Визуальное мышление. Скрытые таланты людей, которые думают картинками, схемами и абстракциями

Именно глубоко внутри проводящих путей головного мозга все процессы либо протекают гладко, либо у ребенка возникают задержки развития. Один пример: ваши глаза постоянно находятся в движении, однако слова на странице при чтении не прыгают. Это происходит благодаря эффективной стабилизации взгляда в вашем мозге. Плохая работа нейронной сети может стать причиной визуальных искажений или быстрой утомляемости глаз, а также заикания, дислексии и неспособности к обучению.

Важно помнить, что визуальное мышление не связано со зрением как таковым. Все видят, если только не слепы. Визуальное мышление относится к тому, как работает ум, как мы воспринимаем окружающий мир. Несмотря на все попытки проникнуть в мозг, у нас до сих пор нет достаточной информации о том, как создаются и хранятся визуальные файлы или как человек получает к ним доступ. Известно, что, хотя зрительное восприятие и мысленные образы используют одни и те же структуры мозга, они представляют собой разные нейронные явления. Проще говоря, мы понимаем, как работает физиологическое оборудование, но не программное обеспечение.

Нейробиолог Сью-Хен Ли и ее коллеги из Национального института психического здоровья в Бетесде, штат Мэриленд, продвинулись ближе к цели после того, как смогли провести различие между процессами обработки информации мозгом, если человек на объект смотрит и если тот же объект предстает перед его мысленным взором. Когда испытуемого попросили посмотреть на изображения обычных предметов, сканирование фМРТ показало, что информация из глаз поступает в точку ввода в первичной зрительной коре, а затем продвигается вперед в области среднего мозга для обработки и хранения. Когда тех же испытуемых попросили представить эти же предметы, активировались области среднего мозга; информация перемещалась по проводящим путям по-разному.

В более раннем исследовании мужчина в возрасте тридцати лет получил травму головы, лишившую его способности распознавать обычные объекты, хотя он мог представить их в своем воображении. После того как ему дали чашку кофе, он к ней не притронулся, потому что не мог опознать ее среди других предметов на столе. Посещая буфет, он был не в состоянии отличить одно блюдо от другого. Они все выглядели как цветные шарики. Когда ему показывали обычные предметы, он думал, что плоскогубцы – это прищепка. Сканирование мозга выявило возможное повреждение затылочно-височной области – области мозга, обрабатывающей визуальную информацию. Подобные исследования начали прояснять тот факт, что наш внутренний взор полагается на процессор, отличный от зрительной коры.

Еще ранее новаторские исследования в области неврологии начали фокусироваться на визуальном мышлении. В авторитетной научной статье 1983 года нейропсихолог Мортимер Мишкин описал два независимых друг от друга корковых процесса в мозге обезьян: один для идентификации объектов, а другой – для их обнаружения. Исследование, проведенное в Японии в 2015 году, изучало активность мозга, связанную с вербальным и визуальным мышлением. Кадзуо Нисимура и его коллеги попросили испытуемых вспомнить по очереди знаменитый японский храм, двенадцать знаков зодиака и личный разговор, в то время как исследователи измеряли сопутствующую неврологическую активность. Они обнаружили «значительную корреляцию между субъективной „яркостью“ визуальных образов человека и активностью в зрительной области». Магнитоэнцефалография (МЭГ) показала, что люди, мыслящие визуально, во время выполнения этих задач создают образы, в то время как люди с вербальным мышлением больше полагаются на внутренний диалог. Этот метод позволяет измерять быстрые изменения в активированных зонах мозга.

