простые объяснения и интересные факты
У человека нет ни крыльев, ни быстрых ног, ни страшных зубов и когтей. Главное, что нам досталось от природы для выживания, это уникальный психический феномен – сознание. Именно оно позволяет человеку ощутить себя отдельной личностью. Кажется, что оно было с нами всегда… Но как устроено сознание? Как работают его главные механизмы?
Сергей Мац
Если мы, люди, имеем развитую психику, сознание, интеллект, то все это должно иметь какое-то эволюционное значение. Иначе естественный отбор просто не позволил бы развиться всем этим феноменам. У Homo sapiens есть мозг, масса которого составляет около 2% общей массы тела, но это невероятно энергоемкий орган, забирающий примерно четверть всей потребляемой организмом энергии. Зачем нам такое сложное и прожорливое устройствои как на самом деле работает наше сознание? Ведь очевидно, что в животном мире есть немало существ, которые не обладают развитой психикой, а при этом прекрасно приспособлены и пережили уже не одну геологическую эпоху.
Величайшая машина в мире
Для человека подобное невозможно. Наш организм значительно сложнее организма мухи или мотылька, он растет и развивается долгие годы, и это слишком ценный ресурс, чтобы «транжирить» его так, как делают насекомые. Конечно, смена поколений тоже играет в жизни человечества определенную эволюционную роль — для этого и существует механизм старения, но наша сила как популяции в другом.Преимущество, которое необходимо нашему долго растущему и долго живущему телу — умение быстро анализировать и адаптироваться — от него в частности зависит то, как работает человеческое сознание.
История развития человека и того, как устроено человеческое сознание, от практически нулевой психики в младенчестве до многообразного опыта зрелой личности — это постоянное накопление адаптационной информации, дополнение и исправление индивидуальной картины мира. А деятельность человеческого сознания есть не что иное, как непрекращающаяся фильтрация новой информации через приобретенный опыт.
Надо сказать, что русское слово «сознание» очень удачно отражает суть явления: сознание — это жизнь «со знанием». Для этого эволюция наделила человека уникальным вычислительным ресурсом — мозгом, который позволяет непрерывно сопоставлять новую реальность с ранее полученным опытом.
По выражению известного российского нейрофизиолога, академика Натальи Бехтеревой, «Мозг – величайшая машина, которая умеет перерабатывать реальное в идеальное».
Есть ли недостатки у работы человеческого сознания? Разумеется, и главный из них — неполнота и неточность любой персональной картины мира. Если, например, мужчине встречается блондинка, то, опираясь на личный опыт, он может решить, что блондинки слишком легкомысленны или меркантильны, и отказаться от серьезных отношений. Но, может быть, все дело лишь в том, что ему лично когда-то не повезло с конкретной блондинкой, а потому его опыт носит нетипичный характер. Такое происходит сплошь и рядом, причем порой накопление фактов, противоречащих индивидуальной картине мира, может привести к тому, что психологи называют когнитивным диссонансом.
В момент диссонанса прежняя картина мира рушится, и на ее месте возникает новая, что тоже является частью нашего адаптивного механизма.
Бездны бессознательного
Другой недостаток того, как устроено наше сознание, заключается в том, что оно не всемогуще, хотя и создает нам иллюзию (но это только иллюзия!), будто пропускает через себя 100% всей новой информации. Однако такой физической возможности у него нет. Сознание — эволюционно очень новый инструмент, который в какой-то момент был надстроен над неосознающей частью психики. У каких существ сознание появилось впервые, и обладают ли сознанием те или иные животные — отдельный, очень интересный и далекий от понимания вопрос. К сожалению, до сих пор не существует научного инструмента общения с животными — будь то кошки, собаки или дельфины, а потому выяснить, в какой степени они обладают сознанием, мы не можем.
При этом бессознательное, то есть ресурсы, на которых работает человеческое сознание, находящиеся за пределами понимания, у человека сохранились в полном объеме.
Где носкам место?
