Proč si mozek vymýšlí realitu a my mu věříme?

„Střešním oknem do místnosti proniká světlo. Je to pouliční lampa? Nebo měsíc? Místnost je lehce osvětlená a já pozoruji zdi. Sedám si ke stolu, abych se najedla, a pod dveřmi vidím tenký proužek světla. Patrně z chodby, chtělo by se říct. Přísahám, že to světlo vidím. Nejsem přece blázen. Nikdo mi nevymluví, že by se mi to jen zdálo.“

Toto je úryvek z mého článku „Terapie tmou jako cesta ke svobodě“, reportáže z mého týdenního pobytu v absolutní tmě. Tma, ticho a samota mi poodkryly fungování lidského mozku způsobem, který byl do té doby pro mě naprosto nepředstavitelný. Až šokující, řekla bych.

„Je to podvodník! Manipulátor!“ kroutila jsem tehdy hlavou a smála se.

Tanec kolem reality

Uvažovali jste někdy o tom, kde leží hranice mezi naší realitou a fikcí? Co vlastně realita je?
Člověk ryze praktický nad podobnými otázkami sice často mávne rukou a ve smyslu „co vidím, to vidím“ je pro něj celá věc rázně uzavřena. Nicméně, nepřeberné úvahy největších myslitelů světa svědčí o tom, že s naší realitou to nebude vůbec tak jednoduché, jak se na první pohled zdá. Systematické zkoumání skutečnosti – od antiky po současnost – totiž míří k víceméně jednotnému závěru: realita, kterou prožíváme, není pevně daným objektivním faktem, ale spíše záležitostí vztahovou, interakční a interpretační.

Po staletí to byly úvahy primárně filozofické. Ve 20. století se však překvapivě stejné myšlenky objevily i na poli teoretické fyziky. Ta ukázala, že na úrovni kvantového světa, tedy při studiu chování elementárních částic, není pozorovatel od reality oddělený a že samotný akt pozorování, přesněji řečeno fyzická interakce, vstupuje do toho, co je pozorováno. Pozorovatel tak přestává být pouhým přihlížejícím svědkem a stává se jedním z činitelů, kteří spoluutvářejí výsledek. Pozorování se tím stává součástí kauzality – způsob, jakým se díváme a jak vnímáme, ovlivňuje to, co se vůbec může stát. A právě tento vztah mezi očekáváním a výsledkem dnes zkoumá i neurověda, která v tomto ohledu přichází s velmi překvapivými závěry.

Jak se dnes ukazuje, člověk nemá k realitě přímý a ničím nerušený přístup. Prožívaná realita je totiž díky limitům našeho mozku jen spíše odhadem světa než jeho přesným obrazem. Závěry současné vědy nás tak de facto vybízejí k tomu, abychom si vlastně dobře promysleli, jakým způsobem svět vlastně vnímáme a koneckonců jak jej chceme vnímat.

Tedy, přijměte prosím mé pozvání do uvažování našeho mozku.

Proč iluze funguje tehdy, když mozek dostane méně informací, než si myslí?

„No dobře, nějaké drobné zkreslení tam asi bude, ale že by šlo o něco zásadního, tomu se mi nechce věřit,“ možná si teď říká skeptický čtenář k informacím, které jsem v úvodu předestřela. Avšak právě pro takového skeptického čtenáře je tu Adelsonova šachovnice, která jemu, ale i všem ostatním čtenářům až překvapivým způsobem ukáže, jak hluboko se může náš úsudek o realitě s tím, co je skutečné, rozcházet.

Tedy, podívejme se na přiložený obrázek, který tuto šachovnici znázorňuje. Zaměřme se nejprve na obrázek vlevo a  políčka označená písmeny A a B. Zeptejme se, jakou tato políčka mají barvu. Odpověď se zdá být okamžitá a samozřejmá: políčko A je tmavě šedé, zatímco políčko B je bílé.
Jenže právě tady se dramaticky mýlíme – a budeme se mýlit, i kdybychom se dívali sebevíc pozorně. Nevěříte? Náš společný omyl je vysvětlen pomocí druhého obrázku, kde jsou k oběma políčkům přiloženy tmavě šedé proužky, a které jasně dokazují, že ve skutečnosti mají obě políčka barvu tmavě šedou (obě stejnou jako proužky).