Последующие исследования связали два разных типа мышления, визуальное и вербальное, с правым и левым полушариями мозга. В 2019 году Цюньлин Чен из Юго-Западного университета в Чунцине (Китай), который вместе с коллегой изучал основные когнитивные механизмы творчества, дал четыре задания 502 испытуемым. Их попросили улучшить игрушечного слона, чтобы сделать его более забавным, нарисовать десять фигурок, придумать альтернативные варианты использования консервной банки и посмотреть на неоднозначные изображения, а затем перечислить идеи, которые в связи с ними возникают. МРТ-сканирование мозга показало, что у тех, кто легко справлялся с этими заданиями (люди с визуальным мышлением), наблюдалась более высокая концентрация активности в правом полушарии мозга, в то время как у мыслящих вербально, которым приходилось труднее, наблюдалась большая активность левого полушария мозга. Эти идеи вылились в представление о правополушарном/левополушарном мышлении. Правое полушарие мозга связано с творчеством, а речь и самоорганизация связаны с активностью левого полушария.

Роджер Сперри, американский нейропсихолог и нейробиолог, чьи эксперименты с животными по рассечению мозолистого тела мозга принесли ему Нобелевскую премию по физиологии, признал существование предвзятого отношения к левополушарному мышлению, утверждая, что мы склонны «пренебрегать невербальной формой интеллекта». Последнее, по его словам, проявляется в том, что «современное общество дискриминирует правое полушарие».

После того как исследования начали подтверждать существование визуального мышления, я стала понимать, что вербально-визуальная конструкция является слишком упрощенной. Понятие визуального и вербального мышления – это не бинарная альтернатива «или/или», оно скорее описывает конечные точки спектра, куда попадаем мы все, причем некоторые из нас гораздо ближе к одному концу, чем к другому. Исследование Чена, по сути, подчеркнуло тот факт, что «баланс полушарий» между областями мозга имеет важное значение для вербального мышления. Границы между типами мышления не так-то легко провести ни в самом мозге, ни в навыках, которыми отличаются разные виды мозга. Можно мыслить вербально и иметь математические способности или быть гениальным ученым и увлеченно писать стихи.

Нейрогенетика мозга – еще более сложная наука. Некоторые исследователи выдвинули гипотезу о том, что гены, делающие мозг большим, связаны с генами, способствующими аутизму, что предполагает геномный компромисс: более высокий интеллект за счет утраты отдельных социальных и эмоциональных навыков. Недавние исследования методом секвенирования показывают, что за аутизм отвечает большое количество генов. Доктор Камилло Томас Гуалтьери, детский психиатр из Северной Каролины, называет их «аддитивными факторами с небольшим эффектом». Это объясняет, почему аутизм проявляется в широком спектре – от нескольких характерных признаков до инвалидности. Сложность нашей генетической структуры обеспечивает людям способность адаптироваться к самой разнообразной окружающей среде. Цена же такова, что несколько человек станут тяжелыми инвалидами.

Другие подобные компенсации наблюдались у людей, слепых от рождения; все это ценное пространство мозга может быть перепрофилировано для других функций. В исследовании Раши Пант и ее коллег из Университета Джонса Хопкинса ученые смогли показать, что люди, слепые от рождения, используют части своей зрительной коры для решения математических уравнений, ответов на общие вопросы (да-нет) и выполнения задач на значения слов, в то время как те, кто ослеп в течение жизни, подобного не демонстрируют. Это показывает, что существуют каналы связи между зрительной и языковой системами.

Одна из лучших аналогий, которые я нашла для описания того, как работает визуальное мышление, – это то, как некоторые слепые люди учатся ориентироваться с помощью эхолокации, чаще всего используемой летучими мышами. Летучая мышь издает высокочастотные щелкающие звуки и использует эхо для обнаружения добычи и любых препятствий на своем пути. Эхолокация позволяет летучим мышам «видеть» с помощью звука. Около 25 процентов слепых людей учатся эхолокации, издавая щелчки языком или пальцами или постукивая тростью, чтобы «видеть» как слуховой корой, так и перепрофилированной зрительной корой. Мастер эхолокации способен определить форму, движение и местоположение крупных объектов. Похоже, что мозг может адаптироваться к использованию звука (невизуальной информации) для выполнения задач визуального восприятия. У очень молодого человека мозг обладает большой гибкостью для перепрофилирования. Другое интересное исследование показало, что, если слепые от рождения люди занимались алгеброй, их мозг задействовал зрительную кору, которая не получала входящей информации от глаз. Это не относится к зрячим людям. Изначально существенная часть мозга предназначается для визуального мышления. Если она не используется по назначению, эта область передается под другую функцию. Мозг не позволит ценному пространству пустовать. Это исследование также предполагает, что мозг служит для создания изображений. Если глаза перестают предоставлять информацию, мозг учится создавать изображения, используя другие органы чувств.