С другой стороны, иной резервный механизм, который тоже участвует в работе человеческого сознания, не настолько темный и недоступный, как бессознательное, у человеческого сознания тоже имеется.
Этот механизм в психологии иногда ассоциируется с понятием «характер», а работает он так. Когда субъект сопоставляет входящую информацию со своей картиной мира, он первым делом хочет получить ответ на вопрос: «Что мне делать в текущей ситуации?» И если конкретного опыта сознанию не хватает, начинается поиск ответа на вопрос: «А что люди вообще делают в таких ситуациях?» Вопрос этот фактически адресуется в детство, к родительскому воспитанию. Мама с папой дают детям набор поведенческих шаблонов (паттернов) на тему «что такое хорошо и что такое плохо», но воспитание у всех разное, и паттерны для одного и того же случая у разных людей могут существенно отличаться. Например, паттерн мужа гласит, что носки можно бросить посреди комнаты, а паттерн жены — что грязное белье следует немедленно нести в стиральную машину. У этого конфликта возможны два исхода.В одном случае жена обратится к мужу с просьбой не разбрасывать носки, и тот, возможно, согласится с супругой. При том, как работает человеческое сознание, один из двух людей оценит ситуацию «здесь и сейчас», и компромисс станет результатом быстрой адаптации.
Зеркало для героя
Итак, важнейшее эволюционное преимущество человека и того, как работает наше сознание — умение постоянно приводить свою внутреннюю картину мира в соответствие с реальностью и таким образом прогнозировать будущие события и адаптироваться к ним. Но как оценить правильность адаптации? Для этого у нас есть устройство обратной связи — система эмоционального реагирования, благодаря которой нам что-то приятно и что-то неприятно.
Если нам хорошо, то ничего менять не надо. Если нам плохо, мы переживаем, а значит, есть стимул менять адаптивную модель. Люди с ослабленной обратной связью — это шизоиды, у которых мыслей полно, но они более чем странные.
Этим людям совершенно все равно, как приложить собственные разнообразные мысли к реальности, и это тоже отличная иллюстрация того, как работает человеческое созанание: им это не очень интересно, так как отсутствует положительная обратная связь. Есть, напротив, люди истероидного склада, у которых могучая обратная связь. Они постоянно находятся под воздействием эмоций, только адаптивной модели подолгу не меняют. Поступают в вуз и не учатся. Начинают бизнес — и разваливают его своим бездействием. Истероидов можно сравнить со сломанными часами, которые лишь два раза в сутки показывают точное время. Ну а шизоиды — это часы, у которых стрелки беспорядочно вращаются в разные стороны.
С работой сознания связана и другая эволюционная задача. Оно не только помогает отдельному человеку быстро адаптироваться к изменившимся обстоятельствам, но и работает на выживание человечества в целом.
В каждом порту по личности
Две системы определяют, как работает человеческое созание — система адаптации и система самоанализа адаптационных действий — формируют в совокупности человеческую личность. Высокоразвитой личностью можно считать человека, у которого обе системы работают в наибольшей гармонии. Он быстро схватывает суть явлений, четко их осознает, мыслит ярко, чувствует всеобъемлюще. Про восприятие таких людей часто говорят: «Надо же, как точно он сказал! Я бы так не смог!» Личность похожа на идеальный гастрономический продукт, в котором всего ровно столько, сколько надо, и бессознательного, и адаптивности, и самоанализа.
Требуется ли для подобной интеграции избыточное количество информации? Совсем нет. Для высокой скорости адаптации нужна ключевая информация, которая позволяет сделать правильный вывод и совершить правильный поступок.
При этом личность должна точно соответствовать месту и времени. Многие выдающиеся личности, вероятно, не получили бы такой репутации, окажись они в иной социально-культурной среде. Более того, даже в одном человеке при определенных условиях сосуществует несколько личностей. Это может быть, например, связано с так называемыми измененными состояниями сознания.
