Книга Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли - Станислас Деан

Но обнаружить с помощью эксперимента автографы сознания, которые повторяются снова и снова и наблюдаются у любого находящегося в сознании человека, — это еще даже не полдела. Нам следует поработать и над теорией: как возникают эти автографы? Почему они характерны для человека в сознательном состоянии? Почему внутренний осознанный опыт возникает лишь вследствие некоторых определенных состояний мозга? На сегодняшний день ответить на эти вопросы не может никто, но кое-какие серьезные и поддающиеся проверке гипотезы у нас все же есть. Мы с моими сотрудниками разработали теорию так называемого единого нейронного рабочего пространства. Мы полагаем, что сознание — это трансляция единого информационного потока в коре головного мозга: основой этого процесса является нейронная сеть, смысл существования которой сводится к активной передаче актуальной информации в пределах мозга.

Философ Дэниел Деннет метко обозвал эту идею «мозгошумом». Благодаря наличию единого нейронного рабочего пространства мы можем держать в голове любую идею, которая на нас сильно повлияла, причем хранить мы ее будем столько, сколько пожелаем, и к тому же можем включить ее в любые планы на будущее. Мозг стремится экономить вычислительные ресурсы, и сознание в этом ему помогает совершенно определенным образом: отбирает, уточняет и распространяет актуальные идеи.

Какие нейронные цепи отвечают за эту функцию трансляции, осуществляемую сознанием? Мы считаем, что распространением осознанных сообщений в мозгу занимается особый набор нейронов: гигантские клетки с длинными аксонами, которые пронизывают кору тут и там и образуют единую структуру. Когда мы попробовали воссоздать эту структуру с помощью компьютера, машина воспроизвела важнейшие явления, наблюдавшиеся в ходе экспериментов. В случае если участков мозга, признающих важность поступающей сенсорной информации, оказывается достаточно много, они синхронизируются и образуют единую масштабную коммуникационную сеть. Работа этой сети влечет за собой взрыв высокоуровневой деятельности, и характер этой причинно-следственной связи может служить ответом на наш вопрос об эмпирических автографах сознания.

Предсознательная обработка данных может быть достаточно глубокой, однако доступ в сознательный опыт привносит в нее еще один, дополнительный уровень функциональности. Транслирующая функция сознания позволяет нам производить удивительно мощные операции. Глобальная нейронная сеть открывает нам путь во внутреннее пространство, где мы можем ставить мысленные эксперименты и производить чисто умственные действия в отрыве от внешнего мира. Благодаря этому мы можем хранить важные данные так долго, как пожелаем, а можем перебросить их на любой другой мыслительный процесс и таким образом получить ту самую гибкость ума, которую искал Декарт. Как только информация оказывается осознана, она может быть задействована в длинной цепочке произвольных операций и не будет больше обрабатываться посредством рефлексов, зато может быть обдумана и переориентирована. А благодаря наличию связи с речевыми центрами мы можем передавать эту информацию другим.

Не менее важным свойством единого нейронного рабочего пространства является его автономность. Исследования последних лет показали, что в мозгу постоянно происходит интенсивная спонтанная деятельность, широкомасштабная внутренняя активность, исходящая не из внешнего мира, а изнутри, от нейронов, обладающих любопытным умением самостоятельно активироваться в отчасти случайном порядке. Получается, что метафора Декарта про орган неверна — единое нейронное рабочее пространство функционирует не на вводе-выводе и не нуждается в стимуляции для того, чтобы выдать результат. Напротив, даже когда человек оказывается в абсолютной темноте, нейроны беспрерывно транслируют глобальные паттерны мозговой активности, порождая то, что Уильям Джеймс назвал потоком сознания, — непрерывный поток бессвязных мыслей, идущих от наших текущих целей и лишь изредка — от информации, получаемой органами чувств. Рене Декарт и вообразить не мог такой машины, в которой вдруг пробуждались бы намерения, мысли и планы, формирующие в итоге поведение человека. А в результате, как я полагаю, получилась наделенная свободой воли машина, которая является разрешением проблемы Декарта и, похоже, неплохой моделью сознания.

