Как найти сознание в мозге

Тема мозга и сознания — одна из самых загадочных и необъяснимых тайн человечества. На протяжении многих лет ученые пытаются дать объяснения имеющейся взаимосвязи, однако до сих пор трудно говорить о каком-то прогрессе в решении данного вопроса. Рассмотрим существующие на сегодняшний день концепции, показывающие совершенно разные подходы к пониманию проблемы.

Тема мозга и сознания — одна из самых загадочных и необъяснимых тайн человечества. На протяжении многих лет ученые пытаются дать объяснения имеющейся взаимосвязи, однако до сих пор трудно говорить о каком-то прогрессе в решении данного вопроса. Рассмотрим существующие на сегодняшний день концепции, показывающие совершенно разные подходы к пониманию проблемы.

Тема мозга и сознания — одна из самых загадочных и необъяснимых тайн человечества. На протяжении многих лет ученые пытаются дать объяснения имеющейся взаимосвязи, однако до сих пор трудно говорить о каком-то прогрессе в решении данного вопроса. Рассмотрим существующие на сегодняшний день концепции, показывающие совершенно разные подходы к пониманию проблемы.

Тема мозга и сознания — одна из самых загадочных и необъяснимых тайн человечества. На протяжении многих лет ученые пытаются дать объяснения имеющейся взаимосвязи, однако до сих пор трудно говорить о каком-то прогрессе в решении данного вопроса. Рассмотрим существующие на сегодняшний день концепции, показывающие совершенно разные подходы к пониманию проблемы.

Специфика явлений субъективной реальности – отсутствие физических свойств. Описание этих явлений осуществляется в понятиях цели, смысла, воли, интенциональности, а описание мозговых процессов – в понятиях энергии, массы, то есть, между этими структурами отсутствует какая-либо логической связи. Д.И. Дубровский использует для решения поставленного вопроса информационный подход, суть которого заключается в 2 аспектах: 1) информация воплощена в своем физическом носителе 2) информация инварианта по отношению к физическим свойствам своего носителя.  

Поскольку явление субъективной реальности есть информация о предмете, то оно имеет свой определенный носитель, который понимается как сложная мозговая нейродинамическая система, то есть имеется связь явления субъективной реальности с мозговым процессом как информации со своим носителем. Это показывает, что данная связь является функциональной и представляет собой кодовую зависимость. Именно кодовая структура определяет качества субъективной реальности, то есть сознаваемого переживания мной данного чувственного образа.

 Исследование этой связи означает расшифровку мозгового кода данного психического явления, той информации в «чистом» виде, которая и выражает качество субъективной реальности.  То есть возможность оперирования чувствами, переживаниями, чувственными образами означает нашу способность управлять некоторым классом кодовых преобразований на уровне собственной мозговой системы.

Существующая модель глобального рабочего пространства сознания делает акцент на том, что содержание нашего сознания постоянно претерпевает изменения. Бернард Баарс считает, что неосознаваемые переживания обрабатываются локально в отдельных участках мозга, при этом мозг также отслеживает происходящие изменения в теле и памяти. Наши постоянно меняющиеся переживания осознаются только тогда, когда эта информация поступает в сеть нейронов, распределенных по различным областям мозга, называемых глобальным рабочим пространством. Это отражается в мгновенной скоординированной активности мозга, и наши переживания становятся содержанием сознания.

С точки зрения нейробиологии сознание отождествляется с процессами, протекающими в человеческом мозге. В фронтоинсулярной и передней поясной коре встречаются веретенообразные нейроны, составляющие всего 1% от общего количества. Их ключевая роль заключается в неосознанной регистрации происходящего вокруг нас и направлении нашего внимания на самые актуальные события. Помимо этого, обе области активируются, когда человек распознает свое отражение в зеркале, в результате чего можно предположить, что эти части мозга лежат в основе нашего самосознания, чувства собственного «Я».

Немаловажное значение в поддержании уровня сознания оказывает ограда (кляуструм) – базальное ядро или тонкая пластинка серого вещества головного мозга, которая исполняет роль проводника сознания, объединяя информацию, поступающую в разное время из разных областей мозга.  

Можно ли тогда сказать, что сознание – это и есть мозг? Думаю, что нет. Поскольку для этого нужно произвести идеальную замену ментальных терминов на неврологические и верифицировать нейронные процессы, что сделать невозможно.

Проанализировав возможные варианты взаимосвязи мозга и сознания, мы понимаем, как устроены области нашего мозга и нейронные связи, порождающие чувственные переживания мира. Благодаря существующим мозговым процессам, которые сопровождают сознательный опыт, мы совершаем действия, ощущаем чувство контроля и ответственности за наше тело и жизнь.

Изучение зависимости мозга и сознания друг от друга дает нам шанс осознать уникальность человека, его неповторимость и безграничные возможности, проникнуть в самую суть того, что значит быть человеком. Однако, несмотря на проделанную работу ученых, некоторые фундаментальные вопросы остаются без ответа и на сегодняшний день.

Ученые на протяжении многих лет занимаются поисками нервных коррелятов сознания. Однако до сих пор вопрос, какие именно области мозга отвечают за наличие сознательного опыта, остается открытым. Исследователи из Токийского университета предположили, что сознательные состояния могут быть связаны с активностью областей мозга, обладающих свойствами рекуррентных нейронных сетей. В своей работе, опубликованной в журнале Cerebral Cortex, они использовали разработанный ими метод  и применили его для анализа коннектома всего мозга мыши. Найденные ими области — преимущественно изокортикальные и таламические, а также ограда мозга — вполне соответствуют тем структурам, с которыми ученые ранее уже связывали сознательные процессы.

Схема выделения комплексов. Credit: Jun Kitazono, Yuma Aoki, Masafumi Oizumi / Cerebral Cortex 2022

---

Где в мозге находится сознание? Существует несколько подходов к поиску ответа на этот вопрос. Ряд ученых придерживается системной парадигмы, полагая, что у сознания нет определенных коррелятов. Однако существует и локализационистский подход, приверженцы которого считают, что в мозге есть конкретные области, которые могут выступать в качестве субстрата сознания наряду с областями, которые не связаны с сознательными процессами. В рассматриваемой нами работе исследователи занимались поиском таких нейронных сетей, которые могли бы считаться “the locus of consciousness”.

Гипотеза исследователей состояла в том, что области, в которых “живет” сознание, должны включать в себя нейронные сети, имеющие как с прямую (feed-forward processing), так и обратную (feedback processing) связь. Так, например, в сетчатке не могут протекать сознательные процессы, поскольку она связана с остальными областями мозга только посредством прямой связи.

Чтобы определить области, обладающие свойствами рекуррентных (то есть имеющих обратную связь) нейронных сетей, ученые действовали следующим образом. Сперва они определяли локализацию главного комплекса (a “main” complex) — нейронной сети с максимальной силой двунаправленных связей. Затем они искали области вблизи главного комплекса, обладающие меньшей силой двусторонних связей.

Таким образом, у них получилась иерархическая структура: главный комплекс — ядро, и близлежащие области — периферия. Для такого анализа они использовали разработанный ими алгоритм иерархического разделения для поиска комплексов (hierarchical partitioning for complex search, HPC), позволяющий идентифицировать комплексы с помощью иерархического разделения всей сети. 

Для исследования взаимосвязи между комплексами и сознанием ученые применили свой метод для анализа коннектома всего мозга мыши и выделили в нем комплексы. Они обнаружили, что комплексы с сильными двунаправленными связями включают в себя те области мозга, которые ранее считались главными кандидатами на роль коррелятов сознания (изокортикальные и таламические области, ограда мозга). Параллельно они провели анализ, в котором двунаправленность связей не учитывалась. Такой подход не позволил выделить комплексы. 

Авторы подчеркивают, что их анализ направлен на исследование анатомического, а не функционального коннектома, в то время как сознательный опыт связывают с определенными паттернами активности мозга. Так, они предполагают, что локализация двунаправленно связанных областей может изменяться со временем. Поэтому в будущем они планируют провести подобный анализ на данных нейрональной активности.

---

Текст: Евгения Букина

Bidirectionally connected cores in a mouse connectome: towards extracting the brain subnetworks essential for consciousness by Jun Kitazono, Yuma Aoki, Masafumi Oizumi in Cerebral Cortex. Published July 2022

https://doi.org/10.1093/cercor/bhac143

---

Сознание — рефлексия субъектом действительности, своей деятельности, самого себя. Оно порождается не природой, а самим человеком и окружающим миром, семьей, обществом.
В свое время Г. В. Ф. Гегелем были высказаны идеи о трех слоях в его учении о субъективном духе, который выделял три ступени в развитии субъективного духа: антропологию, феноменологию и психологию. Сегодня этот подход вполне применим к сознанию.

Введение. Понятие сознания

Вопрос о сознании у людей возникал с давних времен, но понимание проблемы и ее формулирование появилось сравнительно недавно, впервые явно упоминается в работе Рене Декарта. По традиции начну с Р. Декарта, который первым предложил отождествить психику и сознание (мышление). Сам термин сознание Декарт не употреблял.

Декарт определяет сознание как «все то, что совершается в нас осознанно, поскольку мы это понимаем. Таким образом, не только понимать, хотеть, воображать, но также и чувствовать есть то же самое, что мыслить».

Сознание — это рефлексия, включенная в различные умственные акты, такие как восприятие, мышление, сомнение, верование, волнение и т. д. Сознание представляет собой внутренний, незамутненный взор ума, от которого практически ничто не может быть скрыто. (по Дж. Локку).

Зигмунд Фрейд считал, что следует расширить определение сознания как преднамеренной и целенаправленной психической активности. Определение оказывается в равной мере применимым и к бессознательному. Фрейд, возможно первым, разглядел в содержимом бессознательного смысл и намерение.

Сознание — это способность оценивать сенсорную информацию, реагировать на нее критичными размышлениями и действиями и сохранять следы событий в памяти, чтобы прошлые отпечатки или действия могли быть использованы в будущем (А. Р. Лурия).

Бессознательное, по К. Юнгу, есть совершенный источник нашей общности и креативность. Коллективное бессознательное — это «образ мира, на формирование которого ушла вечность… Оно состоит из совокупности инстинктов и их коррелятов, архетипов. Подобно тому как каждый из нас обладает инстинктами, он также обладает запасом архетипических образов»
На бессознательном уровне в опытах обнаруживаются умственные процессы: восприятие, представление, намерение, вспоминание и т. п., где они недоступны для интроспекции.