Нормативным, биологически значимым для человека считается состояние, когда все ресурсы психики обращены во внешнюю среду — еще один факт о том, как работает человеческое сознание. Надо быть всегда начеку, постоянно анализировать входящую информацию. Но когда фокус внимания частично или полностью переключается на внутренние состояния, это и называется состоянием измененным.
В этом случае может меняться и личность. Все знают, что пьяный человек способен на такие поступки, о которых даже подумать бы не мог в нормальном (трезвом) состоянии. Да и о глупом поведении влюбленных все осведомлены не понаслышке.
Американский психолог Роберт Фишер предложил концепцию «портов», согласно которой наше сознание похоже на капитана дальнего плавания, который путешествует по миру, и в каждом порту у него есть женщина. Но ни одна из них ничего не знает о других. Так и наше сознание. В разных состояниях оно способно продуцировать разные личностные свойства, но эти личности друг с другом зачастую совершенно не знакомы.
Автор — старший преподаватель кафедры дифференциальной психологии и психофизиологии Института психологии им. Л.С. Выготского РГГУ
Почему ученые не могут дать ответ на вопрос, что такое сознание
Тема сознания, с одной стороны, интересует, а с другой — разочаровывает и оставляет с чувством глубокого неудовлетворения.
Откуда такая двойственность? Она связана с тем, что существует множество подходов и теорий сознания, которые накладываются на личное представление о собственном сознании. Когда человек слышит это слово, у него всегда есть определенные ожидания, которые, как правило, не оправдываются. Впрочем, в равной степени не оправдываются и предположения большинства ученых. Публикуем сокращенный перевод эссе научного журналиста Майкла Хэнлона, в котором он пытается понять, сможет ли наука хоть когда-нибудь разгадать загадку сознания.Вот силуэт птицы, стоящей на дымоходе дома напротив. Вечер, солнце зашло около часа назад, и теперь небо стало злым, розово-серым; проливной дождь, который недавно закончился, грозит вернуться. Птица горда собой — она выглядит самоуверенно, сканируя мир вокруг и поворачивая голову туда-сюда. […] Но что именно здесь происходит? Каково быть этой птицей? Зачем смотреть туда-сюда? Зачем гордиться? Как могут несколько граммов белка, жира, костей и перьев быть настолько уверенными в себе, а не просто существовать, — ведь именно это и делает большая часть материи?
Вопросы старые как мир, но однозначно хорошие.
Скалы не гордятся собой, а звезды не нервничают. Посмотрите за пределы взгляда этой птицы, и вы увидите вселенную из камней и газа, льда и вакуума. Возможно даже, мультивселенную, ошеломляющую своими возможностями. Однако из точки нашего микрокосма вы вряд ли могли бы увидеть вообще что-либо с помощью одного лишь человеческого взгляда — разве что серое пятно далекой галактики в пустоте черных чернил.
Мы живем в странном месте и в странное время, среди вещей, которые знают, что они существуют, и которые могут размышлять об этом даже самым смутным и едва уловимым, самым птичьим образом. И это осознание требует более глубокого объяснения, чем мы можем и готовы дать в настоящее время. Вопрос о том, как мозг производит ощущение субъективного опыта, является настолько неразрешимой загадкой, что один известный мне ученый даже отказывается обсуждать ее за обеденным столом. […] В течение долгого времени наука как будто избегала этой темы, однако сейчас трудная проблема сознания вновь на передовицах, и все большее число ученых полагают, что им наконец-то удалось зафиксировать его в своем поле зрения.
Кажется, что тройной удар нейробиологической, вычислительной и эволюционной артиллерии действительно обещает решить сложную проблему. Сегодняшние исследователи сознания говорят о «философском зомби»❓Гипотетическое существо, которое неотличимо от нормального человека, за исключением того, что у него отсутствует сознательный опыт, «квалиа», или способность ощущать. и теории глобального рабочего пространства, зеркальных нейронах, туннелях эго и схемах внимания, они преклоняются перед deus ex machina науки о мозге — аппаратом функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Часто их работа очень впечатляет и многое объясняет, тем не менее есть все основания сомневаться в том, что мы сумеем однажды нанести финальный, сокрушительный удар по сложной проблеме «осознания сознания».
