У вас бывает ощущение нерешенной проблемы? Такое странное, как будто ментальный зуд. Не дает думать о чем-то другом. Не дает уснуть. Постоянно отвлекает.

Моей проблемой стало непонимание причины, по которой эти ощущения возникают.

На интуитивном уровне все прозрачно: есть описанное выше ощущение — есть проблема. Но по какой причине мозг решил, что нужно запустить механизмы, эти ощущения обуславливающие? И что это за механизмы?

А ведь узнав, как мозг работает с проблемами, можно кардинально улучшить свои Problem-Solving Skills. Оптимизировать процесс решения. Понять почему мы иногда ошибаемся.

Кажется, это стоит того, чтобы попытаться разобрать мозг и из собрать детали обратно в небольшую математическую модель. Попробуем?

DISCLAIMER:
Если вам покажется, что я что-то взял «с потолка», крайне рекомендую прочитать предыдущую статью. Я намеренно опускаю множество деталей, чтобы снизить сложность. Если вы хотите что-то уточнить — давайте вынесем это в комментарии.

Начнем с примера. Чтобы не ходить далеко, возьмем проблему этой статьи: Мы не знаем, как мозг определяет проблемы.

Давайте схематично изобразим понятия, с которыми мы работаем, в виде графа:



Мозг определяет объекты, с помощью связных областей нейронов¹. Можно называть их кластерами, или подсетями. Я изобразил их кружочками. Между ними есть «дорожки» из нейронов — это стрелочки на картинке.

Эти объекты могут объединяться в более сложные структуры — модели.

Например, если я прочитаю слово «яблоко» — то я активирую участок зрительной коры, распознающий это слово. Вместе с ним активируется участок аудиальной коры, отвечающий за звучание слова «яблоко». А это зацепит участки которые отвечают за произнесение слов, поэтому произнося слово «яблоко» про себя, я буду слегка активировать мускулатуру, отвечающую за его произношение. Так я получил модель слова. Из нее мозг может достать модель яблока, как физического объекта: внешний вид, запах, звук хруста при укусе. Такие связанные активации сетей нашего мозга мы привыкли называть ассоциациями.

Вернемся к нашей проблеме.
Совместная активация кружочков «определение» и кружочка «в мозге» — дает ассоциацию
с кружочком «нейронная подсеть». Если у вас такой не возникло — значит, она не была «сохранена». Собственно, этот текст нужен чтобы ее создать и закрепить. Изобразим это на картинке:



А что происходит, когда мы пытаемся эту ассоциацию привязать к объекту «проблема»? Какие нейронные подсети ее определяют? Как и с яблоком — у нас есть звучание слова «проблема», и есть объект описывающий «ощущение проблемы». Изобразим:



Это наше определение на данный момент. Пока что мы не получили никакой новой информации. Мы лишь описали то, что уже знали, но с использованием понятия «связная нейронная подсеть». Давайте уточним наш запрос и посмотрим, что произойдет:

— Окей, Мозг, как связаны эти стрелки и кружки с возникновением ощущения проблемы?
…
…
…
…
Чувствуете, да? Сильной ассоциации — нет. Гештальт не закрывается. Ответ не приходит.
…
…
…
…
Такое отсутствие сигнала и есть «проблема».

Что в этот момент происходит в мозгу? Схематично это можно изобразить так:



Есть две области, активируются примерно в одно время, а коннекта между ними нет. Ассоциации есть, но для того, чтобы сложить картинку — они не подходят.

А наше решение выглядит вот так:



Все ощущения в момент возникновения проблемы — следствие того, что мозг пытается установить соединение. Самым логичным мне кажется такое объяснение: когда в мозгу активируются подсети, для которых нет сильных ассоциаций — выбрасывается серотонин. Повышение его уровня характеризуется заинтересованностью и возбужденным состоянием. Проверить напрямую, к сожалению не могу и пруфа пока нет — это лишь гипотеза. Кстати, вы не замечали, что жизнь какая-то пресная, если у тебя нет цели или задачи?

Когда проблема решается, т.е. соединение устанавливается — мы чувствуем удовлетворение. Скорее всего в этот момент выбрасывается дофамин.