Центральная догма нейробиологии. Основным объектом нейробиологии человека является нервная система, состоящая из двух больших частей:

а) центральной нервной системы (ЦНС), включающей и управляющий ею головной мозг;

б) периферической нервной системы, состоящей из периферических нервов, а также двух других подсистем — вегетативной нервной системы (делится на симпатический и парасимпатический отделы) и диффузной (соматической) нервной системы.

Головной мозг — важнейший орган ЦНС, который в свою очередь состоит из частей, т.е. областей или структур мозга (рис. А ). В основе догмы лежит предположение, что все нормальные функции здорового мозга и все их паталогические нарушения объясняются, исходя из свойств основных структурных компонентов мозга. Вся деятельность мозга определяется событиями, действиями, происходящими в определенных частях мозга.

Основные концепции сознания. Нервная система — это телесный орган и действует в пределах всего тела. Отдельные функции нервной системы осуществляются ее подсистемами, организованными в соответствии со своим назначением. Работает принцип передачи сигнала (возбуждение/торможение), а также структурный иерархический принцип.
В статье не раскрывается клеточный подход: нейрон, дендрит, аксон, синапс, сигнал и др.
Нейрон в рабочем состоянии — это заряженный конденсатор. На внешнем слое мембраны клетки концентрируются положительные ионы (ионы натрия — Na+), на внутреннем слое возникает отрицательный заряд. Если нейрон начинает (решает) действовать, то открываются натриевые канальцы, ионы проникают внутрь и начинается деполяризация — заряды нейтрализуются. Сигнал деполяризации бежит вдоль по аксону до синапса и далее по цепочке связей. Нейроны (клетки) ЦНС не делятся и не обновляются (их более 86 миллиардов), но со временем часть из них разрушаются, гибнут.

Адресуюсь к математикам, которые могли бы поучаствовать в создании отдельных алгоритмов и моделей функционирования сознания, а к специалистам по информационной безопасности с предложением заняться основами новой теории безопасности в целом и информационной в частности. Повод задуматься об этом я в статье высказал.

Что в сознании изучается

1. Феноменальный опыт сознания, т. е. непосредственное переживание картинки окружающего мира
2. Процессы переработки информации, осознаваемые и неосознаваемые — это область когнитивных коррелятов сознания.Стимул — слово на 30 миллисек не виден человеку, но мозг воспринял и обрабатывает. Река — берег.
3. Процессы нейрональных коррелятов сознания.

Для сознания справедливы и действуют следующие законы:

1. Закон Клапареда (закон осознания).Мы осознаем лишь в меру нашего неумения приспособиться. Чем более что-то употребляется автоматически, тем труднее оно осознается.
2. Закон смещения или сдвига. Осознать что-то — чаще всего — означает перевести это что-то в плоскость языка. Сознание может изменяться уменьшаться или увеличиваться, утрачиваться при обмороке. Возникло понятие «поле сознания», образно — это прожектор, луч которого освещает внешнее или внутреннее поле. Перемещение луча по полю выражается в явлениях внимания. Поле внимания или поле сознания бывает широким, узким, более или менее устойчивым, концентрированным или рассеянным.
3. Закон содержания поля сознания. Актуально сознаваемым является лишь то содержание поля сознания, которое определяется предметом действия, связано с мотивацией и целью действия.
4. Закон вытеснения (в подсознание). Нам желательно не осознавать неприятные вещи и они как бы вытесняются из поля сознания в область подсознания, где продолжают существовать, но уже не осознаются. Это предмет психоанализа (З. Фрейд).

Что же мы знаем о сознании на сегодняшний день? Сознание — это некоторый механизм в мозге, который выстраивает непротиворечивую картину мира, который позволяет нам контролировать наше поведение и в то же время позволяет нам объяснять его, строить интерпретации происходящего, прогноз будущего в окружающем мире.

Сознание является продуктом и результатом деятельности систем, к которым относится и индивид (личный опыт), и общество (общественное сознание), а не только мозг (разум, интеллект). Способность осознавать не является функцией какой-то одной части мозга. Скорее ее нужно искать в совместной деятельности отдельных систем мозга, каждая из которых вносит свой особый вклад в работу всей функциональной системы в целом. Психическая деятельность человека имеет трехуровневую структуру, включая сознание, подсознание и надсознание сверхсознание. Сознание включает то, что может быть передано речью другим. Подсознание защищает сознание от излишней работы (примеры стереотипов поведения) и психических перегрузок.

Сверхсознанию приписывают творческую интуицию, которая не контролируется сознанием и волей. Например, сверхсознание защищает нарождающиеся гипотезы от консерватизма сознания, от чрезмерного давления ранее приобретенного опыта. Игры детей тренируют сверхсознание, обладают самоценностью так как игра свободна от достижения утилитарных целей, в ней решаются бескорыстно-творческие задачи, приобретаются знания, умения и навыки.

Главными элементами сознания человека являются его ощущения, чувства и представления. Учеными отмечается, что основные процессы психики – это результат творческого синтезирования, который дает возможность сознанию открыть такие процессы, как апперцепция и перцепция. Что же такое апперцепция? Это процесс, с которым сознание реализует свой потенциал к самоорганизации, он противостоит принципу ассоциации, приводя к осмыслению и расстановке в правильном порядке всех психологических элементов.

Необходимость возникновения, формирования сознания, социальная обусловленность, вызвана у человека потребностью объяснить факт, что вещи не только существуют, но еще и отмечаются и познаются». Главная функция сознания — это познавание, другая функция — адаптация. Именно они способствуют успешности поведения.

Чаще всего среди систем мозга, формирующих сознание, называют:

• ретикулярную формацию ствола мозга, контролирующую уровни бодрствования;
• вторичные зоны задних (афферентных) областей коры полушарий, обеспечивающие хранение и регистрацию, поступающей сенсорной информации;
• наиболее важные медиальные зоны лобных долей, участвующих в формировании побуждений и программ действия, а также играющие основную роль в сознательной регуляции целенаправленного поведения.
• клауструм.

В настоящее время нейрофизиологи пытаются понять природу человеческого сознания, изучая клауструм — крошечную прослойку серого вещества глубоко в мозге.

В 2005 году была опубликована статья Фрэнсиса Крика и Кристофа Коха, в которой предполагалось, что Claustrum может играть определённую роль в работе сознания. Незадолго до своей смерти Френсис Крик также дал интервью директору Исследовательского центра высшей нервной деятельности (англ. Center for Brain and Cognition) Рамачандрану Вилейануру: «Рама, я думаю, что секрет сознания заключается в Claustrum, не так ли? Иначе зачем эта крошечная структура подключена к столь многим структурам мозга».

Несмотря на применение самых изощренных технологий, ученые пока не могут сказать, как «серые клетки» превращают потоки разрозненной информации от органов восприятия в яркий внутренний мир.

Далее выскажем пожелание читателю внимательно ознакомиться с рисунками А и Б, которые представляют материальную основу и организацию предмета дальнейшего изложения.

Рисунок А — Схема центральной нервной системы. Головной мозг

Рисунок Б — Схема вегетативной нервной системы. Римскими цифрами обозначены порядковые номера черепно-мозговых нервов

Важнейшим свойством таких систем является возможность создания недостающих им функциональных органов, своего рода новообразований (примером для мозга человека является новая кора), которые в принципе невозможно редуцировать к тем или иным компонентам исходной системы. Сознание должно выступать в качестве «суперпозиции» функциональных органов.

Свойства сознания

У. Джемс выделил четыре существенные черты сознания:

1. каждое состояние сознания является частью личного сознания;
2. в отличие от тождественности воспринимаемых нами объектов его состояния никогда не бывают абсолютно тождественными, они изменчивы;
3. непрерывность личного сознания;
4. избирательность, выражающаяся в частности во внимании и обдумывании.

Можно перечислить ряд характеристик феноменального сознания или сознания вообще: квалитативность, интенциональность, субъективность, приватность, отсутствие пространственного протяжения, невыразимость, простота, безошибочность, прямое знакомство и внутренняя природа. Таково рабочее определение сознания.

1. Квалитативность (качественность) — это то, каким образом вы испытываете свой внутренний субъективный опыт. Обычно это сенсорные характеристики: цвет, тактильные, вкусовые ощущения и т. д., а также эмоции.

2. Приватность сознательного опыта означает, что вы не видите то, как я вижу вас. Даже если в будущем изобретут средство увидеть то, чтό другой человек наблюдает в своем мозге, то все равно нельзя будет увидеть его сознание, ведь увиденное будет вашим собственным сознанием. Нейроны в мозге можно увидеть хирургическим путем, но с сознанием это не сработает, потому что это абсолютная приватность.

3. Отсутствие пространственного протяжения свидетельствует о том, что, когда я смотрю на белую колонну, моя голова не увеличивается на объем этой колонны. У ментальной белой колонны нет физических параметров.

4. Невыразимость ведет к понятию простоты и неразложимости на другие характеристики. Некоторые понятия невозможно объяснить через более простые. Например, как объяснить, что значит «красное»? Никак. Объяснение через длину волны не считается, потому что, если начать подставлять его вместо слова «красное», значение высказываний изменится. Некоторые понятия можно выразить через другие, но в первом приближении они все кажутся невыразимыми.

5. Безошибочность означает: вы не можете ошибаться насчет того, что находитесь в сознании. Вы можете заблуждаться в суждениях о вещах и явлениях, вы можете не знать, чтó стоит за ментальным образом, но если вы с этим образом сталкиваетесь, значит, он существует, даже если это галлюцинация.

6. Недоступность извне к сознанию. Даже зная, что кто-то не находится в бессознательном состоянии, это не дает возможности изучать его сознание.

7. Обобщенность и отвлеченность. Сознание оперирует не реальными предметами и
явлениями окружающего мира, а обобщенными и абстрактными понятиями, лишенными части атрибутов конкретных объектов действительности.

8. Целостность. Сознание психически здорового человека, как правило, обладает
целостностью. В рамках данного свойства возможны внутренние конфликты ценностей или интересов. При некоторых видах психических заболеваний целостность сознания нарушается (шизофрения – расщепление сознания).

9. Константность. Относительная устойчивость, неизменчивость и преемственность сознания, определяемые памятью. Константность сознания обусловливается свойствами личности.