Например, сканеры фМРТ показали, как мозг людей «загорается», когда они читают определенные слова или видят определенные изображения. Ученые в Калифорнии и других местах использовали хитроумные алгоритмы для интерпретации этих мозговых паттернов и восстановления информации об исходном стимуле — до такой степени, что смогли восстановить картинки, на которые смотрел испытуемый.
Такая «электронная телепатия» даже была провозглашена окончательной смертью частной жизни (что может быть) и окном в сознание (а вот это не так).
Проблема в том, что, даже если мы знаем, о чем кто-то думает или что он может сделать, мы все равно не знаем, каково быть этим человеком
Гемодинамические изменения в вашей префронтальной коре могут сказать мне, что вы смотрите на картину с подсолнухами, но если бы я ударил вас молотком по голени, ваши крики точно так же сказали бы мне, что вам больно. Однако ни то, ни другое не помогает мне узнать, какую боль вы испытываете или какие чувства вызывают у вас эти подсолнухи. Фактически это все даже не говорит мне о том, действительно ли у вас есть чувства. Представим себе эдакое существо, которое ведет себя точно так же, как человек: ходит, разговаривает, убегает от опасности, совокупляется и рассказывает анекдоты, — но не имеет абсолютно никакой внутренней психической жизни. И на философском, теоретическом уровне это вполне возможно: речь о тех самых «философских зомби».
Но почему животному изначально мог потребоваться опыт переживания («квалиа», как называют его некоторые), а не только реакции? Американский психолог Дэвид Бараш резюмировал некоторые из текущих теорий, и одна из возможностей, по его словам, заключается в том, что сознание эволюционировало, чтобы позволить нам преодолеть «тиранию боли». Примитивные организмы могут быть рабами своих непосредственных потребностей, но люди обладают способностью размышлять о значении своих ощущений и, следовательно, принимать решения с определенной долей осторожности. Все это очень хорошо, за исключением того, что в бессознательном мире, очевидно, боли просто не существует, поэтому трудно понять, как необходимость избегать ее могла привести к возникновению сознания.
Тем не менее, несмотря на такие препятствия, все больше укореняется идея, что сознание далеко не так таинственно: оно сложное, да, и не до конца понятое, но в итоге это всего лишь еще один биологический процесс, который, если изучать его немного больше, скоро проделает тот путь, который уже прошли ДНК, эволюция, кровообращение и биохимия фотосинтеза.
Дэниел Бор, когнитивный нейробиолог из Университета Сассекса, говорит о «глобальном нейрональном рабочем пространстве» и утверждает, что сознание возникает в «префронтальной и теменной коре». Его работа является своего рода усовершенствованием теории глобального рабочего пространства,❓Теория информационной сети, согласно которой любая информация может быть связана с любой другой информацией. разработанной голландским нейробиологом Бернардом Баарсом. В обеих схемах обоих исследователей идея состоит в том, чтобы объединить сознательные переживания с нейронными событиями и составить отчет о том месте, которое сознание занимает в работе мозга. Согласно Баарсу, то, что мы называем сознанием, является своего рода «центром внимания» на карте работы нашей памяти, внутренней областью, в которой мы собираем повествование о всей нашей жизни. В том же духе рассуждает и Майкл Грациано из Принстонского университета, который предполагает, что сознание эволюционировало как способ мозга отслеживать собственное состояние внимания, позволяя тем самым понимать как себя, так и мозг других людей.
В дело вступают и ИТ-специалисты: американский футуролог Рэй Курцвейл считает, что примерно через 20 лет или даже чуть меньше компьютеры станут сознательными и захватят мир. А в Лозанне, Швейцария, нейробиологу Генри Маркраму было выдано несколько сотен миллионов евро на реконструирование сначала крысиного, а затем человеческого мозга до молекулярного уровня и дублирования активности нейронов в компьютере — так называемый проект Blue Brain. Когда я посетил лабораторию Маркрама пару лет назад, он был уверен, что моделирование чего-то столь сложного, как человеческий разум, — это всего лишь вопрос наличия лучших компьютеров на свете и большего количества денег.