Rozdíl, který jsme předtím „jasně viděli“ a teď ho už nevidíme, není však vlastností samotných políček, ale výsledkem interpretace našeho mozku co se týče barvy políčka vzhledem k jeho okolí. A jsou to až proužky, které pravou skutečnost odhalují právě tím, že daná políčka oddělí od okolí. Doporučuji ke shlédnutí krátké video, v němž je tento efekt ukázán přímo v reálném čase. Bez jakýchkoli triků se zde iluze rozpadne doslova před očima. Odkaz na video je zde: https://www.youtube.com/watch?v=z9Sen1HTu5o

Adelsonova šachovnice není v principu ničím jiným než iluzionistickým kouzlem. Stejně jako kouzla na jevišti funguje jen díky tomu, že jsme mystifikováni vlastním mozkem. Celý jev je založen na tom, co bychom mohli nazvat jako efekt puzzle.

Mozek totiž nemá kapacitu vnímat realitu v celé její šíři. To, co k němu ze světa přichází, jsou vždy jen dílčí fragmenty reality. Z nich pak mozek teprve skládá celek – a činí tak na základě svých očekávání, předvídání a předpokladů. Těmto strukturám říkáme vnitřní modely reality.

V tomto ohledu, když  David Copperfield nechal „zmizet“ Sochu Svobody, neobelstil zrak diváků, ale jejich vnitřní model reality. Podobně jako u jiných iluzionistických kouzel, i u tohoto kouzla diváci ze scény dostávali jen minimum informací a jejich pozornost byla pevně ukotvena v očekávání určitého výsledku, tedy, že socha zmizí. Mozek pak z těchto omezených vstupů, v kombinaci s daným očekáváním, automaticky vytvořil soudržný příběh, tak aby socha zmizela.

A socha zmizela podobně tak, jak jste vy, v kontextu vlastního očekávání, viděli šedé políčko jako bílé.

V současnosti se má za to, že (1) realita, kterou prožíváme, je do značné míry výsledkem očekávání, tedy predikcí našeho mozku, a že (2) mozek není pouhým pasivním pozorovatelem světa. Při svém fungování neustále porovnává smyslové informace přicházející z okolí se svými vnitřními modely reality a vyhodnocuje, nakolik se tyto vstupy s jeho očekáváním shodují. Jak názorně ukazuje McGurkův efekt (viz video), některé smyslové signály přitom mozek upřednostní jako spolehlivější, zatímco jiné potlačí či zcela ignoruje, a skutečná realita tak může být popřena. Mozek tedy není jen pasivním příjemcem reality; je jejím aktivním spolutvůrcem.

Pro vysvětlení McGurkova efektu dodávám, že zatímco Adelsonova šachovnice demonstruje, že náš zrakový vjem neodpovídá fyzikálním vlastnostem pozorovaného podnětu, McGurkův efekt ukazuje totéž v oblasti sluchu – slyšíme něco jiného, než co skutečně zaznělo. Jako demonstraci McGurkova jevu přikládám odkaz na krátké video a dodávám, že video určitě stojí za to shlédnout (jev je to fascinující, nebudete věřit vlastním uším). https://www.youtube.com/watch?v=2k8fHR9jKVM

Popsaný princip fungování mozku je základem teorie prediktivního kódování (predictive coding), podle níž mozek svět „čte“ především skrze očekávání a předvídání. Neustále si vytváří vnitřní modely reality a ty pak zpětně koriguje podle toho, co mu skutečně přichází ze smyslů.

Jak přesně prediktivní kódování funguje?

Systém prediktivního kódování funguje v zásadě stejně jako čtení textu. Když čteme text, náš mozek nepostupuje písmeno po písmenu, ale jednotlivá slova průběžně odhaduje jak z celkového kontextu, tak na základě své předchozí zkušenosti. Podobným způsobem mozek postupuje i ve všech dalších situacích, s nimiž se v životě setkáme. Pro každou situaci má mozek, na základě své předchozí zkušenosti, připraveny své vnitřní modely reality, tedy jakési scénáře, podle nichž se situace může teoreticky odvíjet. V konkrétním okamžiku pak mozek odhaduje, který z těchto modelů je nejpravděpodobnější, a ten následně testuje vůči přicházejícím smyslovým datům. Smyslové vstupy zde slouží především jako korekce původní predikce. Pokud s vybraným modelem smyslové informace nesouhlasí, mozek model upraví, nebo přepne na jiný, lépe odpovídající. Pokud však nějaká informace modelům razantním způsobem neodpovídá, může mozek tuto informaci vyhodnotit jako neadekvátní a potlačit ji (viz ukázka McGurkova efektu). Vnímání tak není pasivním příjmem informací, ale dynamickým procesem neustálého předvídání a ověřování.

