Выявив множество отправлений в мозге, «мы, все же, не можем объяснить, – рассуждает Станислас Деан в монографии «Разум и мозг. Как мозг кодирует мысли» – почему сознание существует или отчего возникает. Почему в результате запоздалых нейронных импульсов, массированного возбуждения коры и синхронной работы мозга возникает субъективное состояние разума? Каким образом происходящие в мозге процессы, сколь угодно сложные, создают ментальный опыт? Нейробиологи нашли множество эмпирических связей между активностью мозга и психической жизнью, однако концептуальная пропасть между мозгом и разумом не стала меньше ни на вершок. Интуиция подсказывает, что это вещи несравнимые, относящиеся к совершенно разным областям – в одном случае мы говорим о строении мозга, а в другом – о психике. Для того, чтобы объединить оба явления, нужно не просто наблюдение, а полновесная теория».
Как шутят ученые: в науке, если очень хочешь что-то найти, то обязательно найдешь. Даже, если этого нет. Много копий сломано при попытках найти, так называемый «автограф сознания», то есть, реакцию тех или иных структур мозга или отдельных нейронов исключительно на момент осознанного восприятия. В литературе описаны очень тонкие, ставшие уже классическими, эксперименты по поиску, этого самого, «автографа сознания». Исследователи научились наблюдать вызванный потенциал (ВП) отдельного нейрона в момент, когда испытуемый переживает осознанное восприятие.
Обширное исследование по этой проблеме представлено в монографии Станисласа Деана «Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли». С.Деан приводит исследования Ицхака Фрида, который создал очень чувствительные небольшие электроды, предназначенные для записи сигналов отдельных нейронов. В мозге человека нейроны коры обмениваются отчетливыми электрическими сигналами, или «пиками», которые на осциллографе отображаются в виде сильных всплесков электрического потенциала. Возбуждающиеся нейроны, по наблюдениям исследователей, выдают несколько пиков в секунду.
Ранее, в 24 главе «Нейроны, которых нет» было показано, что современные приборы могут регистрировать нервные импульсы с частотой не более 100 Гц, поскольку очень большое сопротивление микроэлектрода, ввиду его инерционности не позволяет следить за быстро протекающими процессами. В то время, как нейроны импульсируют с частотой до 1000 Гц и более.
Это важно отметить, поскольку исследователи могут заблуждаться в части определения времени, необходимого для осознания. В предлагаемой версии, момент осознанного восприятия наступает не в момент возникновения «пика» активности нейрона коры, который и определяют, как автограф сознания, а несколько позже.
Ранее, уже приводился фрагмент из монографии В.Д.Глезера «Зрение и мышление»: – «Сенсорная система производит анализ физических характеристик стимулов. Это необходимая, но недостаточная операция для формирования образа. Биологическая значимость сигнала проявляется только в активации совокупности эффекторных аппаратов. Сенсорная система дает лишь код изображения, а превращение его в образ определяется связью этого кода с организацией (в частном случае, прим. Авт.) двигательных актов».
То есть, в качестве реакции на сигналы, приходящие от рецепторов, нельзя рассматривать изолированный акт активации некоего детектора. Ведь, с точки зрения Эволюции, возбуждение детектора без подключения эффекторных систем является бессмысленным актом.
Значит, в случае с экспериментами Ицхака Фрида, мы должны предположить, что исследователи нашли лишь «детектор», который реагирует на предъявленный стимул. А, что же тогда является эффектором – тем самым возможным «автографом сознания»? Другими словами, должна иметь место структура, при поражении которой, даже видимая реакция этих нейронов на стимул не вызывает осознанного восприятия.
Ломаются копья и в споре исследователей: может ли обработка мозгом смысла того или иного слова происходить без участия сознания. «Идет великое сражение между теми, кто верит в существование неосознанной семантической обработки и теми, кто не верит» (С.Деан). Проводится множество изощренных экспериментов, призванных выяснить: до какой же степени глубокой может быть бессознательная обработка смысла. Понятно, что в рамках предлагаемой схемы (не будем использовать такие понятия, как «гипотеза» или еще неприличней – «теория»), сторонники и одной, и другой версии дают неверную интерпретацию результатам своих экспериментов.
В главе «Свобода воли – как величайшая иллюзия» было показано, что все наши действия: и моторные, и интеллектуальные, и когнитивные мы выполняем непроизвольно, или бессознательно. И лишь по их совершении, какую-то малую часть этих действий или умозаключений мы осознаем. То есть, с этой точки зрения, сама постановка вопроса, до какой степени глубокой может быть бессознательная обработка смысла – бессмысленна.