Вероятно, это так, однако, даже если проекту Маркрама удастся воспроизвести мимолетные моменты крысиного сознания (что, я допускаю, возможно), мы все равно не узнаем, как оно работает
Во-первых, как сказал философ Джон Серл, сознательный опыт не подлежит обсуждению: «Если вам сознательно кажется, что вы сознательны, значит, вы сознательны», — и с этим трудно спорить.
Более того, опыт сознания может быть экстремальным. Когда вас попросят перечислить самые жестокие явления природы, вы можете указать на космологические катаклизмы вроде рождения сверхновой звезды или гамма-всплеска. И тем не менее все это не имеет значения, как не имеет значения скатывающийся с холма валун, пока он кого-нибудь не заденет.
Сравните сверхновую, скажем, с разумом женщины, собирающейся родить, или отца, только что потерявшего ребенка, или захваченного шпиона, подвергающегося пыткам. Эти субъективные переживания зашкаливают по своей важности. «Да, — скажете вы, — но такого рода вещи имеют значение только с человеческой точки зрения». На что я отвечу: во Вселенной, где нет свидетелей, какая другая точка зрения может существовать в принципе? Мир был нематериальным, пока кто-то его не увидел. А мораль без сознания бессмысленна и в прямом, и в переносном смысле: пока у нас нет воспринимающего ума, у нас нет страдания, которое нужно облегчить, и нет счастья, которое нужно максимизировать.
Хотя мы смотрим на вещи с этой возвышенной философской точки зрения, стоит отметить, что, по-видимому, существует довольно ограниченный диапазон основных вариантов природы сознания. Вы можете, например, считать, что это некое магическое поле, душа, которая приходит как дополнение к телу, как спутниковая навигационная система в машине, — это традиционное представление о «духе в машине» картезианского дуализма. Я предполагаю, что это именно то, как большинство людей думали о сознании на протяжении веков, — многие думают так же до сих пор. Однако в научных кругах дуализм стал чрезвычайно непопулярным. Проблема в том, что это поле еще никто никогда не видел — как оно работает и, что еще более важно, как оно взаимодействует с «мыслящим мясом» мозга? Мы не видим передачи энергии. Мы не можем обнаружить душу.
Если вы не верите в магические поля, вы не являетесь дуалистом в традиционном значении этого слова и велика вероятность того, что вы своего рода материалист. […] Убежденные материалисты считают, что сознание возникает в результате чисто физических процессов — работы нейронов, синапсов и так далее.
Но в этом лагере есть и другие подразделения.
Некоторые люди принимают материализм, но думают, что в биологических нервных клетках есть что-то, что дает им преимущество перед, скажем, силиконовыми чипами. Другие подозревают, что явная странность квантового мира должна иметь какое-то отношение к решению сложной проблемы сознания. Очевидный и жуткий «эффект наблюдателя» как бы намекает на то, что фундаментальная, но скрытая реальность лежит в основе всего нашего мира… Кто знает? Может быть, это действительно так и именно в ней живет сознание. Наконец, Роджер Пенроуз, физик из Оксфордского университета, считает, что сознание возникает в результате таинственных квантовых эффектов в ткани мозга. Другими словами, он верит не в волшебные поля, а в волшебное «мясо». Впрочем, похоже, пока что все доказательства играют против него.
Философ Джон Серл не верит в волшебное «мясо», но предполагает, что оно важно. Он биолог-натуралист, который считает, что сознание возникает из сложных нейронных процессов, которые (в настоящее время) не могут быть смоделированы с помощью машины.
Еще есть такие исследователи, как философ Дэниел Деннетт, который говорит, что проблема разума и тела — это, по сути, семантическая ошибка. Наконец, есть архиэлиминативисты, которые, похоже, полностью отрицают существование ментального мира. Их взгляды полезны, но безумны.