Proč to nemůže jít přímo, ale skrz modely? Mozek funguje na základě vnitřních modelů proto, že nervová tkáň je mimořádně energeticky náročná a detailní zpracování všech smyslových vstupů by bylo dlouhodobě neudržitelné. Mimo to, prediktivní fungování mozku výrazně zrychluje rozhodování a  tím zvyšuje šanci organismu přežít – a právě proto se tento princip v evoluci tak silně prosadil.

Biologická použitelnost „pravdy“

Pokud přijmeme fakt, že mozek realitu aktivně odhaduje pomocí svých vnitřních modelů, nabízí se zásadní otázka: podle čeho tyto modely vlastně vznikají a čím se řídí? Odpověď je překvapivě prostá. Hlavním vodítkem mozku není hledání objektivní pravdy, ale biologická použitelnost „pravdy“ – tedy to, co maximalizuje šanci na naše přežití.

Vnitřní modely mozku jsou přednostně naladěny na to, co je pro nás skutečně významné, přičemž tu absolutní prioritu v našem vnímání má vždy existence hrozby a riziko smrti. Celý proces zpracování reality se tak neustále točí kolem osy bezpečí versus nebezpečí, případně zisku versus ztráty, a to i za cenu systematických zkreslení.

Jinými slovy, mozek nás nevede k objektivní pravdě, ale k tomu, co je pro nás z hlediska přežití výhodné. Tedy, v samé podstatě jsme naším vlastním mozkem „pro naše dobro“ tak trošku manipulováni.

Jistě, mozek by teď dozajista kontroval: Víš co? Bezpečí je důležitější než nějaká pravda!

Jak vypadá hrozba

Zrak je pro člověka primárním zdrojem informací o vnějším světě. Nabízí se proto otázka: jak vlastně hrozba vypadá? Doslova – vizuálně. Z evolučního hlediska totiž hrozba není žádný abstraktní pojem, ale soubor zcela konkrétních tvarů a konfigurací. Patří sem především obličej, postava, pohled očí – vizuální vzorce, které po miliony let signalizovaly přítomnost predátora či lidského nepřítele, nebo naopak i zdroj bezpečí, například matku či jinou blízkou osobu. Náš mozek je proto na obličeje, postavy a oči mimořádně citlivý a reaguje na ně dříve, než si jejich význam uvědomíme. Výmluvným důkazem této citlivosti je pareidolie – jev, při němž objevíme obličej i tam, kde žádný není, např. v abstraktních obrazech, šmouhách či tvarech mraků. Tento jev dobře ilustruje to, že mozek raději někdy „zbytečně navíc“rozpozná existenčně významný tvar, než aby tento tvar jedinkrát fatálně přehlédl.

Pro mozek ale hrozba není definována jen tvarem, ale také tím, jak se tento tvar hýbe a jak je k nám blízko. Pohyb a vzdálenost jsou dva vůbec nejdůležitější signály, podle nichž mozek vyhodnocuje naléhavost situace. Z hlediska hrozby jsou pohyb a vzdálenost ještě důležitější než tvar. Hrozba, která je statická a navíc vzdálená, může zůstat v pozadí pozornosti, zatímco hrozba rychle se přibližující okamžitě přepíná celý systém do režimu pohotovosti.

Tedy, proč nás „baf“ vždycky tak vyleká? Protože při náhlém pohybu, a to i bez ohledu na identitu „tvaru“, se v mozku okamžitě aktivují hluboké, evolučně staré okruhy, které spustí tělesnou reakci dřív, než se situace dostane do vědomého zpracování. Tedy, lekneme se dřív, než si uvědomíme, čeho se vlastně lekáme. Prostě, v tuhle chvíli není čas na žádná zdržování!

Podobně jako mozek, ani sítnice oka není pasivní kamerou. Je to aktivní filtr, který ještě před vstupem informace do mozku rozhoduje, která informace má význam a která může být potlačena. Zrakový nerv proto do mozku nepřenáší věrný obraz světa, nýbrž jeho zjednodušenou a selektivní verzi. Tento princip má zásadní význam i pro vnímání hrozby, což  lze dobře ilustrovat na proměnlivé aktivitě dvou typů fotoreceptorů sítnice, tedy buněk zodpovědných za snímání světla: čípků a tyčinek.