Крайним примером является Мэтью Уитакер, которого я впервые увидела в программе «60 минут». У Мэтью, родившегося преждевременно, в двадцать четыре недели, практически не было шансов выжить. Он бросил вызов судьбе и выжил вопреки ожиданиям. Но ослеп в результате заболевания, известного как ретинопатия недоношенных. Когда ему исполнилось три года, дедушка подарил ему небольшое цифровое пианино. Мэтью сразу же начал на нем играть, легко подбирая на слух мелодии знакомых песен, например «Мерцай, мерцай, маленькая звездочка». В возрасте пяти лет Мэтью стал самым молодым учеником, поступившим в нью-йоркскую Музыкальную школу Филомена М. Д'Агостино Гринберга для слепых и слабовидящих. Его учительница сообщила, что на следующее утро после того, как он прослушал фортепианный квинтет Дворжака, она услышала, как он играл не только партию фортепиано, но и все четыре партии струнных. Сейчас Мэтью путешествует по миру, профессионально исполняя джаз.

Доктор Чарльз Лимб, изучающий нейронные сети художников и музыкантов, сканировал мозг Мэтью, пока тот играл на клавишных, слушал свою любимую музыку, а затем – скучную лекцию. Во время лекции зрительная кора Мэтью бездействовала. Когда же он слушал свою любимую музыку, активировалась вся зрительная кора. Лимб высказал наблюдение: «Похоже, что его мозг берет ту часть ткани, которая не стимулируется зрением, и использует ее или, возможно, с ее помощью воспринимает музыку».

По крайней мере двенадцать новейших исследований мозговой активности, проведенных за последние несколько лет, были сосредоточены на визуальном мышлении и на том, как оно проявляется в различных частях мозга. Новое поколение сканеров способно быстрее и точнее обнаруживать активированные области мозга. Тем не менее современные технологии МРТ по-прежнему могут давать искаженные результаты по вине неточно или неполно прописанных методов, что затрудняет воспроизведение исследований. В своей собственной области знаний я неоднократно сталкивалась с тем, что в разделе «Методы» упускаются важные детали – например, как выбирались испытуемые, породы свиньи или ингредиенты в корме. Подобно преломлению солнечного света в скотопрогонном коридоре, эти тревожные мелочи бросаются мне в глаза. Противоречивые результаты в исследованиях МРТ могут быть связаны с такими, казалось бы, незначительными несоответствиями, как время подачи подсказок испытуемым или продолжительность решения каждой задачи. Но также они могут быть продуктом все той же предвзятости подтверждения[9], которую мы уже наблюдали в действии: большинство визуальных тестов разрабатываются и проводятся психологами, чаще всего мыслящими вербально. В зависимости от того, кто анализирует эксперимент, результаты могут противоречить друг другу или быть искаженными. Пространственные визуализаторы и предметные визуализаторы видят мир по-разному, что будет рассмотрено нами далее.

Пространственные и предметные визуализаторы

Как я уже упоминала, открытие факта существования двух типов мышления – визуального и вербального – произвело на меня ошеломляющее впечатление. Осознание того, что визуальное и вербальное мышление существует в континууме, явилось новым крупным достижением. Знакомство с новаторской работой Марии Кожевниковой еще больше изменило мое представление о способах визуального мышления.