10. Динамичность. Изменяемость сознания и способность к непрерывному развитию,
обусловливаемая кратковременными и быстро сменяющимися психическими процессами, которые могут закрепляться в состояниях и в новых свойствах личности.

11. Искаженность. Сознание всегда отражает действительность в искаженном виде (часть информации теряется, а другая часть искажена индивидуальными особенностями восприятия и установками личности).

12. Индивидуальный характер. Сознание каждого человека отличается от сознания других людей. Это связано с рядом факторов: генетическими отличиями, условиями воспитания, жизненным опытом, социальным окружением и пр.

13. Способность к рефлексии. Сознание обладает способностью к самонаблюдению и самооценке, а также может представлять себе, как его оценивают другие люди.

Кое-какие факты о сознании, его свойствах дают исследователю наблюдения за больными с дефектами и заболеваниями мозга, но систематическими исследованиями это, конечно, не является и ожидать больших успехов здесь не приходится.

Наличие уровня информационной интеграции. Определяется временем. Время, затрачиваемое на измерение информационной интеграции в сети нейронов, увеличивается «в геометрической прогрессии» по сравнению с числом рассматриваемых узлов – что означает, что даже при использовании наилучшей технологии вычисления могут длиться дольше, чем жизнь Вселенной. Новая идея подобных вычислений (Токер) за пару минут обеспечивает получение результата.

Функции сознания

Сознание не просто высшее личностное образование, оно осуществляет три взаимосвязанные функции: регуляцию психических процессов, регуляцию отношений и регуляцию деятельности субъекта (С. Л. Рубинштейн).

Две основных функции сознания выделяются в работах В.С. Ротенберга:

• Объективирование и закрепление в речи знания об объективной реальности и выделение из окружающей среды самого себя как субъекта познания этой реальности. С этой функцией сознания связано формирование значений.
• Выделение себя из окружающей среды в качестве субъекта – личности. Эта функция со-знания обеспечивает возможность самовосприятия и самооценки. С ней связано формирование личностного смысла.

Так же к основным функциям сознания можно отнести следующие:

• отражательная (принцип зеркала и памяти);
• порождающая (творческая, или креативная);
• регулятивно-оценочная;
• рефлексивная;
• духовная.

Трудная проблема (термин введен философом Дэвидом Чалмерсом, 1995 г.) сознания (англ. hard problem of consciousness) – это проблема объяснения того, почему у нас есть квалиа (ментальные состояния) или феноменальный опыт, как ощущения приобретают такие характеристики, как цвет или вкус; почему у субъекта появляются определенные состояния сознания, измененные состояния.

Другими словами, это проблема поиска ответов на два вопроса: каким образом мозг порождает сознание? И почему сознание существует, почему сознание возникает?

Общеизвестными научными методами ответов на эти вопросы пока получить не удалось.
К «легким» проблемам относят поиск ответов от третьего лица на вопросы типа: что делает сознание, какова его структура, как оно изменяется с течением времени?
Утверждается, что сейчас известно устройство и принципы функционирования головного мозга, как мозг контролирует поведение организмов и понимание самого поведения, но из этого отнюдь не следует понимание сознания.

Теории и методы изучения сознания

В число наиболее существенных и влиятельных нейробиологических теорий входят следующие:

• теория интегрированной информации (англ. integrated information theory);
• теория динамического ядра (англ. reentrant dynamic core theory);
• теория глобального рабочего пространства (англ. global workspace theory);
• теория нейронального глобального рабочего пространства (англ. global neuronal work-space theory);
• дуплексная теория зрения (англ. duplex vision theory);
• теория рекуррентной обработки (англ. local recurrence theory);
• теория микросознания (англ. microconsciousness theory);
• таламокортикальная теория (англ. thalamocortical binding theory);
• теория ощущения происходящего (англ. consciousness as the feeling of what happens).
• Теория когнитивного диссонанса (англ. A Theory of Cognitive Dissonance Леон Фестингер) и это разумеется не полный перечень.

Теория схемы внимания (англ.Attention_schema_theory Грациано М.С)

Когнити́вная систе́ма, когнити́вная структу́ра (от лат. cognitiо «познание») – система познания (человека), сложившаяся в его сознании в результате становления его характера, воспитания, обучения, наблюдения и размышления об окружающем мире.

На основе этой системы ставятся цели и принимаются решения о том, как надо действовать в той или иной ситуации, стараясь избежать когнитивного диссонанса. В основе когнитивной системы лежит взаимодействие мышления, сознания, памяти и языка; носителем такой системы является мозг (человека). Третьей чертой сознания Джемс назвал непрерывность из чего следует понятие потока сознания.

Единство сознания и деятельности. Линии «непрерывности» или «прерывистости» состояний сознания четко обозначены в патологии. Так, в выстраивающихся в непрерывную линию разных видах оглушения, сопоре и коме ярче всего выражена непрерывность сознания. В формах типа делирия, онейроида — смежность, а в формах типа сумеречных состояний, особенно при эпилепсии, — замкнутый мирок прерывности (Спивак Д.Л., 1989).

Исследование сознания представляет значительные трудности, а о расстройствах его приходится судить по косвенным признакам: мимика, жалобы (некоторые больные жалуются на неясность сознания), реакции на внешние воздействия, оценка ориентировки, внимания, мышления и другие.

Неинвазивные методы изучения сознания.

Для исследования психофизиологических механизмов бодрствования и сна широкое распространение получила электроэнцефалография. С поверхности кожи головы можно записывать и вызванные потенциалы мозга, которые возникают в ответ на различные сенсорные раздражители (световую, звуковую и иную стимуляцию).

Существуют неинвазивные технологии сканирования мозга, включая новые

• варианты МРТ,
• магнитоэнцефалографию (МЭГ – измерение магнитных полей, образующихся в результате электрической активность мозга),
• диффузионную трактографию (анализ пучков нервных волокон в головном мозге) и
• стандартная методика ТМS (трансчерепная магнитная стимуляция) определенных областей мозга, которая обеспечивает (по реакции мозга в различных его состояниях на такое воздействие), оценивание способности мозга интегрировать информацию.

Аналитическая интроспекция. В качестве метода изучения сознания длительное время выступала в основном интроспекция как систематическое использование самонаблюдения для научных целей. Для изучения различных состояний сознания используются описательные методы, основанные на наблюдении за собственным поведением и самоотчетах испытуемых о своих переживаниях.

Для изучения сознания все чаще стали использовать лингвистические методы, поскольку непосредственным репрезентативом сознания является язык в его речевой форме. Анализ изменений в характеристиках речи (лексика, семиотика и грамматика языка) при тех или иных психических состояниях, изменениях физиологических процессов в центральной нервной системе широко используется в психолингвистике и нейролингвистике. В настоящее время разработаны и количественные методики измерения изменений речи у лиц в обычном и измененном состояниях сознания (Спивак Д.Л., 1986).

Установлено, что в головном мозге существует регулярная сеть нейронов, напоминающая структуру возбуждения нейронов новой коры. Пространственное разрешение неинвазивных методов сканирования мозга постоянно увеличивается с невероятной скоростью.

Методы моделирования функционирования мозга

Моделирование выполняют с применением неинвазивных и инвазивных (с животными) методов.
Создано несколько крупномасштабных проектов по компьютерным моделям мозга, например, лаборатория в Колд-Спринг-Харбор получила 500 терабайт информации в результате сканирования головного мозга мышей, и выложила модель для общественного доступа в июне 2012 года.

Проект позволяет пользователям изучать мозг подобно изучению поверхности Земли программой Google Earth. Вы можете перемещаться внутри мозга и при более сильном приближении рассматривать отдельные нейроны и их контакты. Можно выделить определенную связь и следовать по ней вдоль всего мозга.
Другой проект HUMAN BRAIN: попытка смоделировать работу мозга на компьютере проект стоимостью в миллиард евро (2013 года). Проект подвергался учеными жесточайшей критике.

Тем не менее идея оказалась слишком привлекательной — схожие инициативы были запущены в США (BRAIN Initiative) и Китае. Сам Human Brain Project (НВР) продолжает работу, хотя и в скорректированном виде. Да и сам идеолог проекта Маркрам не пострадал от того, что не сдержал данное десять лет назад обещание, отмечает в своей «юбилейной» колонке один из самых влиятельных американских научных журналистов Эд Йонг. Маркрам обещал создать 3D-атлас характеристик мозга с разрешением в 50 раз лучшим, чем есть сейчас.

Инициаторы проекта BRAIN Initiative сформулировали задачу так: мы хотим получить, во-первых, полную карту спокойного мозга, т. е. каждую связь каждого нейрона; во-вторых, полную карту активного мозга, т. е. отслеживать в реальном времени (на экране монитора), как возникают, распространяются и гаснут возбуждения, как нейроны образуют активные подсистемы. До решения этой задачи пока далеко. Хорошая статья по данной тематике.

Аппаратное, макетное моделирование. Изображения полученные электронными микроскопами демонстрируют поразительное сходство устройства электронных микросхем (увеличить) и структур реального мозга. Нейронные сети создаются не только программные, но и аппаратные.

Рисунок В — фрагменты многослойных структур слева — электронная микросхема; справа- сеть нейронов новой коры мозга.

Рисунок Г — фрагменты многослойных структур — изображения регулярных связей нейронов в новой коре

При проверках гипотез разные состояния по уровням и областям мозга достигаются приемом различных медпрепаратов, которые изменяют уровни выхода важных трансмиттеров (специальных веществ, например, ацетилхолин, глутамат и др.). В условиях анестезии, по-видимому, полностью нарушается информационная интеграция мозга.

Антропный принцип в теории сознания

В рамках принципа формулируются вопросы: могла бы вселенная существовать без населяющих ее сознательных существ, насколько важно сознание для вселенной в целом? И другие, вопросы, например, намеренно ли законы физики задумывались такими, чтобы обеспечить существование сознательной жизни? Является ли наше место во вселенной – как в пространстве, так и во времени – каким-то особенным? Этот перечень и другие вопросы возникают в рамках научной гипотезы, называемой «антропный принцип».