Čípky, aktivní především za světla, zajišťují ostré, detailní a barevné vidění. Proto jsou taky nejvíce soustředěny ve středu sítnice, v místě, kam směřujeme pohled, když něco vědomě pozorujeme, čteme nebo rozpoznáváme tváře. Ve tmě jejich aktivita klesá a vizuální řízení přebírají tyčinky. Tyčinky sice nerozlišují barvu a ani neposkytují spolehlivou informaci o tvaru, zato jsou mimořádně citlivé na změnu a pohyb.

Vizuální informace ve tmě je tak díky aktivitě tyčinek a inaktivitě čípků chudší a neurčitější, avšak zároveň mnohem citlivější na jakoukoli změnu a pohyb. Stačí drobný pohyb — třeba nepatrný záchvěv něčeho v periferii našeho zorného pole — a mozek situaci vyhodnotí jednoznačně: něco se tam pohnulo. Potenciální hrozba!

Ve tmě vzniká stav tzv. senzorické nejistoty, v němž se naplno uplatňuje právě princip prediktivního kódování. Při nedostatku spolehlivých smyslových dat se totiž mozek při výběru svých modelů nemá o co opřít, a začne realitu hrubě odhadovat a tím třeba využívat modely, které by za běžné situace nebyly vůbec relevantní (viz můj zážitek ze tmy). A pokud ve vnitřních modelech převažují hrozbová očekávání (třeba strach ze tmy), nastává přesně ten moment, který lidová moudrost vystihla dávno před neurovědou: strach má velké oči — je vybrán ten nejstrašidelnější model. Evoluční důvody, které jsem zmiňovala, pak mohou vést k tomu, že obyčejný stín vypadá jako postava strašidla nebo aspoň jeho oči.

Ale já to vím jistě. Někdo tam stál. A díval se na mě. A člověku to prostě nevymluvíte.

Kde se stává realita „realitou“?

V mozkové kůře se z filtrovaných dat stává smysluplný svět díky neustálému dialogu mezi očekáváním mozku a informacemi ze smyslů, která ta očekávání korigují. Jedním z míst, které tento dialog zajišťují je místo zvané LGN (lateral geniculate nucleus), jako jeden z klíčových uzlů zrakového systému a v ohledu prediktivního kódování takový kontrolní bod reality.

Tradičně se LGN popisovalo jako „přepojovací stanice“ mezi sítnicí a mozkovou kůrou, dnes je však zřejmé, že jeho role je mnohem aktivnější. LGN není jen pasivním vodičem smyslových dat, ale kontrolním bodem, kde se setkává to, co přichází ze sítnice, s informací, která přichází shora z mozkové kůry o tom, co mozek predikuje.

Zpracování informace v mozku neprobíhá jednorázově, ale v uzavřené smyčce mezi LGN a mozkovou kůrou. Každé kolo této smyčky představuje iterativní zpřesňování odhadu reality: buď se vnitřní model potvrdí, nebo pozmění.

Realita, kterou vnímáme, tak není prostým součtem signálů ze světa, ale výsledkem tohoto neustálého dialogu. A to, že výsledek tohoto dialogu nemusí být vždy věrnou kopií naší reality, snad už vysvětlovat nemusím.

Závěrem?

To, že se tyto mozkové mystifikace promítají i do našich mezilidských vztahů, je nasnadě. Pokud je však člověk ochoten si tuto skutečnost alespoň zčásti připustit, začne nutně přehodnocovat nejedno ze svých rozhodnutí i vlastních reakcí.
Ale o tom třeba příště.

Autor: Radmila Frydrychová (radmila.frydrychova@seznam.cz)

Zdroje k článku:

Cite as: Jiang, L. P., & Rao, R. P. N. (2022). Predictive coding theories of cortical function. In Oxford Research.Encyclopedia of Neuroscience.

Kaitlyn M. Gabhart, Yihan (Sophy) Xiong , André M. Bastos (2025) Predictive coding: a more cognitive process than we thought? Trends in Cognitive Science. 29(7):627-640.

Friston, Karl (August 2018). „Does predictive coding have a future?“. Nature Neuroscience. 21 (8): 1019–1021.