Будущее сознания

Мы по-прежнему знаем о сознании очень и очень мало. Что ждет нас в будущем? В конце книги мы вновь обратимся к серьезным философским вопросам, однако на сей раз у нас будут на них ответы, данные наукой. Я покажу, что все более глубокое понимание сознания поможет нам не только разрешить некоторые сложнейшие вопросы о самих себе, но и поставит нас перед непростыми проблемами социального плана и даже позволит создать новые технологии, имитирующие вычислительную способность человеческого разума.

Конечно, понятно нам еще далеко не все, однако наука о сознании давно уже вышла за рамки простой гипотезы. Мы можем взяться за медицину. В бесчисленных больницах по всему миру лежат тысячи пациентов, пребывающих в коме или в вегетативном состоянии. Они полностью изолированы от мира, обездвижены, лишены речи, мозг их поражен в результате инсульта, аварии или кислородного голодания. Вернутся ли они в сознание? Что, если некоторые уже вернулись, но остаются «заперты» и не могут дать нам знать об этом? Быть может, мы, исследователи мозга, сумеем создать монитор, отражающий осознанные переживания в реальном времени, и тем самым помочь им?

Сегодня в моей лаборатории разрабатываются новые тесты, с помощью которых можно будет точно определить, находится ли человек в сознании. Информация об автографах сознания уже оказалась полезна многим клиникам, в которых содержатся коматозные больные, а вскоре мы с ее помощью сможем узнать, есть ли сознание у новорожденного младенца и в какой момент оно у него появляется. Конечно, никакая наука не станет превращать свои открытия в требования к другим, но я убежден, что, поняв, наделены ли коматозные пациенты или младенцы сознанием, мы сможем принимать более этичные решения по отношению к ним.

Еще одно интереснейшее применение науки о сознании лежит в области вычислительных технологий. Сможем ли мы когда-нибудь создать подобие нейронных цепей in silico? Достаточно ли у нас знаний для того, чтобы построить наделенный сознанием компьютер? Если нет, то в какую сторону нам следует двигаться? Теория сознания будет совершенствоваться, и в конце концов мы, вероятно, все же сумеем создать электронный чип с искусственной архитектурой, имитирующей деятельность живых нейронов и нейронных цепей. А что потом — машина, которая осознает себя? Сможем ли мы наделить ее чувством собственного «я» и свободой воли?

Итак, я приглашаю вас в путешествие на передний край науки, в квест, который придаст новый глубокий смысл греческому призыву «Познай себя».

1. Сознание на лабораторном столе

Как исследования сознания превратились в науку? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется начать с простейшего определения темы. Отложив на будущее неоднозначные вопросы свободы воли и самосознания, мы сконцентрировали свои усилия на гораздо менее глобальном вопросе доступа в сознательный опыт. Почему одни наши ощущения преобразуются в осознанное восприятие, а другие — нет? Проведя ряд несложных экспериментов, мы сумели создать минимальный контраст между сознательным и предсознательным восприятием. Сегодня мы можем в буквальном смысле слова превращать изображение в видимое или невидимое, как пожелаем, и полностью контролируем эксперимент. Мы выявили пороговые состояния, в которых один и тот же образ видим только половину времени, и благодаря этому можем даже заставить мозг переключаться самостоятельно, не трогая самого изображения. Затем нам очень важно получить интроспекцию наблюдателя, поскольку на ее основе мы узнаем о том, что проникло в сознание. В конце концов мы создали несложную исследовательскую программу, посвященную поиску объективных механизмов субъективных состояний, систематически возникающих в мозгу «автографов» — деятельности, которая свидетельствует о переходе от предсознательного восприятия к сознательному.