легко переобучались: те, кто прежде сортировали картинки по толщине линий, откладывали старое правило в сторону и начинали сортировать линии по ориентации на рисунке. В общем, мозг мышей оказался вполне способен к абстрактным операциям, иначе они не смогли бы применить признак толщины или ориентации к разным узорам.

Исследователям удалось также узнать, что за категориальное мышление у мышей отвечают нейроны префронтальной коры. Что неудивительно: префронтальная кора считается одним из главнейших центров высших когнитивных функций у всех зверей, от мышей до человека. Определённые группы нейронов в мышиной префронтальной коре активировались именно в тот момент, когда нужно было сортировать полосатые узоры по категориям. Однако на разные категории отвечали разные нейроны. То есть когда мыши сортировали рисунки по толщине линий, в коре работали одни нервные клетки, а когда рисунки нужно было отсортировать по ориентации полос, то тут работали уже другие клетки. По словам исследователей, группы категориальных нейронов формировались постепенно, по мере того, как мыши учились видеть общее в разных рисунках.

Очевидно, что формирование категорий неразрывно связано с работой памяти, когда информация переходит из кратковременной памяти в долговременную – ведь сортировать по видам, родам и классам можно только то, что уже прочно усвоено. С другой стороны, категорий существует огромное множество, их число, особенности, взаимосвязи зависят во многом от нашего сознания – потому что мы часто классифицируем объекты так, как нам удобно, а потом меняем прежнюю классификацию на какую-нибудь другую. Как при этом работают нейроны – огромная тема для исследований.

Вообще говоря, категориальное мышление среди животных – не такая уж исключительная штука. Например, мы как-то уже рассказывали, что среди птиц умение манипулировать признаками, оторванными от конкретного предмета, есть не только у ворон, которые и так известны своим интеллектом, но и у утят. И раз среди зверей категории доступны мышиному мозгу, то можно с определённой уверенностью заключить, что мыслить категориями могут и другие группы млекопитающих, которые считаются эволюционно более развитыми.