О безопасности. Взгляните на планету Земля со стороны. Внутри планеты бушует огонь и пламя (о вулканах знают все), снаружи ужасные космические излучения, мертвый холод, а между этими «молотом и наковальней», стихиями природы тоненькая пленочка атмосферы, внизу которой ещё тоньше биосфера. Она развивается, информация стала ведущим направлением в развитии человечества. Пленочка эта существует миллиарды лет. Какие законы безопасности защищают, сохраняют ее столь длительное время, почему и зачем?

Понятно, что такая безопасность зиждется не на административно-правовом принципе (АПП), как это реализуется у людей в настоящее время. Безопасность обеспечивается строгим выполнением написанных инструкций, которые по предположению предусматривают все возможности нежелательных ситуаций. Нарушил инструкцию будешь наказан.

Изъяны АПП-концепции безопасности явные: Чернобыль, Фукусима, подводные лодки батискафы с людьми гибнут, лесные пожары уже становятся обыденностью и т. д., финансово-валютные организации (банки) лопаются, и это при наличии служб безопасности, наличии людей ответственных за безопасность. Написаны горы цветных книг (пример «оранжевая» книга), создана ГосТехКомиссия, замененная ФСТЭКом, и что?

Концепция «сильного» искусственного интеллекта (ИИ). В ней полагается, что «разум» возникает путем реализации сложного алгоритма, который последовательно воплощается объектами физического мира. Природа этих объектов значения не имеет. В качестве аппаратной части могут использоваться объекты любой природы и в них манипулируют нервные сигналы, электрический ток, текущий по проводам, приводные ремни трансмиссий, трубы водоснабжения и др. алгоритм рассматривается как нечто самодостаточное.

Здесь привлекается математический мир Платона, в котором алгоритм может существовать вне зависимости от любой физической реализации. «Математические понятия» обитают лишь в умах. Возникает своеобразный замкнутый круг: для возникновения алгоритмов требуются умы, а умы возникают лишь при наличии алгоритмов.

Видимое преобладание вещества над антивеществом в наблюдаемой части Вселенной называется барионная асимметрия.

Квантовая механика (наиболее фундаментальная теория материи из существующих) предоставляет учёным формулы, позволяющие очень точно прогнозировать результаты эмпирических наблюдений, однако рисуемую квантовой механикой картину мира очень трудно осмыслить. Поскольку проблема сознания не менее загадочна, многие исследователи предполагают наличие глубокой связи между двумя этими тайнами.

Предпосылки для разработки теории Сознания

Над источниками и причинами познания задумывались ученые разных специальностей. Психолог Юм, а за ним философ Кант и его последователи (Шеллинг, Гегель и др.) копнули проблему достаточно глубоко и основательно.

И. Кант не задавался вопросом, откуда берутся познавательные способности, он констатировал факт, что они существуют, и исследовал, как они работают. В результате Кант пришел к выводу, что существует система категорий, концепций, логических правил и методов вывода (таких как заключения относительно причинных связей между событиями), которые используются в познании природы.

Эта система «чистого разума» по Канту имеет априорный характер — она существует в нашем сознании прежде всякого опыта— и является основой научного познания природы. Эти положения можно считать исходной предпосылкой и возможностью. Концепция «чистого разума» подверглась жесточайшей критике (А. Шопенгауэр), но не по существу средств и методов познания.

Естественно, что приближение фиксированного мышления человека наложило свой отпечаток: Кант утверждает—и в рамках этого приближения вполне логично(!),— что так как «чистый разум» априорен, то наш рассудок в познавательном процессе предписывает свои законы природе: …хотя вначале это звучит странно, но тем не менее.

Другими предпосылками следует считать установленные факты, закономерности и законы. Перечислим основные отделы мозга и системы, связанные с ними. Часть подобных систем моделируется в компьютерах, на основе результатов разрабатываются устройства, вживляемые в организмы и заменяющие поврежденные природные органы.

Эти «мозговые протезы» при успешном функционировании свидетельствуют о том, что наука правильно осознала назначение и функции симулируемого органа. Это весьма важное и перспективное направление деятельности ученых.

Для разработки общей теории сознания очень важно установить организационный принцип, который обеспечил бы подходы к феномену Сознания (с большой буквы), доступные для экспериментальной проверки.

Система зрительной информации

Зрительный нерв, идущий от сетчатки, содержит всего 12 выходных каналов, через каждый из которых проходит лишь небольшое количество информации об объектах в поле зрения. Это не изображение с высоким разрешением, а лишь набор очертаний и указаний относительно объектов, попадающих в сцену. Мы в своем сознании воображаем себе окружающий нас мир на основании воспоминаний, хранящихся в новой коре, которая медленно интерпретирует серию образов, поступающих по параллельным каналам. Одни клетки посылают лишь контуры предметов (контраст), другие протяженные области одинакового цвета, третья группа клеток – воспринимает и передает исключительно фон за объектом.

Насколько неверные представления мы получаем в жизни о собственной зрительной системе. Многие думают, что мы глазами видим мир во всем объеме. На самом деле мозг получает от 12 каналов очень мало лишь подсказки, контуры в пространстве и времени. Если увеличить детальность, т.е. объем информации, то кора мозга (или ИИ) просто не справится с её обработкой. Разработчикам и создателям ИИ давно ясно, что оставлять для обработки следует лишь самые заметные детали. Дальше работает иерархический принцип обработки, восполняя картину окружающей действительности.

Обычно нам кажется, что зрение — сознательная функция: если я вижу, значит, я осознаю. В случае «слепого зрения» пациент отрицает, что он что-то видит, однако, если его попросить угадать, чтó находится перед ним, он угадывает. Все дело в том, что у нас есть два зрительных пути: один — «сознательный» — ведет в затылочные зоны коры головного мозга, другой — более короткий — в верхний отдел коры. Если у боксера будет работать только сознательный зрительный путь, он вряд ли сможет уворачиваться от ударов — он не пропускает удары как раз благодаря этому короткому, древнему пути.

Зрительное восприятие — это когда вы можете сказать, «что» и «где», а зрительное ощущение — это когда при этом вы еще имеете ментальную картинку. Выполняется примерно одна и та же когнитивная функция распознавания объекта, но в одном случае это распознавание сознательно, а другом — нет. «Слепое зрение» — это зрительное восприятие без сознания.

Чтобы какая-то функция в мозге была сознательной, нужно, чтобы выполнение определенной когнитивной задачи сопровождалось внутренним субъективным опытом.

Именно наличие приватного опыта является ключевым компонентом, позволяющим сказать, есть сознание или нет. Это более узкое понятие называется феноменальным сознанием (phenomenal consciousness).

Система звуковой информации. Здесь ситуация аналогичная. Особенно впечатляющим является пример с телеигрой «Угадай мелодию». Оказывается, часто для угадывания мелодии достаточен совершенно малый набор нот. Двух, трех звучащих нот оказывается достаточно для угадывания всего произведения.

Сознание игрока, обращаясь к предшествующим записям мелодий в коре, восполняет ноты в полном объеме, но у разных игроков число этих нот разное, в зависимости от того, что у кого было записано и структурировано в коре. Именно эти подходы, основанные на понимании способности человеческого слухового аппарата сфокусироваться на одном конкретном источнике звука, использованы при внедрении микрофонов в телефонах сотовой связи. Далее схема обработки слуховой информации (стр. 114 Рэя)

Рисунок 1 – Схема обработки слуховой информации в подкорке новой коры

Другие сенсорные источники

Сотни мегабит в секунду, включая входные сигналы от нервных клеток кожи, мышц, внутренних органов и других зон приходят в верхнюю часть спинного мозга. Это тактильная информация, температура, уровни кислотности, перемещение пищи по пищеварительному тракту и данные о множестве других органов. Такая информация обрабатывается средним и стволом спинного мозга. Нейроны первого слоя создают карту тела, отражающую его текущее состояние. Эту карту можно сравнить с изображением на экране оператора радиолокационных станций, когда отслеживают движение целей (самолетов, БПЛА, ракет). Дальше информация передается отделу мозга, называемому таламусом.

Таламус. Таламус выполняет множество функций, например, через него вся предварительно обработанная сенсорная (тактильная, зрительная, звуковая, …, исключая возможно обонятельную) информация направляется в специализированные отделы коры головного мозга. Таламус непрерывно поддерживает контакт с новой корой. Ее распознающие модули посылают в таламус предварительные данные и получают ответы в виде возбуждающих и ингибирующих сигналов от 6-го уровня каждого модуля. Самих модулей в новой коре сотни миллионов.

Направленное мышление без сигналов таламуса не работает. Ключевая роль таламуса состоит как раз в сосредоточении внимания, на хранящихся структурированных списках коры, заставляющих нас думать в определенном направлении или следовать определенному плану действий.

«Каждый знает, что такое внимание. Это сосредоточение мыслительного процесса, в четкой и яркой форме, на одном из нескольких одновременно существующих объектов или цепочек мыслей. Ключевые элементы этого процесса – локализация, концентрация и осознание. Процесс состоит в удалении одних вещей для более эффективного обдумывания других…» Уильям Джемс.

В завершении этого описания отметим, что наша рабочая память способна одновременно удерживать четыре вопроса – по два в каждом полушарии мозга. До конца не ясно, руководит ли таламус новой корой или наоборот, но для нормального функционирования организма нужны оба отдела. На рисунке 2 представлена схема управления элементами организма, верхний уровень которой реализуется сознанием.

Рисунок 2 – Схема информационной системы регуляции мозгом (сознанием) функций организма

Общепринято, что сознание живых организмов связывается с мозгом и в первую очередь с мозгом человека. Отмечая важную роль человеческой речи для возникновения и наличия сознания, выбор человека как объекта и носителя сознания достаточно предсказуем. Здесь важно понимать и знать, что есть организм (индивид), обладающий мозгом, изучена его структура, элементы, связи элементов, выявлены функции, возлагаемые на мозг организмом в целом. Понятно, как мозг функционирует, чем руководствуется, определяя поведение организма, т.е. каковы показатели и критерии эффективности такого функционирования. Последнее положение весьма тесно связано с требованиями вида (организма), целями, задачами, ресурсами, условиями внутренними и внешними, ограничениями и др. Кстати не решен пока и такой вопрос мозг принадлежит организму или наоборот организм принадлежит мозгу.