В главах « От устройства зрительного анализатора к механизмам сознания. Часть 1. » показано, что сначала в мозге формируется смысловая конструкция. То есть, «увидев» какое-то слово, мозг включает его в какой либо подходящий контекст. И уже в этом контексте мы его осознаем. Взгляните на слово «КОСА» и вы заметите, что непроизвольно (то есть, это сделал ваш мозг) вставили его в один из трех известных вам контекстов. А если вы попытаетесь на любом, известном вам языке, описать женскую косу или косу косаря, то обнаружите, что некоторые особенности той или иной «косы», которые вы явственно себе представляете, описать с помощью известных вам слов на любом языке достаточно трудно.
Фрид с коллегами поместили электроды в переднюю височную долю, и оказалось, что отдельные нейроны человеческого мозга могут быть крайне избирательны и реагировать на конкретное изображение, имя или даже концепцию. Ученые демонстрировали пациенту сотни изображений лиц, мест, предметов и слов, но каждый конкретный нейрон, как правило, реагировал на одно-два из них. Исследователи выяснили, что один и тот же нейрон, как пишет Деан, мог подать сигнал и при появлении надписи «Опера в Сиднее», и при появлении фотографии этого знаменитого на весь мир здания. При этом, Станислас Деан не указал, и не мог указать, разницу во времени осознания (осознанного восприятия) этого здания по надписи и по фото.
В предлагаемой версии, чтобы распознать объект по надписи, в мозге непроизвольно, разумеется, должна пройти процедура «трансформации» абстрактной словесной конструкции в реальную мысленную картинку объекта. То есть, в наших терминах, должны подключиться низкочастотные нейроны правого полушария, ответственные за распознавание смысловой конструкции. И, это требует большего времени. Создается впечатление, что информация из зоны Вернике левого полушария, передается в гомологичную зону правого полушария, и затем возвращается к тем же нейронам левого полушария. И осуществляется это через какие-то структуры таламуса.
«В нервной системе повсеместно встречается упорядоченная спонтанная активность, причем импульсы генерируются постоянно и независимо от того, бодрствует человек или спит. Смысл этой спонтанной активности в период покоя продолжает вызывать споры в среде нейробиологов» (С.Деан).
Майкл Арбиб в монографии “Метафорический мозг”, рассуждая о голографической гипотезе предположил, что аналогом опорного пучка, в процессе записи и воспроизведении голограммы, могла бы быть спонтанная нейронная активность. В главе “Химическая передача нервного импульса” мы говорили о голографическом принципе работы мозга. Указали, что каким образом мы сумеем произвести Фурье-преобразования (разложение сигнала на гармонические частоты), такой и будет голография (В.Е.Демидов). Пространственные частоты наблюдаемой картинки соответствуют частотам импульсации определенных нейронов. При этом, любой фрагмент картинки вызывает в памяти ее целостный образ.
Эта спонтанная активность отличается такой высокой интенсивностью, что явственно выделяется на фоне всей прочей мозговой деятельности, тогда как возбуждение в результате воздействия внешних стимулов едва различимо. Более того, этот внутренний поток сигналов конкурирует с внешним миром, и эндогенные состояния сознания мешают нам воспринимать внешние события.
Так, каждый на своем опыте может заметить, что если вы читаете, слушаете кого-то или смотрите фильм и начинаете о чем-то думать, то внешнюю информацию перестаете воспринимать. Представляется очевидным, что именно нейроны памяти – грануляры и обеспечивают поток импульсов сверху вниз. То есть, нисходящие сигналы (от нейронов памяти) как бы имеют преимущество перед восходящими сигналами (от рецепторов). Таким образом, все наши раздумья и обеспечиваются этим внутренним потоком сигналов. То есть, в этом внутреннем, а не внешнем потоке сигналов и надо бы искать тот самый «автограф сознания».
В экспериментах, при воздействии малыми токами на нисходящие волокна, передача сигналов по восходящим волокнам прерывалась. То есть, процессы кодирования сигналов и декодирования их протекают дискретно и последовательно.