Итак, многие умные люди верят во все вышеперечисленное, но все теории не могут быть правильными одновременно (хотя все они могут быть ошибочны)
[…] Если мы не верим в волшебные поля и волшебное «мясо», мы должны придерживаться функционалистского подхода. Это, если исходить из некоторых правдоподобных предположений, означает, что мы можем создать из практически чего угодно машину, которая думает, чувствует и наслаждается вещами. […] Если мозг представляет собой классический компьютер — универсальную машину Тьюринга, если использовать жаргон, — мы могли бы создать сознание, просто запустив нужную программу на аналитической машине Чарльза Бэббиджа, созданной еще в XIX веке. И даже если мозг — это не классический компьютер, у нас все равно есть варианты.
Каким бы сложным он ни был, мозг, предположительно, просто является физическим объектом, и, согласно тезису Черча — Тьюринга — Дойча 1985 года, квантовый компьютер должен иметь возможность моделировать любой физический процесс с любой степенью детализации. Итак, выходит, что все, что нам нужно для моделирования мозга, — это квантовый компьютер.
Но что потом? Потом начинается самое интересное. Ведь если триллион шестеренок можно сложить в машину, которая способна вызвать и испытывать, скажем, ощущение от поедания груши, должны ли все ее винтики вращаться с определенной скоростью? Должны ли они находиться в одном и том же месте в одно и то же время? Можем ли мы заменить один винтик? Являются ли сознательными сами винтики или их действия? Может ли действие быть сознательным? Немецкий философ Готфрид Лейбниц задал большую часть этих вопросов еще 300 лет назад, и мы до сих пор не ответили ни на один из них.
Тем не менее похоже, что все согласны с тем, что мы должны избегать слишком активного использования «магического» компонента в вопросе сознания
[…] Почти четверть века назад Дэниел Деннет писал: «Человеческое сознание — это чуть ли не последняя сохранившаяся тайна».
Несколько лет спустя Чалмерс добавил: «[Это] может оказаться самым большим препятствием на пути к научному пониманию Вселенной». Они оба были правы тогда, и, несмотря на огромный научный прогресс, случившийся с тех пор, они правы и сегодня. Я не думаю, что эволюционные объяснения сознания, которые в настоящее время ходят кругами, приведут нас хоть куда-нибудь, ведь все эти объяснения касаются не самой сложной проблемы, а «легких» проблем, которые вращаются вокруг нее, как рой планет вокруг звезды. Очарование трудной проблемы состоит в том, что на сегодняшний день она полностью и окончательно победила науку. Мы знаем, как работают гены, мы (вероятно) нашли бозон Хиггса, и мы понимаем погоду на Юпитере лучше, чем то, что происходит в наших головах.
На самом деле сознание настолько странно и плохо понимается, что мы можем позволить себе дикие спекуляции, которые были бы смешны в других областях. Мы можем спросить, например, имеет ли какое-либо отношение к этому вопросу наша все более загадочная неспособность обнаружить разумную инопланетную жизнь.
Мы также можем предположить, что именно сознание порождает физический мир, а не наоборот: еще британский физик XX века Джеймс Хопвуд Джинс предположил, что Вселенная может быть «больше похожа на великую мысль, чем на великую машину». Идеалистические представления продолжают проникать и в современную физику, предлагая идею о том, что разум наблюдателя каким-то образом является фундаментальным в квантовом измерении и странным в, казалось бы, субъективной природе самого времени, как размышлял британский физик Джулиан Барбур.
После того как вы примете тот факт, что чувства и переживания могут быть совершенно независимы от времени и пространства, вы можете взглянуть на свои предположения о том, кто вы, где и когда, со смутным чувством беспокойства. Я не знаю ответа на сложный вопрос сознания. Никто не знает. […] Но пока мы не овладеем собственным разумом, мы можем подозревать все что угодно — это сложно, но мы не должны прекращать попытки. Голова той птицы, стоящей на крыше, таит в себе больше загадок, чем будет раскрыто нашими самыми большими телескопами.