Гиппокамп. Гиппокамп распределен в обоих полушариях, и имеет вид подковы, расположенной в медиальных височных отделах мозга. Основное его предназначение – запоминание новых событий. Его собственная память не имеет иерархического строения. Новизну событий определяет новая кора и она решает, что информацию о них нужно представить гиппокампу. Например, новой коре не удается распознать определенный набор черт (новый самолет) или известный портрет, знакомая ситуация приобрела новые характеристики.

Считается, что гиппокамп запоминает такие ситуации путем отсылок к новой коре, и эти воспоминания фиксируются в новой коре как образы низкого порядка.
Емкость гиппокампа ограничена, следовательно, хранящиеся в нем воспоминания не-долговечны. Двусторонние повреждения гиппокампа исключают запоминание новых событий, но ранее запоминавшиеся события сохраняются в нем. Исследователями создан искусственный гиппокамп «протез» подсистемы мозга. Он имплантирован животным (2011 г.) и с ними проведены эксперименты.

В выводах отмечается «… эксперименты показали, что нейронные имплантаты способны в реальном времени идентифицировать процесс кодирования и манипулировать им, восстанавливая и даже улучшая когнитивные мнемонические процессы». Особенно
перспективно создание нейронных имплантатов для людей, которые могли бы сглаживать первую фазу повреждений в ходе развития болезни Альцгеймера, так как именно при этом заболевании гиппокамп человека повреждается в первую очередь

Мозжечок. Мозжечок — отдел старого мозга, который на заре человечества контролировал практически все движения гоминидов. В нем по-прежнему содержится половина всех нейронов мозга, но масса его составляет около 10% массы всего мозга. Просто нейроны в нем маленькие, а сам он размером с кулак. Для мозжечка характерна повторяемость структур, которые образованы сочетанием нескольких нейронов, повторенных миллиарды раз. Структура его подобно новой коре равномерна. Мозжечок координирует движения и регулирует сокращение мышц. Удаление или повреждение мозжечка не приводит к параличу, но нарушает мышечную координацию. Нитку в иголку продеть не удается. Установлено, что клетки Пуркинье в мозжечке контролируют последовательность движений, и каждая клетка чувствительна к определенной последовательности.

Описание функционирования мозга

Описание функционирования мозга будем рассматривать в соответствии со структурой сознания на фоне функционирования организма в целом. Обычно структурными элементами сознания называют следующие:

• разум (мышление),
• память,
• волю,
• воображение,
• внимание,
• чувства,
• эмоции,
• представления (понятия),
• ощущения,
• речь.

Разум человека — это способность (компонент мышления) связывать и видеть в единстве процессы, явления и факты и обобщать их. Другим важным компонентом мышления является рассудок, как способность выстраивать логический ход суждения, строгость доказательств и правильность выводов. Разум — связывает (синтезирует), рассудок — разделяет (анализирует).

Деятельность сознания — это в основном анализ и синтез (преобразование) действительности.
Основные жизненные процессы и сама жизнь человека описана (закодирована) в ДНК клеток. С рождением человека в его организме запускается информационная программа, работа которой рассчитана на определенное время, называемое жизнью человека. В нормальных условиях жизнедеятельности некий счетчик отсчитывает временные такты, отведенные на жизнь, переводя их в часы, сутки и годы.

Функциональная компьютерная модель головного мозга(см.здесь).

Каждый миг жизни, проживаемой человеком, программа решает, что делать дальше, в последующий миг. Основным критерием, которому должно удовлетворить принимаемое решение, является сохранение на генетически заданном уровне порядка, или энтропии, либо возникшей полезной для вида (человека) мутации.

Поддержание показателей внутренней среды организма практически на постоянном для нормы уровне осуществляется нервным центром, включающем мозг. Реализуется это с помощью управления (регуляции) функционированием различных органов и физиологических систем, объединяемых в единую функциональную систему – организм. Укрупненно это иллюстрируется рисунком 3.

Рисунок 3 – Схема строения и функционирования систем организма по П. К. Анохину

В рамках гипотезы Вернона Маунткасла механизм работы коры головного мозга для всех людей практически одинаков. Но действие нейронных ансамблей коры создает у каждого человека уникальное сознание – «Я», отличное от всех других.

Так сенсорные стимулы поступают на периферические нервные окончания, далее их копии передаются в мозг (в кору). Мозг использует их для создания динамичных и постоянно обновляемых нейронных карт внешнего мира, нашего места и ориентации в нем, а также происходящих в нем событий. На уровне ощущений возникающие образы практически у всех людей одинаковы, они легко идентифицируются путем вербального описания или по одинаковым аппаратно регистрируемым реакциям.

Но, помимо этого, каждый образ связан с генетической информацией и с накопленным индивидуальным опытом, который и делает каждого из нас неповторимым и уникальным. На основе этого интегрального опыта каждый из нас конструирует на высшем уровне своего перцептивного опыта свой собственный очень личный взгляд изнутри.

Самосознание. Самосознание возникает в ходе развития сознания личности, по мере того как она становится самостоятельно действующим субъектом. Самосознание есть не столько рефлексия своего Я, сколько осознание своего способа жизни, своих отношений с миром и людьми.

При рассмотрении самосознания выделяют компоненты:

• Сознание своих психических свойств, как результат самонаблюдения.
• Сознание «Я» как активного начала, как субъекта деятельности.
• Сознание тождественности, отличающее ощущения от собственного тела, от ощущений, вызываемых внешними предметами и явлениям.
• Сознание способности к социально-нравственной самооценке.

Личность в ее реальном бытии, в её самосознании есть то, что человек, осознавая себя как субъекта, называет своим «Я». Я – это личность в целом, в единстве всех сторон бытия, отраженная в самосознании. Реальная личность, которая, отражаясь в своем самосознании, осознает себя как «я», как субъекта своей деятельности, является общественным существом, включенным общественные отношения, выполняющим те или иные общественные функции.

Самосознание – это динамическая система представлений человека о самом себе, осознания им своих физических, интеллектуальных и других качеств, самооценка качеств, а так же субъективное восприятие влияющих на данную личность внешних факторов (Л.М. Митина).
Самосознание есть всегда сознание самого себя как сознательного субъекта, человека, реального индивида, а вовсе не сознание своего сознания (И.И. Чеснокова).

Большинство психологов рассматривают самосознание как единство трех сторон –
самопознания, эмоционально-ценностного отношения к себе и саморегулирования.

Сторонами внутреннего строения самосознания является знание и отношение.

Знание о себе представлено в виде представлений и понятий о себе. Знания человека о самом себе, как реальном субъекте различных видов деятельности, является многообразным по своему составу и по форме отражения. Оно может отражаться как на непосредственно-чувственном уровне, так и на абстрактно-логическом уровне.

Отношение к себе выражается в характеристиках эмоциональной сферы: эмоциях, чувствах, в адрес собственного «Я». В результате рефлексии формируется понятие о самом себе или обобщенно-устойчивый «Я-образ» (Я-концепция).

1. Активность. Сознание связано с деятельностью, с активным взаимодействием с окружающим миром.
2. Избирательный характер. Сознание направлено не на весь мир в целом, а только на определенные его объекты (чаще всего связанные с какими-то нереализованными потребностями).

Уровни и виды состояния сознания

В.М. Бехтерев выделял 6 уровней (форм) сознания:

• Сознание своего тела;
• Сознание окружающего пространства;
• Сознание времени;
• Сознание своей личности;
• Сознание своего сознания;
• Сознание своего существования.

При исследование сознания на ориентировку различают:

• ориентировку во внешней среде, т.е. месте, времени и окружающих лицах (аллопсихическая ориентация);
• ориентировка по отношению к самому себе — как в плане «схемы тела» (соматопсихическая ориентация), так и в плане психической жизни (аутопсихическая ориентация).

Ю.Б. Гиппенрейтер предлагает следующую уровневую структуру сознания:

А) Отсутствие сознания, непрерывность его функционирования.

Б) Подсознание включает неосознаваемые механизмы сознательных действий. Состоит из трех подклассов:

• Неосознаваемые автоматизмы, возможно осознаваемые в прошлом;
• Явления неосознаваемой установки;
• Неосознаваемые сопровождения сознательных действий (непроизвольные движения, мимика).

В) Предсознание определяется как неосознаваемые побудители сознательных действий (сновидения, ошибки, оговорки), невротические симптомы.

Г) Сознание;

Д) Сверхсознание – это процессы длительной и напряженной работы сознания, в результате которой появляется некий интегральный итог в виде новых отношений, чувств, поступков ранее не осознававшихся (творчество, интуиция, катарсис).

Виды состояния сознания

Различают следующие виды состояния сознания:

1. Ясное сознание;
2. Неясное сознание, при котором больной, хотя и разумно, но с опозданием отвечает на вопросы, недостаточно ориентирован в окружающей обстановке;
3. Ступор — оцепенение; при выходе из этого состояния на вопросы отвечает недостаточно осмысленно;
4. Сопор — отупение; на окружающее больной реагирует, однако реакция носит эпизодический, далеко не адекватный характер, связно объяснить, что с ним происходило или происходит, больной не может;
5. Бессознательное состояние — кома (угнетение сознания, нередко с расслаблением мышц).

Нарушение сознания может зависеть от различных патологических процессов в центральной нервной системе, в том числе связанных с расстройством мозгового кровообращения, которое чаще возникает у пожилых лиц при динамическом нарушении кровообращения в результате спазма сосудов, но может быть связано со стойкими анатомическими нарушениями в виде кровоизлияния или ишемии мозга. При этом в ряде случаев сознание может сохраняться, но бывают выражены расстройства речи. Сопорозное состояние может развиваться при инфекционных поражениях мозга, в том числе менингите.

Нарушения сознания, включая коматозные состояния, возникают чаще при значительных сдвигах в системе гомеостаза, к чему приводят тяжелые поражения внутренних органов.
Обычно во всех случаях такого эндогенного отравления имеются те или другие нарушения дыхания (дыхание Чейна-Стокса, Куссмауля и др.).

Измененные состояния сознания

Имеется много веществ, изменяющих сознание. – от таких обычных, как кофеин и алкоголь, самый распространенный наркотик, до сильнодействующих галлюциногенов вроде ЛСД.
Отключенное сознание – нулевые затраты времени при полном отключении. Частичное
отключение различных групп нейронов (прием препаратов пропофола, ксенона, кетамина)
Все известные подходы, часто называемые теориями, не выходят за рамки предлагаемых частных гипотез по частным вопросам, даже претензии на фундаментальность не выглядят сколь-нибудь основательно, так как оказываются весьма ограниченными.