Кожевникова, преподаватель Гарвардской медицинской школы и научный сотрудник лаборатории визуально-пространственного познания Массачусетской больницы общего профиля, одной из первых стала различать людей с двумя типами визуального мышления: пространственных визуализаторов и предметных визуализаторов. В своем знаковом исследовании 2002 года она разработала ряд анкет и тестов навыков, которые стали золотым стандартом в исследованиях пространственной и предметной визуализации. Используя свой опросник когнитивного стиля «Визуализатор-вербализатор» (VVCSQ), она определила семнадцать студентов Калифорнийского университета в Санта-Барбаре как отличных визуализаторов. Затем испытуемым была предложена серия визуальных тестов, в том числе тест со сложенным листом бумаги, первоначально разработанный в 1976 году как часть набора когнитивных тестов для определения способностей новобранцев военно-морского флота. В ходе теста исследователи показывают испытуемым рисунок сложенного листа бумаги с дыркой. Затем их просят использовать пространственное мышление, чтобы выбрать, какой из пяти рисунков точно отображает, как будет выглядеть лист бумаги (где появятся отверстия), после того как его развернут. В другом тесте участникам показывали схематический рисунок, изображающий движение предмета. Посмотрев на него, я увидела фотореалистичные изображения реальной ситуации, например катания на санях с холма. Однако пространственные визуализаторы с математическим складом ума интерпретировали данный рисунок как абстрактное схематическое изображение движения. Они не видели в своем воображении картинок. В зависимости от результатов испытуемого в этом и других тестах Кожевникова оценивала навыки пространственной визуализации при обработке, восприятии, кодировании и мысленном манипулировании пространственными формами.

В подавляющем большинстве случаев художники и промышленные дизайнеры по результатам тестирования определялись как предметные визуализаторы, а естествоиспытатели – как пространственные визуализаторы. А точнее, визуализаторы со слабыми навыками пространственного восприятия интерпретировали графики как изображения, тогда как визуализаторы с отличным пространственным восприятием правильно интерпретировали графики как абстрактное представление пространственных отношений. Испытуемые с вербальным мышлением не продемонстрировали явных предпочтений ни к визуальным, ни к пространственным изображениям.

Кожевникова сформулировала то, о чем я уже начала подозревать: всех визуально мыслящих людей нельзя объединять в одну группу. Проще говоря, существует два типа визуализаторов. «Предметные визуализаторы», такие как я, видят мир в фотореалистичных изображениях. Мы – графические дизайнеры, художники, квалифицированные рабочие, архитекторы, изобретатели, инженеры-механики и конструкторы. Многие из нас плохо разбираются в таких областях знаний, как алгебра, где полностью полагаются на абстракцию и не предлагают ничего, что можно было бы визуализировать. «Пространственные визуализаторы» видят мир в паттернах и абстракциях. Это люди с музыкальными и математическими способностями: экономисты-статистики, естествоиспытатели, инженеры-электрики и физики. Вы обнаружите, что многие люди с данным типом мышления преуспевают в компьютерном программировании, поскольку способны видеть закономерности в программном коде. Вот как это можно представить: предметный визуализатор создает компьютер. Пространственный визуализатор пишет программный код.

Группа ученых под руководством Марии Хосе Перес-Фабелло из Университета Виго в Испании протестировали 125 студентов факультетов изобразительного искусства, инженерного дела и психологии на вербальное, пространственное и предметное мышление и подтвердили результаты исследования Кожевниковой. Затем Кожевникова еще раз протестировала тех же испытуемых, чтобы оценить их способности к различным типам визуализации. Одни демонстрировали высокие навыки предметной визуализации, в то время как у других отмечались отличные навыки пространственной визуализации, но никто не преуспел в обоих видах визуализации. Человек, обладающий одновременно превосходными навыками пространственной и предметной визуализации, был бы супергением. Представьте, что Моцарт занимается ракетостроением.

В недавнем исследовании Тим Хеффлер и его коллеги из Университета Дуйсбург в Германии изучали паттерны движения глаз предметных визуализаторов, пространственных визуализаторов и вербализаторов, используя опросник для определения их когнитивных процессов, а затем тест со сложенным листом бумаги. После чего испытуемым предлагалась информация как в подробных изображениях, так и в письменной форме на самые разные темы: от завязывания узлов до описания работы бачка унитаза. Предметные визуализаторы больше времени тратили на просмотр изображений, а люди, мыслящие вербально, больше времени уделяли чтению инструкций.

