Достижения мозга. Как этот орган стал самой сложной и влиятельной частью тела человека - Паоло Бартоломео

как герой комедии Мольера господин Журден говорил прозой, не зная об этом, мы тоже не отдавали себе отчет в том, что простое видение сцены запускает сложные процессы распознавания и категоризации в нашем мозге. А когда мы не видим эту сцену глазами, то остается рассчитывать только на силу воображения.

Глава 8

Сознание и внимание

Каждое утро при пробуждении мозг открывает нам возможность сознательного опыта для познания нас самих и внешнего мира. Как он совершает день за днем это маленькое чудо? Уже около тридцати лет нейробиологи занимаются изучением мозговых основ феномена, который они называют «нейронными коррелятами сознания». Формально этот термин обозначает минимальную совокупность нейронных событий, которых в итоге оказывается достаточно для появления сознательного восприятия. На практике предпринимается попытка выявления состояний мозга, которые теснее всего связаны с ним. Но отличить нейронные процессы, которые действительно оказываются вовлеченными в сознание от предшествующих процессов, и тех, которые являются их следствием – задача не из простых.

Глубинной проблемой в нейронауках сознания является следующая – возможно ли дать объективное, механистическое, «научное» объяснение субъективному опыту? Как наше тело, его механизмы восприятия и нейронная активность приводят к формированию субъективного восприятия? Эти вопросы, по мнению австралийского философа Дэвида Чалмерса, образуют hard problem – «трудную проблему сознания». Такие мыслители, как Томас Нагель, предполагают, что любой субъективный феномен преимущественно связан с одной-единственной точкой зрения, и поэтому невозможно убедиться в этом посредством простых физических процессов. В своей знаменитой статье «Каково быть летучей мышью?», опубликованной в 1974 году, он приходит к выводу, что нет никаких способов узнать опыт другого живого организма (такого, как летучая мышь), если не принадлежать к этому же биологическому виду и не обладать теми же инструментами для опытного восприятия мира.

Можно ли считать сознание совокупностью различных процессов?

Трудная проблема сознания остается одним из главных вызовов современной науки, так как нейробиологи, настроенные менее пессимистично по сравнению с философами (в противном случае им было бы невозможно добиться финансирования своих исследований!), все еще стараются ее решить. В последние годы появилось несколько новых теорий, в каждой из которых уточняется, как осуществляющаяся в мозге обработка информации приводит к сознательному опыту. Прогнозы этих теорий не всегда противоречат друг другу: в них просто могут подчеркиваться различные аспекты соответствующих процессов.

Давайте сделаем краткий обзор четырех самых известных теорий. В соответствии с «теорией рекуррентной обработки», сознательный опыт вытекает из активности, отражающейся в сенсорных зонах. Предположительно, наш сознательный опыт определяется множественным обменом информации между сенсорными зонами и соседними участками. Согласно этой теории, внимание необходимо не для создания представления на уровне сознания, а только для обретения способности рассказать о сознательном опыте. Иначе говоря, без внимания мы можем получать сознательный опыт, который, тем не менее, не способны передать, так как он мимолетен и быстро забывается.

В соответствии с «теорией интегрированной информации» считается, что для сознания информация должна исходить от сенсорных участков и интегрироваться затем в «горячую зону», расположенную в заднем отделе мозга. Сознание появляется, когда информация обрабатывается, скорее, глобально и последовательно, а не фрагментировано и изолировано. Согласно этой теории можно даже рассчитать степень интеграции информации, а следовательно, и сознания. Для обозначения этой величины стал использоваться символ ɸ (Phi) – этот показатель отражает количество дополнительной информации, которая генерируется при взаимодействии и комбинировании элементов системы по отношению к тому, что ожидается при условии, что элементы обрабатывались независимо друг от друга. Сознание отсутствует только у систем с нулевым ɸ – системы с ненулевым ɸ обладают сознанием в той или иной степени. Удивительным следствием этой теории является панпсихизм – идея, в соответствии с которой сознание считается фундаментальным свойством всех физических систем: все, что нас окружает, включая скалы, деревья и атомы, предположительно может обладать определенной степенью сознания. Между тем, рассчитать величину ɸ для особенно сложных систем, например, человеческого мозга, практически невозможно: для такого расчета требуется огромная производительная мощность, которая не под силу современным компьютерам.

По мнению других ученых, ментальное состояние обладает сознанием в силу того, что оно является объектом определенного типа метапрезентаций: сознательными будут только те репрезентации, которые являются объектами других репрезентаций. Например, репрезентация с содержанием «Я вижу красный дом» – это метарепрезентация, так как ее содержание касается тех представлений, которые, скорее, у меня есть о мире (это то, что я вижу), чем о самом мире (красный дом).

Наконец, в соответствии с «теорией глобального рабочего пространства», чтобы информация стала сознательной, она нуждается в распространении и сохранении в обширных сетях мозга. В отличие от теории интегрированной информации, подчеркивающей важность «горячей зоны» в заднем отделе мозга, нейронное глобальное рабочее пространство также включает передние (фронтальные) отделы мозга. Согласно этой теории очень слабый, близкий к порогу восприятия стимул нуждается в том, чтобы быть объектом внимания для последующего усиления и сознательной обработки.

Неполные теории

У всех этих теорий есть общая черта: для появления состояния сознания информация должна циркулировать и распространяться на более или менее длинные расстояния в мозге. Интересно, что, судя по всему, ни в одной из этих моделей не учитывается асимметрия между двумя полушариями мозга. Между тем нам известно, например, что инсульт в правом полушарии мозга часто вызывает синдром пространственного игнорирования: пациент становится крайне невнимательным по отношению ко всему, что находится слева от него, и в результате не осознает то, что происходит с этой стороны с внешним окружением и даже с его собственным телом. Такого почти никогда не происходит после поражения левого полушария.

Синдром пространственного игнорирования с правой стороны после инсульта в левом полушарии встречается гораздо реже, и он менее опасен и продолжителен по сравнению с синдромом левостороннего пространственного игнорирования после инсульта в правом полушарии.

Ученым все еще неизвестны глубинные причины, объясняющие это драматическое различие между клиническими последствиями инсультов для внимания и сознания в зависимости от поражения левого или правого полушария. Тем не менее с уверенностью можно утверждать, что это различие отражает серьезную асимметрию процессов сознания в человеческом мозге.

Связаны ли нейросети через белое вещество?

Наши научные исследования вокруг межполушарной асимметрии внимания и сознания строились на основании доказательства важной роли, которую играет проводящий путь белого вещества, соединяющий заднюю часть правого полушария головного мозга с его передними отделами. Дело в том, что опытным путем было доказано, что при дезактивации этого пути посредством электрической стимуляции в ходе хирургического вмешательства пациент временно утрачивает возможность сознательного восприятия левой части горизонтальной линии, расположенной