Другой путь — медитации – это основа большого количества терапевтических методик, таких как имажинативная психотерапия, аналитическая психология, аутогенная тренировка и другие духовные практики, способствующие изменению состояний сознания.

К измененным состояниям относят:

• аффект — бурная реакция на явление, кратковременная эмоция, например, испуг,
• экзальтация — повышенная возбудимость, необычная оживленность,
• экстаз — высшая степень восторга, прилива творческих позывов, воодушевления.
• эйфория — состояние довольства, чрезвычайного приподнятого настроения,
• катарсис — просветление, духовное облагораживание чувств, очищение,
• сон,
• гипноз, гипнотическое состояние под воздействием гипноза.

Как правило, гипноз сопровождается следующими характеристиками:

• открывается доступ к информации, содержащейся в бессознательном;
• человек впадает в транс;
• его влечение становится невозможно контролировать;
• его воображение играет очень яркими красками;
• он сонлив;
• он чувствует себя расслаблено;
• у него начинают проявляться архаичные инстинкты;
• проявляется абсорбция.

Абсорбция – это способность человека находиться в особых состояниях сознания, будь то наркотическое опьянение, медитация или гипноз. В ежедневных ситуациях проявление абсорбции есть ничто иное, как повышения степени фантазирования.

Заключение

Приведенные положения и факты, изложенные с разной степенью подробности, служат для ознакомления читателя с проблематикой науки о человеке, для ориентировки тем, кто хочет попробовать свои силы в развитии этого направления. Достижения огромны, но открытия делаются не только специалистами в узких областях. Стыки наук — огромный источник идей и творчества.

Показано, в каких направлениях эти науки движутся (я здесь даже не упомянул о грандиозном успешно завершенном проекте «Геном человека»), в какой мере развивается моделирование функциональных систем человеческого организма. Экономический успех «Генома» (каждый доллар, потраченный на него, вернул экономике США 140 долларов) и вдохновил американское руководство на спонсирование еще одной «карты», на этот раз – нейронной активности мозга.
Перечислены и названы свойства, функции, уровни, теории и методы изучения сознания. Дана их характеристика.

Показано сходство материальных структур на нанотехнологическом уровне или внешнее сходство структур нейробиологических и электронных приборов.

Глобальный подход к феномену жизни в космологическом аспекте затронут слегка, намеком.
Как писал В.В. Маяковский: «Если звезды зажигают, значит, это кому-нибудь нужно». Если Жизнь и Разум в космосе возникли…, на что они могут быть способны? Возможно сам космос со временем будет управляться ими.

Всем известно, что наша психика и мозг неразрывно связаны, но как именно? И где же находится наше осознание? Генерируется ли оно мозгом, или нет? Над этой загадкой долгое время бились лучшие умы человечества.

Ученые выяснили, что наше сознание находится в стволе мозга. Известно, что если повредить мозг, человек с большой вероятностью умрет или сойдет с ума, либо утратит часть своих функций — какую именно, зависит от того, какой отдел мозга будет поврежден.

Некоторые пациенты с повреждениями мозга остаются живы, но впадают в кому, то есть лишаются сознания. В то же время, известны случаи, когда человек жил при отсутствии значительной части мозга, утратив свои функции лишь незначительно. Нейродегенеративные заболевания превращают людей в «овощ» — человек функционирует, но утрачивает свои когнитивные функции, память и речь. Присутствует ли у него сознание? Новые открытия должны пролить свет на эти вопросы.

Опыт гарвардских ученых

В новом исследовании, проведенном учеными из Beth Israel Deaconess Medical Centre при Гарвардской медицинской школе в 2016 году, было выявлено три особых зоны, отвечающих за наличие сознания у человека. Как ни странно, все они находятся в стволе мозга.

Ведущий исследователь Майкл Фокс утверждает, что впервые была обнаружена связь между определенными участками ствола мозга, отвечающими за бодрствование, и регионами, связанными с сознанием.

Считается, что сознание включает в себя два компонента — это бодрствование и осознание. В оригинале формула сознания выглядит так: «Arousal + Awareness = Consciousness»

Первый компонент, бодрствование (Arousal) контролируется стволом мозга, и там же находятся центры, отвечающие за дыхание и сердечный ритм. Интересный факт, что у спящего человека меняется тип дыхания, оно становится автоматическим, более медленным и глубоким, больше включающим в процесс мышцы живота и нижнюю часть диафрагмы. Именно такой тип дыхания тренируют йоги, называя его «пранаямой». Сердечный ритм у спящего также немного замедляется.

Но где именно находится осознание, никому прежде определить не удавалось. Гарвардской команде удалось выявить не только конкретную область ствола, отвечающую за пробуждение, но и два участка коры, связанных с ней.

Для исследований были выбраны 36 пациентов с разрывами ствола мозга, из которых 12 находились в коме, а 24 пребывали в сознании. Всем им были сделаны МРТ и построена карта мозга – коннектома, чтобы выяснить, в каком участке находятся различия. Это оказалась небольшая область в стволе головного мозга — так называемая ростральная дорсолатеральная покрышка моста (rostral dorsolateral pontine tegmentum). У всех больных в коме она была повреждена, тогда как из пациентов, находящихся в сознании, лишь один имел повреждения в этой области.

Затем ученые изучили карты мозга здоровых людей, чтобы выяснить, какие его части полностью связаны с этой областью ствола. И такие области были найдены: одна из них оказалась расположена в левой вентральной островковой доле, а вторая – в прегенуальной передней поясной коре. Обе эти зоны также связаны с бодрствованием и осознанием.

Что такое сознание: теории, онтогенез

Люди на протяжении веков задавались вопросом, что такое сознание и насколько оно связано с мозгом. Наиболее подробно изучили эту тему философия и психология. В настоящее время существует множество теорий сознания, некоторые из которых крайне сложны и основаны на специфических философских понятиях.

Одним из первых, кто поднял проблему сознания, был Рене Декарт: он разделил понятия души и тела, считая, что тело «омрачает нас», а душа, будучи разумным началом, борется с телесными страстями.

В философии есть более широкое, идеалистическое понятие сознания как некой идеальной, самостоятельной сущности, субстанции, способной творить мир. В более узком смысле — это высшая форма психической деятельности человека, осознание себя в качестве субъекта. Связь сознания и мозга для философии весьма сомнительна, некоторые деятели до сих пор пытаются доказать, что сознание не имеет никакой материальной основы.

В психологии также есть множество определений, одно из наиболее распространенных — это определение Л. С. Выготского: «Сознание — это рефлексия субъектом (человеком) действительности, своей деятельности и самого себя». Принято считать, что это форма психической активности, присущая только человеку, которая заключается в обмене информацией с окружающим миром и отражении ее во внутреннем мире.

Выготский также считал, что сознание не существует вне общества и формируется только в общении с другими людьми, сопровождаясь обменом информацией при помощи речи. Другой известный психолог, А. Н. Леонтьев, считал, что сознание в самом начале существует как некий психический образ окружающего мира, и лишь затем через деятельность человек сам включает себя в этот образ.

Очевидно, что сознание ребенка отличается от сознания взрослого человека, но так как ребенок до некоторого возраста еще не владеет речью, сделать выводы о состоянии его сознания довольно трудно. В общении со взрослыми, через игру, ребенок осваивает знаковые системы, принятые в обществе, и таким образом переходит от конкретного, предметного мышления к абстрактному.

В процессе развития мозга формируются новые нейронные связи, ребенок постигает речь и понятийные системы, принятые в обществе, теперь он может назвать каждый предмет и явление в окружающем мире. В то же время, его картина мира становится ограниченной: все вещи уже имеют свое название, и есть некоторое знание о них, полученное от взрослых, в основном от родителей. Таким образом, сознание связано с развитием мозга и также развивается вместе с ним.

Сознание и бодрствование: теории сна

И. П. Павлов определял сон как распространяющееся торможение нейронов коры больших полушарий. Ранее существовала и другая теория сна, согласно которой в мозгу есть определенный «центр сна», активация которого и вызывает сон. Автором этой теории был швейцарский физиолог Гесс. Он проводил опыты на животных, раздражая электродами определенные участки их мозга, что приводило к глубокому сну.

Наличие этого центра подтверждала и «Теория летаргического энцефалита» — речь идет о болезни, распространенной в Европе в 20-30-е годы XX века. Умершие от этой болезни имели заметные изменения в определенных отделах мозга, которые и начали было считать центрами сна. Но Павлов опроверг эту теорию, объяснив возникновение сна во время опытов Гесса раздражением нервных путей, идущих из низших отделов центральной нервной системы к коре больших полушарий. Опровергает ее и тот факт, что при энцефалите страдали совсем другие участки мозга.

Павлов доказал, что вся высшая нервная деятельность человека — это совокупность процессов возбуждения и торможения, являющихся частями одного целого. Они неразрывно связаны: сознание человека может существовать и во сне, в фазу так называемого «быстрого» сна. Тело спит, но сознание бодрствует, как наяву. Есть и противоположное явление, такое как сомнамбулизм или лунатизм, когда тело совершает какие-то действия, сознание же при этом спит.

Перспективы развития нейронауки в свете новых открытий

Недавние открытия ясно дают понять, что никаких отдельных «центров сна» нет, но есть области мозга, участвующие в регулировании сна и бодрствования (Arousal). А вот самоосознание (Awareness) – само по себе слишком сложное явление, чтобы быть локализованным в каком-то центре. Скорее всего, для его существования нужны все три открытых области.

Открытие гарвардских ученых крайне важно для лечения вегетативных состояний, то есть длительной комы. Возможно, многие люди, долгое время пребывающие в этом состоянии, получат шанс вернуться к сознательной жизни. Однако, это лишь первый шаг исследования, его необходимо проверить на большей выборке пациентов, чтобы с уверенностью делать какие-то заключения.