Столкнувшись с тестированием Кожевниковой на определение типа визуального мышления, я сразу поняла, что являюсь предметным визуализатором. Во-первых, я ужасно справилась с тестом со сложенным листом бумаги. Обладая инженерным талантом, я мыслю конкретными, очень детализированными образами. Инженеры-механики, с которыми я работала, сварщики, машинисты и проектировщики оборудования, люди, которые просто что-то мастерят и строят, тоже подходят под это описание. Люди, мыслящие паттернами, известные как «пространственные визуализаторы», обладают способностью выявлять закономерности в отношениях между наборами предметов или чисел. Однако разница между предметными и пространственными визуализаторами, какой бы важной она ни была, почти всегда упускается из виду в исследованиях вербального и визуального мышления. Поиск научной литературы по теме предметной визуализации и инженерных способностей, за исключением работ Кожевниковой, практически не дает никаких результатов.

Затем Кожевникова разработала еще один тест для оценки детального визуального мышления и восприятия, или того, как человек усваивает и обрабатывает информацию. Он называется «Определение зернистости». Испытуемый слышит названия двух разных веществ (например, горсти соли и кучки маковых семян или виноградинки и струны для теннисной ракетки), и его просят определить, какое из них состоит из более мелких частиц, а также является более плотным. Оценивая, как человек использует образы для решения задач, Кожевникова показала, что предметные визуализаторы действовали быстрее и точнее, создавая «высококачественные изображения форм отдельных объектов». Пространственные визуализаторы преуспевают в абстрактном представлении отношений между предметами. Я успешно сдала тест «Определение зернистости». В примере со струной для теннисной ракетки я мысленно увидела, что виноградинка раздавилась, поскольку была слишком большая, чтобы проскользнуть в промежуток между струнами ракетки. Мой результат в тесте «Определение зернистости» был намного лучше, чем у Ричарда Панека, соавтора моей книги The Autistic Brain («Аутичный мозг»), но его результат в тесте со сложенным листом бумаги был намного лучше моего. Эти тесты показали, что он пространственный визуализатор, а я предметный визуализатор.

Просто ради развлечения я прошла онлайн-тест на обладание техническим складом ума, который оценивает способность понимать работу самых обычных механизмов и имеет ограничение по времени. Как визуально мыслящий человек я ожидала, что добьюсь успеха. Сначала тест предлагает вам выбрать между парами изображений и определить изображение с лучшей конструкцией, например болторез с длинными или короткими рукоятками. Я сразу же увидела мысленным взором работу двух болторезов в виде коротких видеоклипов. Из опыта я также знаю, что более длинные рукоятки создают больший рычаг и легче перекусывают болт. В другом вопросе две машины стоят на мосту: одна ближе к опоре моста, а другая посередине моста. Какая машина причинила бы больше ущерба сооружению, если бы конструкция моста была неисправной? Я легко смогла представить, как распределяется транспортная нагрузка на конструкцию, и быстро поняла, что машина посередине будет более опасной. Далее шли вопросы с вариантами ответов о работе различных механизмов. Однако здесь я ответила правильно только на семь вопросов из десяти.

Мой результат отражал один из аспектов мышления предметного визуализатора: нам необходимо больше времени для обработки информации, поскольку сначала нам требуется получить доступ к банку фотореалистичных изображений. Другими словами, мне нужно мысленно выполнить эквивалент поиска в Google, чтобы отыскать изображения для решения определенной проблемы. Различные типы мышления являются сильными сторонами в одной области и недостатками в другой. Мое мышление медленнее, но, возможно, более точное. Быстрое мышление полезно в социальных ситуациях, но медленное и тщательное мышление способствует созданию произведений искусства или разработке механических устройств.