Итак, если мы говорим, что мозг переводит различные физические воздействия, воспринимаемые рецепторами, в код нервных импульсов, то должны предположить, как производится декодирование этой информации. Здесь необходимо сделать некоторое отступление в область семантики в связи с использованием понятий “код” или “кодирование”. В ряде случаев эти термины могут использоваться лишь как метафора. Такой метафорой будет, например, понятие “генетический код”. Здесь термин код не может использоваться в общепринятом смысле, когда под кодом понимают систему условных знаков, которая переводит некий семантический текст в иную знаковую систему с обязательной возможностью перехода к исходной системе символов посредством обратной операции. Проще говоря, при зашифровке сообщения непременно должна быть обеспечена его расшифровка. В этих терминах использовать понятие “генетический код” некорректно, поскольку в этом случае не выполняется условие расшифровки (декодирования), так как из фенотипа невозможно извлечь информацию о генотипе, и обратный переход (от белка к ДНК) в живых системах ни при каких условиях не осуществляется. По этой же причине нельзя назвать кодированием перевод текста на иностранный язык, в то время как перевод его в символы азбуки Морзе, например, или «пляшущих человечков» Артура Конан Дойля, кодированием является. То есть, чтобы декодировать сигналы, поступившие от рецепторов и преобразованные в импульсную форму, необходима какая-то обратная операция.
Ранее, мы уже предположили, что одной из структур мозга, определяющей наличие сознания или его элементов, является подушка таламуса – группа ядер, заключенная в его заднем полюсе. Эта структура в филогенетическом ряду становится все крупнее, достигая наибольших размеров у человека (до 40% от всего объема таламуса).
Снижение активности таламуса и каналов связи с ним является одним из важнейших условий наступления комы и вегетативных состояний, в которых мозг оказывается лишенным разума. В частности, наиболее развитым у приматов и человека является дорсальное медиальное ядро, относящееся к ассоциативным ядрам и имеющее прямые связи со структурами лобной области новой коры. Внутри пластинки, окружающей это ядро, расположены интраламинарные (внутрипластинчатые) ядра. При повреждении этих ядер таламуса, может произойти полная и постоянная потеря сознания. При этом, «пики» вызванных потенциалов – то, что исследователи называют «автографом сознания», могут иметь место. То есть, если мы хотим найти «автограф сознания», нам надо понять, что же происходит в этих структурах.
Можно было бы предположить, что разрушение этой структуры просто прерывает потоки информации с периферии в новую кору. Но ведь, большое количество связей идет от рецепторов до новой коры через таламус, минуя эти структуры, а потеря сознания все-таки наступает. С подобной ситуацией мы сталкивались при разрушенных гиппокампах, когда, несмотря на наличие других проводящих путей от рецепторов или первичных сенсорных зон до фронтальной коры, информация в долговременную память все же не поступает. В свое время, мы выяснили, что происходит в гиппокампах, и теперь надо выяснить, что же происходит в этих ядрах подушки таламуса.
В предыдущих главах было показано, что все отправления организма – моторные, физиологические, когнитивные – обусловлены и обеспечиваются (контролируются) взаимодействием восходящих и нисходящих потоков информации в мозге. Взаимодействие это заключается в последовательной компенсации сигналов, идущих снизу – от рецепторов, сигналами, идущими сверху – от нейронов памяти, на множестве различных подкорковых структур. Было принято положение, согласно которому, главная особенность существ, обладающих сознанием или его элементами, состоит в том, что у них одни нейроны памяти – грануляры фронтальной коры, могут менять собственную частоту импульсации других нейронов памяти (мы назвали это внутренней реконсолидацией и актом мышления). Тогда как у существ, таким качеством не обладающих, собственная частота импульсации этих нейронов изменяется только под действием сигналов от рецепторов.
Из всего, изложенного выше, можно сделать вывод, что обнаружить «автограф сознания» невозможно принципиально, потому что момент осознанного восприятия возникает при компенсации импульсаций одних нейронов памяти импульсами других нейронов памяти на структурах подушки таламуса. Понятно, что зафиксировать этот момент приборами невозможно. «Процедура» таковой взаимной компенсации сигналов происходит несколько десятков раз в секунду. Тут надо понимать, что не единичный акт компенсации сигнала является актом сознания, но сам процесс последовательной смены этих состояний во времени, и является, в предлагаемой схеме, актом «сознательного восприятия».
Здесь напрашивается аналогия с записью и воспроизведением фильма. На заре кинематографа сначала пытались при съемке протягивать ленту непрерывно. И при воспроизведении получали какие-то расплывчатые пятна. Пока не догадались снимать сюжеты с дискретной последовательностью кадров.
Все главы рубрики «Введение в теорию мозга» можно читать вне общего контекста. Но, для лучшего понимания организации мозга, желательно читать их в пронумерованной номерами глав последовательности.