Список использованной литературы:

• 1. «A human brain network derived from coma-causing brainstem lesions». — David B. Fischer, Aaron D. Boes, Athena Demertzi, Henry C. Evrard, Steven Laureys, Brian L. Edlow, Hesheng Liu, Clifford B. Saper, Alvaro Pascual-Leone, Michael D. Fox, Joel C. Geerling First published November 4, 2016, DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000003404 https://n.neurology.org/content/87/23/2427.short
• 2. «Ученые из Гарварда нашли источник сознания». — https://zen.yandex.ru/media/funscience/uchenye-iz-garvarda-nashli-istochnik-soznaniia-5b2e14a0da02da00a8f65ee3
• 3. «Harvard Study Decrypts the Ancient Mystery of Consciousness.
• 4. Neuroscientists may have pinpointed the seat of human consciousness». — Christopher Bergland, “Psychology Today”. — Posted Nov 05, 2016. — https://www.psychologytoday.com/intl/blog/the-athletes-way/201611/harvard-study-decrypts-the-ancient-mystery-consciousness

Автор: Надежда Козочкина, психолог

Редактор: Чекардина Елизавета Юрьевна

Эрик Кандель — один из ведущих специалистов в области нейронаук в мире. Преодолев свое юношеское увлечение психоанализом, он расширил область своих исследований при помощи точных науках — биологии и физиологии. Впоследствии Кандель получил Нобелевскую премию за открытие молекулярных механизмов работы синапсов. «Теории и практики» начинают сотрудничество с издательством Corpus и публикуют отрывок из книги ученого «В поисках памяти».

Разобраться в сознании — сложнейшая из всех задач, стоящих перед наукой. В справедливости этого утверждения можно убедиться, рассмотрев карьеру Фрэнсиса Крика — возможно, самого одаренного и влиятельного из биологов второй половины XX века. После Второй мировой войны, когда Крик начал заниматься биологией, считалось, что перед наукой стоят два великих неразрешимых вопроса: что отличает живое от неживого и какова биологическая природа сознания. Вначале Крик обратился к более простому вопросу об отличии живой материи от неживой и занялся исследованием природы гена. В 1953 году, всего после двух лет совместной работы, он и Джим Уотсон помогли науке разгадать эту тайну. Как Уотсон впоследствии писал в своей книге «Двойная спираль», «во время обеда Фрэнсис залетел в паб “Орел”, чтобы рассказать всем, кто сидел достаточно близко, чтобы его услышать, что мы открыли тайну жизни». За следующие два десятилетия Крик помог науке расшифровать генетический код и разобраться в том, как на ДНК синтезируется РНК, а на РНК — белок.

В 1976 году, когда ему было шестьдесят, Крик обратился к оставшейся научной загадке — биологической природе сознания. Ею он занимался до конца своей жизни в сотрудничестве с Кристофом Кохом — молодым специалистом по вычислительной нейробиологии. Крик приложил к исследованию этого вопроса весь оптимизм и незаурядный интеллект. Именно благодаря ему научное сообщество, которое ранее игнорировало этот вопрос, теперь сосредоточилось на проблеме сознания. Но за тридцать лет непрерывной работы Крику удалось продвинуться в изучении природы сознания лишь ненамного. Более того, некоторые ученые и философы, занимающиеся психикой, до сих пор находят сознание непостижимым и склоняются к мнению, что его никогда не удастся объяснить в биологических терминах. Они сомневаются в принципиальной возможности узнать, как биологическая система, биологическая машина может что-то чувствовать. Еще большие сомнения вызывает у них вопрос, как она может размышлять о самой себе.

Идеи Декарта легли в основу представления о том, что поведение осуществляется при посредничестве мозга и доступно для научного исследования, однако психика, то есть душа, священна и как таковая не должна и не может быть предметом научного анализа.

Эти вопросы не новы. Впервые в истории западной мысли их сформулировал Гиппократ в V веке до нашей эры, а после него Платон, основатель афинской академии. Гиппократ был первым врачом, отбросившим суеверия и положившим в основу своих представлений данные клинических наблюдений. Он доказывал, что все психические процессы возникают в мозгу. Платон, отвергавший наблюдения и эксперименты, считал, что единственная причина, по которой мы можем думать о самих себе и о своем смертном теле, состоит в том, что у нас есть нематериальная и бессмертная душа. Идея бессмертной души впоследствии вошла в христианскую философию и была разработана Фомой Аквинским в XIII веке. Фома Аквинский и последующие религиозные мыслители утверждали, что душа (источник сознания) не только отлична от тела, но и имеет божественное происхождение.

В XVII веке Рене Декарт разработал концепцию, согласно которой человек имеет двойственную природу: у него есть тело, состоящее из материальной субстанции, и нематериальная душа. Душа получает от тела сигналы и может влиять на его действия, но сама она состоит из нематериальной субстанции, присущей из всех живых организмов только людям. Идеи Декарта легли в основу представления о том, что действия, такие как прием пищи или ходьба, а также сенсорное восприятие, потребности, влечения и даже простые формы обучения осуществляются при посредничестве мозга и доступны для научного исследования, однако психика, то есть душа, священна и как таковая не должна и не может быть предметом научного анализа.

Примечательно, что эти идеи XVII века были по-прежнему в ходу и в 80-е годы XX века. Карл Поппер, великий философ науки, и Джон Экклс, нейробиолог и нобелевский лауреат, всю жизнь были сторонниками дуализма. Они соглашались с Фомой Аквинским, что душа бессмертна и независима от мозга. Британский философ науки Гилберт Райл называл эту концепцию души «призраком в машине».

Сегодня большинство философов, занимающихся психикой, согласно: то, что мы называем сознанием, порождается материальным мозгом, но не все согласны с Криком, что к сознанию в принципе применим научный подход. Некоторые, например Колин Макгинн, полагают, что сознание вообще невозможно изучить, потому что само устройство мозга накладывает ограничения на когнитивные способности человека. По мнению Макгинна, человеческий разум может оказаться просто не способен решать некоторые проблемы. Другой крайней точки зрения придерживаются такие философы, как Дэниэл Деннетт, отрицающий само существование этой проблемы. Деннетт доказывает, примерно так, как это делал столетием ранее Джон Хьюлингс Джексон, что сознание представляет собой не какую-то отдельную функцию мозга, а совокупность результатов разных вычислительных процессов, происходящих в участках коры высшего порядка, связанных с поздними этапами обработки информации.

Наконец, такие философы, как Джон Серль и Томас Нагель, занимают промежуточную позицию и считают, что сознание представляет собой вполне определенный набор биологических процессов. Эти процессы доступны для изучения, но мы пока мало продвинулись в этом направлении, потому что они очень сложны и составляют нечто большее, чем сумма своих частей. Таким образом, сознание намного сложнее, чем какая-либо функция мозга, в которой нам удалось разобраться. Серль и Нагель приписывают сознанию как состоянию две особенности: единство и субъективность. Единство как свойство сознания отражает тот факт, что мы воспринимаем свои ощущения как единое целое. Все наши сенсорные модальности сливаются в единый, связный, сознательный опыт. Поэтому, когда я подхожу к розовому кусту в ботаническом саду в поместье Уэйв-Хилл, я чувствую тонкий аромат цветов и одновременно воспринимаю их красный цвет и форму и при этом вижу этот розовый куст на фоне реки Гудзон и утесов хребта Пэлисейдс на другом берегу. Воспринимаемый мной образ будет цельным не только в этот момент, но и через две недели, когда мне захочется совершить мысленное путешествие во времени и восстановить его в памяти. Несмотря на то что чувства обоняния и зрения связаны с разными органами и что каждый из них использует собственные, отдельные проводящие пути, эти пути сходятся в мозгу так, что я воспринимаю единую, цельную картину.

С единством сознания связана сложная проблема, но, возможно, она разрешима. Это единство иногда может распадаться. У пациентов, у которых хирургическим путем отделены друг от друга два полушария мозга, есть как бы два сознания, каждое из которых воспринимает собственную единую картину мира.

Со второй особенностью сознания — субъективностью — связана более сложная научная проблема. Каждый из нас живет в мире уникальных ощущений, которые для нас более реальны, чем ощущения других. Мы воспринимаем свои мысли, настроения и чувства непосредственно, в то время как опыт других людей мы способны оценить лишь опосредованно, с помощью зрения или слуха. Поэтому мы можем задаться следующим вопросом. Совпадают ли ваша реакция на синий цвет, который вы видите, или запах жасмина, который вы чувствуете, и смысл, который все это имеет для вас, с моей реакцией на синий цвет, который я вижу, и запах жасмина, который я чувствую, и со смыслом, который все это имеет для меня?

Проблема касается не только восприятия как такового. Вопрос здесь не в том, видим ли мы очень похожие оттенки одного и того же голубого цвета. Это сравнительно просто узнать, регистрируя сигналы отдельных нервных клеток в зрительной системе каждого. Мозг воспроизводит наше восприятие объекта, но, судя по всему, и сам воспринимаемый объект (например, синий цвет или нота до первой октавы на фортепиано) обладает соответствующими физическими свойствами, такими как длина волны отражаемого света или частота издаваемого звука. Вопрос же касается значения этих цвета и звука для каждого из нас. Мы пока не разобрались, как электрическая активность нейронов обеспечивает тот смысл, который мы приписываем данному цвету или звуку. Тот факт, что сознательный опыт каждого человека уникален, поднимает вопрос, возможно ли выделить какие-либо объективные особенности сознания, общие для всех нас. Если наши чувства в итоге порождают ощущения, которые целиком и полностью субъективны, то мы, согласно этой аргументации, не можем прийти ни к какому общему определению сознания, основанному на личном опыте.

«Единство как свойство сознания отражает тот факт, что мы воспринимаем свои ощущения как единое целое. Все наши сенсорные модальности сливаются в единый, связный, сознательный опыт»

Нагель и Серль показывают сложность объяснения субъективной природы сознания в биологических терминах на следующем примере. Представим себе, что в определенном участке мозга, про который известно, что он играет важную роль в работе сознания, мы научились регистрировать электрическую активность нейронов, в то время как испытуемый выполняет некоторое задание, требующее сознательного внимания. Предположим, что мы нашли клетки, в которых возникает потенциал действия, когда я осознанно вижу красные цветы на розовом кусте в поместье Уэйв-Хилл. Тем самым мы сделали первый шаг в изучении сознания, а именно нашли для восприятия данного объекта то, что Крик и Кох назвали нейронными коррелятами сознания. Для большинства это будет большим шагом вперед, потому что он указывает на материальную единицу, связанную с сознательным восприятием. После этого мы можем пойти дальше и поставить новые эксперименты, чтобы определить, сливаются ли такие корреляты в единое связное целое, то есть объединяют ли они образ розового куста с образами реки Гудзон и утесов на другом ее берегу. Но Нагель и Серль считают, что это наиболее простая из двух проблем сознания. Более сложная — вторая загадка, загадка субъективного опыта.