Быстро доставляемая вербальная информация является еще более сложной задачей для предметных визуализаторов, подобных мне. Стендап-комики часто выдают свои шутки слишком быстро, чтобы я могла их понять. К тому времени, как я представила себе первую шутку, комик уже выпалил новые две. Я теряюсь, если вербальная информация подается слишком быстро. Представьте себе, как чувствует себя ученик с визуальным мышлением в классе, где учитель говорит быстро, чтобы успеть объяснить материал.

Новая норма

В наши дни термин «нейротипичный» заменил термин «нормальный». Нейротипиков обычно описывают как людей, развитие которых происходит предсказуемым образом и в предсказуемые сроки. Это термин, которого я старательно избегаю, поскольку определять, что является нейротипичным, так же бесполезно, как спрашивать средний размер собаки. Кто типичен: чихуахуа или немецкий дог? В какой момент немного чудаковатый ботаник становится аутистом? На каком этапе невнимательному ставят диагноз СДВГ[10] или подверженному сменам настроения – биполярное аффективное расстройство? Все это – количественные признаки.

Не так давно типаж зануды-ученого был воплощен в образе физика Шелдона Купера в телевизионном ситкоме «Теория большого взрыва». Шелдон говорит много и монотонно и обладает эмоциональным диапазоном зубочистки. Однако среди своих чудаковатых соседей по квартире он, вероятно, тот, чей интеллект мог бы спасти планету. Они умны; его же интеллект зашкаливает. В этом сериале аутичные черты Шелдона вызывают у зрителей смех, но в обычной жизни все происходит не так. Математиков-вундеркиндов часто задирают или сторонятся. И лишь когда они становятся блестящими программистами, математиками, предпринимателями и учеными-ракетчиками, мы начинаем ценить то, как они видят мир.

Илона Маска так сильно терроризировали в школе, что ему пришлось сделать операцию, после того как группа хулиганов спустила его с лестницы. Он научился программированию и в двенадцать лет продал свою первую видеоигру за 500 долларов. По словам его биографа Эшли Вэнса, Маск перечитал все книги в школьной и местной библиотеках. Затем он изучил два комплекта энциклопедий. Его фотографическая память о фактах и склонность ими делиться не завоевали для него друзей и не оказали влияния на людей. Вместо этого его считали «фабрикой фактов», производившего впечатление классического всезнайки. Я думаю, будет справедливо высказать предположение о том, что интеллектуальная одаренность Маска намного выше нормы. Не так давно в телевизионной программе «Субботний вечер в прямом эфире» он признался, что у него синдром Аспергера[11].

Я и сама была довольно странноватой, и надо мной очень сильно издевались в средней школе. Я не могла найти близких по духу людей, пока не начала принимать участие в реализации строительных проектов. Инженеры и сварщики, с которыми я работала, обычно тоже обладали визуальным мышлением. Это объясняло, почему мы так хорошо сотрудничали и ладили. Мы говорили на одном языке. Это была арена, где играли роль только навыки, а не внешность, происхождение, образование и т. д. Моя чудаковатость не имела значения, ведь они видели мою работу.

В начале своей карьеры я завоевала уважение благодаря своей способности рисовать точные чертежи. Люди восхищались моей работой. Я никогда не посещала ни одного урока черчения. Некоторые люди думали, что у меня способности саванта. Но саванты – это люди, которые могут воспроизвести музыкальное произведение или запомнить ошеломляюще длинные фрагменты текста или математические последовательности, прослушав или увидев их один-единственный раз (подробнее об этом в главе о нейроразнообразии и гениальности). У меня же на то, чтобы научиться чертить, ушло несколько недель. Я наблюдала, как составлял чертежи мой коллега, и копировала все, что он делал, вплоть до того, какой карандаш и бумагу он использовал. Затем я взяла план завода и дюйм за дюймом обошла помещение, соотнося каждую линию на бумаге с ее физическим эквивалентом. Оглядываясь назад, можно сказать, что это было чистым проявлением визуального мышления. Я не смогла бы понять чертеж, если бы не связала изображение с его физическим проявлением.