Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики - Пенроуз Роджер

Эта головоломка еще усложнится, если предположить, что в дальнейшем оба сознания можно было бы каким-то образом опять свести воедино. Повторное соединение разрезанных нервных волокон мозолистого тела на сегодняшнем этапе развития медицины исключается, но можно представить себе некий способ разделения полушарий, более мягкий, чем реальное разрезание нервных волокон. Например, нервные волокна могли бы быть временно заморожены или парализованы при помощи лекарственных средств. Пока я не слышал о подобных опытах, но думаю, что появление технических возможностей для их осуществления — это вопрос обозримого будущего. Тогда можно допустить, что после приведения мозолистого тела в работоспособное состояние, мы вновь получим одно сознание! Представьте, что это сознание ваше. Как бы вы себя чувствовали после того, как в течение какого-то времени были двумя независимыми личностями с отдельными «я»?

«Зрение вслепую»

Эксперименты по разделению полушарий мозга, помимо прочего, ясно показали, что наличие единственного «места для сознания» вовсе не обязательно. Но были проведены и другие опыты, результаты которых дают основание полагать, что некоторые участки коры головного мозга в большей степени связаны с сознанием, нежели прочие. Среди подобных опытов — изучение явления слепоты. Повреждение тех или иных участков зрительной коры может привести к слепоте в соответствующем секторе поля зрения. Человек не видит предмет, помещенный в этот сектор — у него появляется частичная слепота, связанная с этой конкретной зоной его поля зрения.

Однако, кое-какие любопытные изыскания (см. Вайскранц [1987]) позволяют говорить о том, что дела здесь обстоят совсем не так просто, как кажется. У пациента, называемого здесь и далее «D.В.», необходимо было удалить часть зрительной коры головного мозга, и после операции у него наступила частичная слепота в описанном выше смысле. Однако, когда что-либо (как правило, изображение крестика, кружочка или наклонного отрезка прямой) помещали в «слепую зону» и просили D.В. угадать, что это такое, он обнаружил, что может делать это с практически стопроцентной точностью! Эта способность к «угадыванию» оказалась неожиданной и для самого D.В., который при этом продолжал утверждать, что в этой зоне он вообще ничего не видит[204].

Изображения, формируемые на сетчатке, в свою очередь тоже обрабатываются не только зрительной корой, но и другими участками мозга, при этом один из наиболее загадочных из них находится в нижней части височной доли. Вполне возможно, что D.В. строил свои «догадки» на основе информации, полученной как раз этим участком нижней части височной доли. При активации этих областей не возникало никаких осознанных ощущений, однако информация в них, бесспорно, содержалась, проявляя себя только в точности «догадок» D.В. На самом деле, после соответствующей тренировки D.В. научился до некоторой степени осознавать информацию, относящуюся к этим областям мозга.

Все это, по-видимому, указывает на то, что отдельные зоны коры головного мозга (как, например, зрительная кора) имеют большее отношение к сознательному восприятию, чем другие, но некоторые из этих менее важных зон, очевидно, могут быть путем тренировок открыты для непосредственного доступа сознания.

Обработка информации в зрительной коре

Именно в зрительной коре процессы обработки информации изучены гораздо лучше, чем в других частях мозга. Для их описания был предложен целый ряд разнообразных моделей[205]. На самом деле, до того, как визуальная информация попадает в зрительную кору, ее частичная обработка проходит еще в сетчатке. (Вообще говоря, сетчатка считается частью мозга!) Одни из первых экспериментов по исследованию процессов обработки информации в зрительной коре были проведены Давидом Хьюбелом и Торстеном Визелем и в 1981 году принесли им Нобелевскую премию. В ходе этих экспериментов удалось показать, что определенные клетки зрительной коры кошки воспринимают в поле зрения линии, имеющие вполне определенный угол наклона. При этом соседние клетки были восприимчивы к линиям, расположенным под несколько иным углом. Часто не имело значения, что именно характеризуется таким углом наклона. Это могла быть граница между темной и светлой областью или просто темная черта на светлом фоне. Изучаемые клетки оказались способны абстрагироваться от конкретной природы объекта, имеющего свойство «угол наклона». Другие клетки были чувствительны к определенным цветам или к различиям между изображениями, регистрируемыми каждым глазом, что позволяет воспринимать объемные изображения. Продвигаясь далее от первичных областей восприятия, мы обнаруживаем клетки, которые чувствительны ко все более тонким аспектам восприятия того, что мы видим. Например, при взгляде на рис. 9.7 мы различаем очертания белого треугольника, однако линии, образующие сам треугольник, большей частью не изображены, но домыслены.

Рис. 9.7. Видите ли вы белый треугольник, лежащий поверх другого треугольника и прикрепленный к нему кольцом? Стороны этого белого треугольника нигде не нарисованы до конца, однако, в мозге есть клетки, ответственные за восприятие этих невидимых линий

Клетки, способные фиксировать эти «подразумеваемые» линии, действительно были обнаружены в зрительной коре (той, что называется вторичной зрительной корой)!

В начале 1970-х годов в литературе[206] появились заявления об открытии в зрительной коре мозга мартышек клеток, которые активируются только тогда, когда на сетчатку проецируется изображение лица. На основании этой информации была сформулирована «гипотеза бабушкиной клетки», согласно которой в мозге человека должны существовать определенные клетки, реагирующие только в тех случаях, когда в комнату входит его/ее бабушка! Недавние исследования показали, что есть клетки, реагирующие на определенные слова. Может быть, это шаг на пути к доказательству справед ливости гипотезы бабушкиной клетки?

Ясно, что нам предстоит еще очень много узнать о деталях процессов обработки информации в мозге. До сих пор очень мало известно о функционировании высших отделов мозга. Мы пока оставим эти вопросы и обратимся к самим клеткам мозга, которые позволяют ему осуществлять эту удивительную деятельность.

Как работают нервные импульсы?

Обработка информации в головном мозге (равно как и в спинном мозге и сетчатке) осуществляется уникальными по своему разнообразию клетками, которые называются нейронами[207]. Попробуем разобраться, как же устроен нейрон. Я схематично изобразил его на рис. 9.8.

Рис. 9.8. Нейрон (часто гораздо более удлиненный, чем на рисунке). Различные типы нейронов могут существенно отличаться по внешнему виду

Его утолщенная центральная часть, немного похожая на звезду и часто имеющая форму редиски, называется телом (сомой) нейрона и содержит в себе клеточное ядро. С одной стороны от тела нейрона отходит сильно вытянутое нервное волокно, называемое аксоном. Аксон иногда достигает действительно огромной длины (у человека — часто до нескольких сантиметров), если учесть, что речь идет всего лишь об одной микроскопической клетке.

Аксон служит «проводом», по которому передается исходящий из клетки нервный сигнал. От аксона в стороны могут отходить более мелкие ветви и, кроме того, аксон может несколько раз разветвляться. На концах каждого из этих нервных волокон находятся нервные окончания (терминали). По другую сторону сомы, а часто и отходя от нее во всех направлениях, располагаются короткие сильно ветвящиеся отростки — дендриты, по которым в клетку поступают входные данные. (Иногда и на концах дендритов встречаются терминали, образующие так называемые дендро-дендритные синапсы между дендритами. В дальнейшем я не буду их учитывать, поскольку связанное с ними усложнение общей картины несущественно.)