Как получается, что я реагирую на образ красной розы определенными, характерными для меня чувствами? Или, если рассмотреть другой пример, какие основания считать, что, когда мать смотрит на своего ребенка, сигналы, передаваемые нейронами в участке коры ее мозга, связанном с восприятием лиц, отвечают за эмоции, которые она испытывает, и за ее способность вспомнить эти эмоции и образ своего ребенка?

Мы пока еще не знаем, даже в самых простых случаях, как сигналы отдельных нейронов обеспечивают субъективную составляющую осознанного восприятия. Более того, Серль и Нагель утверждают, что у нас пока нет даже подходящей теории того, как объективное явление, такое как электрические сигналы в мозгу, может обеспечивать субъективный опыт, такой как ощущение боли. А поскольку современная наука есть редукционистское, аналитическое

представление о сложных явлениях, а субъективная природа сознания не поддается упрощению, такая теория пока находится для нас вне пределов досягаемости.

Согласно Нагелю, наука не может взяться за изучение сознания, не внеся в свою методологию существенных изменений, которые позволят ученым выявлять и анализировать элементы субъективного опыта. Эти элементы, скорее всего, представляют собой базовые компоненты работы мозга (подобно тому как атомы и молекулы представляют собой базовые компоненты вещества), но мы пока не можем представить ту форму, в которой они существуют. Нагель утверждает, что проблема связана не с редукцией, к которой постоянно прибегает наука. Наука может без труда объяснить, как свойства определенной разновидности вещества возникают из объективных свойств составляющих его молекул. Но у науки нет правил, которые позволили бы объяснить, как субъективные свойства сознания возникают из объективных свойств нейронов, связанных друг с другом.

При этом Нагель доказывает, что полное отсутствие у нас представлений об элементах субъективного опыта не должно мешать находить нейронные корреляты сознания и правила, которые связывают явления сознания с процессами, происходящими с клетками мозга. Более того, только накопление такой информации и может позволить нам придумать, как редуцировать нечто субъективное, сведя его к материальному и объективному. Но, чтобы прийти к теории, которая подкрепит такую редукцию, нам придется вначале открыть элементы субъективного сознания. Это открытие, по словам Нагеля, будет достижением огромной значимости, потребует революции в биологии и, скорее всего, полной трансформации научной мысли.

Большинство нейробиологов, занимающихся исследованиями сознания, ставят перед собой намного более скромные цели, чем предполагает этот величественный план. Они не стремятся произвести революцию в научной мысли и не ждут такой революции. Хотя им приходится преодолевать трудности, связанные с экспериментальным определением явлений сознания, они не видят в этих трудностях препятствий для любых экспериментальных исследований сознания в рамках существующих моделей. Нейробиологи считают, и в этом с ними согласен Серль, что им удалось достичь немалых успехов в выяснении нейробиологической природы восприятия и памяти, даже не принимая во внимание индивидуальный опыт. Например, когнитивная нейробиология продвинулась в выяснении нейронных основ восприятия синего цвета, не задаваясь вопросом, как на один и тот же синий цвет реагирует каждый из нас.

Но в сложной проблеме сознания — механизме возникновения субъективного опыта из нейронной активности — нам пока не удалось разобраться. Крик и Кох доказывали, что, когда мы решим простую задачу (проблему единства сознания), мы сможем экспериментально манипулировать нейронными системами для решения сложной.

Проблема единства сознания представляет собой вариант проблемы связывания, впервые сформулированной в ходе исследований зрительного восприятия. Неотъемлемая часть того субъективного удовольствия, которое я испытываю, когда смотрю на розы в поместье Уэйв-Хилл, состоит в том, как вид и запах этих роз связываются друг с другом, совмещаясь с видом Гудзона, утесов на его берегу и других компонентов воспринимаемой мной картины. Существование каждого из этих компонентов обеспечивается разными участками зрительной, обонятельной и эмоциональной систем моего мозга. Единство моего сознательного опыта предполагает, что этот процесс связывания должен как-то соединять друг с другом и интегрировать разные участки. Чтобы сделать первый шаг на пути к решению простой проблемы сознания, нужно задаться вопросом, локализовано ли единство сознания (которое, как мы считаем, достигается за счет нейронных систем, обеспечивающих избирательное внимание) в каком-то одном или немногих местах. Если так, то это дало бы нам возможность манипулировать единством сознания биологическими методами.

Ответ отнюдь не очевиден. Джеральд Эдельман, один из ведущих теоретиков проблем мозга и сознания, доказывал, что нейронный аппарат, обеспечивающий единство сознания, скорее всего, широко разбросан по коре и таламусу. В результате, как утверждал Эдельман, маловероятно, что мы сможем найти сознание в каком-то небольшом наборе нейронных коррелятов. Крик и Кох, напротив, полагали, что у единства сознания окажутся прямые нейронные корреляты, потому что в его механизме, вероятно, задействован особый набор нейронов, обладающих специфическими молекулярными или нейроанатомическими признаками. Они доказывали, что эти нейронные корреляты, по-видимому, требуют лишь небольшого числа нейронов, работающих подобно прожектору, направляющему луч избирательного внимания. По их мнению, наша первоначальная задача состоит в том, чтобы выяснить, где именно в мозгу располагается этот небольшой набор нейронов, активность которых лучше всего коррелирует с единством сознательного опыта, а затем выявить нейронные цепи, в состав которых входят эти нейроны.

«В самом деле, нейроанатомические связи ограды удовлетворяют требованиям, которые можно предъявить дирижеру: они способны связывать и координировать работу различных участков мозга, необходимых для единства сознательного опыта»

Но как нам найти небольшую популяцию нейронов, которая может обеспечивать единство сознания? Каким критериям должны удовлетворять эти нейроны? В своей последней статье (которую Крик продолжал править по дороге в больницу за несколько часов до смерти 28 июля 2004 года) Крик и Кох выдвинули предположение, что участком, обеспечивающим единство нашего опыта, может быть так называемая ограда — прослойка мозговой ткани, расположенная под корой. Об ограде мало известно, не считая того, что она связана почти со всеми сенсорными и моторными участками коры, а также с миндалевидным телом, играющим важную роль в работе эмоций, и обменивается со всеми этими структурами информацией. Крик и Кох сравнили ограду с дирижером, управляющим оркестром. В самом деле, нейроанатомические связи ограды удовлетворяют требованиям, которые можно предъявить дирижеру: они способны связывать и координировать работу различных участков мозга, необходимых для единства сознательного опыта.

Идея, которой был так увлечен Крик в конце жизни (что ограда играет роль центра внимания — места, в котором различные компоненты восприятия связываются воедино), была последней из ряда выдвинутых им важных идей. Колоссальный вклад Крика в науку (двойная спираль ДНК, природа генетического кода, открытие информационной РНК, механизм синтеза последовательности аминокислот белка на матрице информационной РНК и введение биологии сознания в свои права) ставит его в один ряд с Коперником, Ньютоном, Дарвином и Эйнштейном. Но его глубокое, сохраненное на всю жизнь увлечение наукой и существованием разума разделяют многие представители научного сообщества. Такая увлеченность характерна для науки в лучших ее проявлениях.

Вилаянур Рамачандран, специалист по когнитивной психологии, друг и коллега Крика, описал увлечение Крика «оградой» в последние недели его жизни: «За три недели до его смерти я навещал его у него дома в Ла-Хойе. Ему было восемьдесят восемь, он умирал от рака, страдал от болей и проходил химиотерапию, но было ясно, что он тратит весь остаток сил на непрерывную работу над своим последним проектом. Его обширный стол (занимавший полкомнаты) покрывали статьи, письма, конверты, свежие номера журнала Nature, ноутбук (несмотря на его нелюбовь к компьютерам) и последние книги по нейроанатомии. За те два часа, что я провел у него, не прозвучало ни одного упоминания о болезни — только полет идей, посвященных нейронным основам сознания. Его особый интерес вызывала крошечная структура, называемая «оградой», которой, как он чувствовал, напрасно пренебрегали ученые традиционных направлений. Когда я собрался уходить, он сказал мне: «Рама, по-моему, тайна сознания — в ограде, как по-твоему? Иначе зачем этой крошечной структуре столько связей с разными участками?» И он хитро, заговорщицки подмигнул мне. Это была наша последняя встреча».

Поскольку об ограде было известно так мало, Крик хотел основать институт, который занимался бы изучением ее функций. В частности, он хотел выяснить, включается ли ограда, когда бессознательное, подпороговое восприятие определенного раздражителя органами чувств человека переходит в осознанное ощущение.

Один из примеров таких переходов, заинтересовавших Крика и Коха, касается бинокулярной конкуренции. В этом примере человеку одновременно показывают два изображения (скажем, вертикальные и горизонтальные полоски) таким образом, что каждый его глаз видит только один набор полосок. Мозг испытуемого может совместить эти изображения, и тогда испытуемый скажет, что видел решетку, но обычно люди видят то одно, то другое изображение, так что вертикальные и горизонтальные полоски спонтанно сменяют друг друга. Используя магнитно-резонансную томографию, Эрик Лумер и его коллеги из Университетского колледжа Лондона установили, что, когда осознанное внимание человека переключается с одного образа на другой, у него происходит активация определенных участков лобной и теменной долей коры. Эти участки играют особую роль в концентрации осознанного внимания на объектах, обладающих определенным положением в пространстве. Префронтальная кора и задняя часть теменной коры, судя по всему, ретранслируют решение, какое из воспринимаемых зрительной системой изображений усилить, что приводит к появлению соответствующего образа в сознании. В связи с этим люди с повреждениями префронтальной коры с трудом переключаются с одного изображения на другое в экспериментах с бинокулярной конкуренцией. Крик и Кох могли бы предположить, что участки лобной и теменной коры при этом подчиняются ограде, которая и переключает внимание с одного глаза на другой и составляет в единое целое изображение, поступающее в сознание от каждого глаза.

Из вышесказанного ясно, что проблема сознания еще очень далека от решения. Но благодаря усилиям Эдельмана, с одной стороны, и Крика и Коха — с другой, в нашем распоряжении теперь есть две конкретные проверяемые теории, которые стоят того, чтобы исследовать их в дальнейшем.