Давайте попробуем пройтись по всей цепочке и посмотрим что получится:

Мозг состоит из нейронов. Они образуют сильно-связные подсети. Активация такой подсети дает нам ощущение «объекта» или «целого». Когда несколько объектов активируются независимо и для них нет сильной ассоциации — у нас возникает ощущение проблемы. Незакрытый гештальт, как его иногда называют. В этот момент выбрасывается серотонин, он отвечает за то, что мы чувствуем интерес, возбуждение, беспокойство. Когда мозг находит путь между объектами — проблема решается. Выбрасывается дофамин. Мы чувствуем удовлетворение. Мы ощущаем, что что-то поняли.
Значит, если мы нервничаем — стоит попробовать себя похвалить или решить какую-нибудь простую задачу и сгенерировать дофамина.
Если нам ничего не интересно — надо попробовать поставить проблему и увеличить серотонин. Хвалить себя тоже стоит. Нет решенных задач — нет дофамина, но здесь его нехватка — следствие.

Получилось довольно складно. Вполне согласуется с психиатрией, лечением депрессивных состояний, списком побочных эффектов антидепрессантов, подходами к разным типам расстройств в психотерапии.
Так, рас уж я это упомянул, то обязан напомнить следующее:

НЕ ВЫПИСЫВАТЕ САМИ СЕБЕ АНТИДЕПРЕССАНТЫ!



Итак, проблема — это отсутствие соединения между группами нейронов мозга. С этим разобрались.

Но, как мы знаем без них жизнь скучна, поэтому я подготовил ложку дегтя для этой бочки дофамина:

Мозг на этом уровне не знает о том, что бывают «правильные» и «неправильные» соединения. Его волнует только связь между объектами. На этом уровне нет никакого модератора, решающего: «Эта мысль хороша», «А эта какая-то странная». Для фильтрации «странного» есть отдельные механизмы, о них позже. И когда система модерации спит, может произойти что-то такое:

*Звуки сирены*
-Капитан, мы не знаем кто создал мир! У нас отсутствует необходимая ассоциация!
-Начать поиск решения. Включить подачу серотонина.
-Капитан, мы видим статью, в ней написано: «Мир создали инопланетяне.»
-Проверить соединение.
-Соединение есть! Объекты «мир», «создали» и «инопланетяне» присутствуют в памяти, и сигнал успешно проходит по всей цепочке!
-Задача — решена. Можете искупаться в дофаминовых ваннах.

И плевать на то, что «инопланетяне» — это просто слово, никто их никогда не видел, и вообще нет доказательств их существования.

Думаю, вы встречали такой стиль мышления — теперь лучше понимаете откуда оно берется.
Впрочем, это был абсурдно-очевидный пример. Вот другой:

Я всю свою жизнь думал, что понимаю, что такое «проблема». В моей голове слово определяло ощущение, а ощущение — слово. Циклическая зависимость не создавала «ощущения проблемы». Связь есть? Ну и отлично.

Вот так, посмеиваешься над всякими странными ребятами, верящими в гомеопатию. А потом понимаешь, что совершал ошибку того же типа.

На этом я пожалуй закончу. Список следующих вопросов для того, чтобы интерес не остыл:

• Как мозг решает проблемы? — Мозгу нужно как-то активировать подсети, и выбирать какие из них больше подходят для того, чтобы составить решение.
• Как работает зависимость от контекста? Почему мозг умеет правильно интерпретировать многозначные слова, и как это делается? — У нас же не возникает проблем, с тем что лук бывает репчатым, а бывает спортивным.
• Как осуществляется выход из процесса решения? Мы же можем просто забить на него.
• Как осуществляется «модерация»? Как мозг находит ошибки в существующих паттернах и что в этот момент происходит? — Ведь мы каким-то образом умеем распознавать неправильные шаблоны и их менять.

Falsification bounty programm:
Гипотеза: «Ощущение проблемы формируется в момент активации подсетей, не имеющих очевидного пути между ними» — участвует в программе поощрения критического мышления.

Falsification reward: 50$

Возможный критерий фальсификации:
Свидетельство в пользу отсутствия связи между процессом активации несвязных областей в мозге и выбросом нейромедиаторов.