Книга Чеширская улыбка кота Шрёдингера: мозг, язык и сознание - Татьяна Черниговская

Огромный вклад в эту область знаний внес Г. Эйдельман с его теорией селекции нейрональных групп [Edelman, 2004, 2006]. Сознание, подчеркивает он, – это процесс, поток; сознание и внимание не одно и то же; оно сугубо индивидуально с по-прежнему неразрешенной проблемой qualia. Высочайшая степень функциональной пластичности и огромная плотность межнейронных связей (участок мозга величиной с булавочную головку может содержать чуть ли не миллиард связей, а если иметь в виду, что их комбинации могут быть различны, число сочетаний достигает запредельных величин) приводят к самоорганизации нейронов в некие модули. Эйдельман подчеркивает рекурсивно происходящий в мозгу обмен сигналами, с постоянной сменой картины в пространстве и времени, согласованием с данными памяти, поступающей информации и меняющимися контекстами. Справиться с параллельно идущими когнитивными процессами высокого ранга может только астрономически сложный мозг, и, по всей видимости, именно базируясь на основе селекции групп нейронов и формировании новых функциональных систем. В этой связи говорить об «отделах» мозга нужно с большой осторожностью: мы имеем дело со сложнейшей динамически модифицирующейся сетью, с огромным запасом прочности и взаимозаменяемости временно образующихся комплексов.

Языки людей устроены не так, как коммуникационные системы других биологических видов: сигнальные системы животных представляют собой закрытые списки единиц, тогда как человеческий язык (за исключением грамматических слов) – открытый список. Главная черта языка – продуктивность, то есть возможность создания и понимания бесконечного количества сигналов любой длины из конечного набора первичных единиц («атомов») – фонем. Язык представляет собой иерархическую структуру с цифровой организацией (фонемы, морфемы, слова, фразы, тексты) и использует рекурсивные правила. Синтаксис и морфология кодируют многоуровневые семантические структуры, превращая их в последовательно организованные интерфейсы (наш язык линеен!). Фонология обеспечивает возможность реорганизации конечного числа звуковых единиц в бесконечное множество единиц другого уровня – слов. Фонетические законы позволяют мозгу компрессировать эти единицы в акустические сигналы, спектральные и временные характеристики которых способно декодировать человеческое ухо.

Люди, насколько нам известно, единственные существа, обладающие сознанием и способностью к рефлексии. Такая уникальность серьезно обсуждается и даже подвергается сомнению, главным образом потому, что мы не имеем ясного представления о том, что именно считать сознанием. Важно и то, что большая часть когнитивной деятельности происходит не индивидуально, а координированно с другими людьми, и, стало быть, сознание может рассматриваться как распределенный между индивидуумами процесс, что на современном этапе развития экспериментальной науки изучать очень трудно.

Непосредственное отношение к проблеме происхождения языка и сознания имеет открытие зеркальных нейронов и вообще так называемых зеркальных систем [Rizzolatti, Arbib, 1998; Rizzolatti et al., 2002; Rizzolatti, Craighero, 2004]. Это дает бесспорные подтверждения принципиальной важности имитации и даже самого факта фиксации действий Другого в нервной системе для когнитивного развития в фило- и онтогенезе и даже для возникновения языка и рефлексии как основ сознания человека [Arbib, 2002; Arbib, Mundhenk, 2005]. Зеркальные нейроны были обнаружены в префронтальной моторной коре макак: было показано, что они картируют внешнюю информацию – действия, совершаемые другим существом, необязательно того же вида, но с понятной системой координат и интерпретируемым поведением. Зеркальные системы реагируют, когда субъект делает что-то сам, когда видит это действие или слышит о нем. Такие системы есть практически во всех отделах мозга человека и активируются при предвидении действия, сопереживании эмоций или воспоминании о них. Это показывает, на основе чего развился мозг, готовый для функционирования языка и построения моделей сознания других людей, – представления о состоянии Другого и планирования действий с учетом этого. Способность к экстраполяции, как и к синтаксическим процедурам, ее оформляющим, требует хорошо развитой оперативной и долговременной памяти и мощного мозга.

Функциональное картирование показывает, что активированными в этом случае оказываются левая медиальная префронтальная кора, орбито-фронтальная кора и левая височная кора [Goel et al., 1995; Fletcher et al., 1995; Levine et al., 1999; Vogeley et al., 2001], из других структур указывают также поясную борозду, заднюю часть поясной извилины, височно-теменную область и префронтальную кору [Gallagher et al., 2000]. Именно эти структуры оказываются нарушенными при шизофрении. В качестве нейрональной основы аутизма, при котором также грубо нарушены социальные навыки, были описаны амигдала, или миндалевидное тело, орбито-фронтальная кора и верхняя височная борозда [Baron-Cohen, 1995]. Искажение мышления при аутизме вызывается дисфункцией медиальных префронтально-париетальных нейрональных систем, выражающейся в невозможности эффективно модулировать нейронные связи в экстрастриарной зрительной коре и височных долях [Frith, 2002]. Повреждение орбито-фронтального кортекса приводит к нарушениям, встречающимся при шизофрении, – амбивалентности, импульсивности, отсутствию интереса к действиям других людей и возможности учета этого в выстраивании собственных поступков, стереотипному и неадекватному поведению; все это может протекать на фоне интактных интеллектуальных возможностей другого рода, в том числе и высокого уровня [Farrow et al., 2001]. Неудивительно, что исследования функций мозга у больных шизофренией методом функционального картирования показало значительное снижение активности амигдалы слева и гиппокампа билатерально [Gur et al., 2002].

Говоря об антропогенезе и развитии высших когнитивных функций и языка, нельзя обойти поиски так называемого языкового гена, или гена грамматики [Newmeyer, 1997; Ganger et al., 1998]. Исследования семей с языковыми нарушениями, отмеченными в разных поколениях, дали основания считать, что аномалии локализуются в определенном участке 7-хромосомы, содержащем около семидесяти генов. Зона поиска постепенно сужалась и в итоге привела к идентификации гена FOXP2 [Fisher et al., 1998; Ganger et al., 1998; Pinker, Jackendoff, 2005; Andrew, 2002], конечно не являющегося геном, отвечающим за язык, но поломка которого приводит к генерализованной дизартрии и нарушению автоматического использования регулярных синтаксических процедур, вызываемых дисфункцией передних базальных ганглиев. Недавно был верифицирован ген KIAA0319, имеющий прямое отношение к дислексии: данные были получены на трехстах двадцати двух пациентах с диагнозом специфические языковые расстройства (Specific Language Impairment) и указывают на нарушения в хромосомах ip36, 3pi2-qi3, 6p22 и I5q2 [Knowles, McLysaght, 2009; Rice, Smith, Gayán, 2009]. Это показывает бесспорность генетических основ языка, но ни в коей мере не говорит о том, что найден ген языка (что, по моему мнению, не произойдет никогда, так как трудно представить себе, что один ген может кодировать такую сложную функцию).

Мозг человека запредельно сложен: более одного квадриллиона синапсов, не говоря об упоминавшейся выше глии. Современный компьютер способен выполнить отдельную команду меньше чем за наносекунду, тогда как нейроны действуют в миллионы раз медленнее. Однако мозг сторицей восполняет это, совершая множество параллельных процессов, и, несмотря на гигантское преимущество компьютеров в физической скорости переключения, выполняет свои действия гораздо эффективнее.