Директор по продукту «Теории и практики», философ и нейропсихолог по образованию, работала над проектами в области цифровой медицины
Когда начинаешь углубляться в тему «Мозг и сознание», обычно очень сложно сориентироваться, потому что последние исследования — это большой поток совершенно противоположных подходов от разных школ, направлений и наук. Я бы хотела дополнить эту статью с методической точки зрения, чтобы сформировалась некоторая системность в изучении данного вопроса.
Безусловно, изучение сознания — междисциплинарная область, это направление по определению развивается на стыке биологических, компьютерных, философских и других наук. Но наиболее системно и с созданием определенной доказательной базы в этом продвинулись нейробиология, нейропсихология и два направления в философии — философия сознания и нейрофилософия. Я не добавляю в этот набор исследования в области искусственного интеллекта, потому что основные методы и понятийный аппарат в ИИ берется из направлений, перечисленных выше, и уже к этому добавляется математика.
Особенно я хочу выделить нейропсихологию — науку об изучении высших психических функций человека, к которым относится, собственно, и сознание. Эта наука прикладная, со сформированными методами исследования и практикой. Так сложилось, что многое в ней, даже фактически ее создание, было сделано русскими (советскими) учеными, поэтому в статье выше нейропсихологические подходы не особенно представлены.
Основатель нейропсихологии Александр Романович Лурия как раз разработал действенные методы классификации когнитивных функций человека, что и сейчас позволяет, возможно, ближе подойти к декомпозиции проблемы «что такое сознание». В частности, в противовес функционализму и локализационизму, когда мы пытаемся найти в мозге определенные участки, отвечающие за чувства или сознание, он выделил три функциональных блока мозга: энергетический, блок приема и обработки информации и блок программирования, регуляции и контроля. К каждому блоку относятся определенные части мозга, но при этом в обслуживании определенной функции они взаимодействуют друг с другом и заменяемы, что соответствует модному слову «нейропластичность» и позволяет взглянуть на проблему сознания шире.
С одной стороны, исследование мозга за последние годы шагнуло вперед на космическую дистанцию, с другой стороны, это пока не очень существенно приблизило нас к пониманию того, что такое сознание и как оно работает. Приведу забавный пример: ученые из университета British Columbia в 2013 году объявили, что за принятие решений у нас в мозге отвечает маленькая часть из промежуточного мозга — lateral habenula, или латеральное ядро поводка. Раньше думали, что «хабенула» отвечает за депрессию, потому что, когда при глубокой шоковой терапии у тяжело депрессивных пациентов lateral habenula «вырубали» электродами, пациенты сразу начинали чувствовать себя лучше.
Так вот, в экспериментах на крысах оказалось, что, когда им предлагалось принять то и или иное решение, связанное с получением награды сейчас или позже (конечно же, большинство крыс, как и людей, предпочитают награду сейчас), и при этом ученые также «вырубали» латеральное ядро поводка, животные начинали принимать решения абсолютно поровну, случайно.
То есть по итогу показывали, что они не могут принять решение, им вообще все равно, а значит, эта область мозга важна в принятии решений. Похоже, добавляют ученые, что те депрессивные пациенты, упомянутые выше, на самом деле не чувствовали себя счастливее, им просто становилось все равно.
Чем хорош этот пример? Пока что мы лишь пытаемся найти «кнопку» — и этим всерьез занимается наука, — способную объяснить сложные психические явления. Но на самом деле пока что мы изучаем мозг как сложный аппарат без инструкции и еще далеки от того, чтобы подкрепить более серьезные философские исследования сознания прикладными исследованиями. Тем более что за рамками такого подхода еще остается «культурологический тезаурус» человека, который тоже важен для формирования сознания и определенным маршрутом чертит наши нейронные связи.
Индивидуальное сознание человека — феномен сочетания в одном органе совершенно разных факторов: и отвечающей за энергию лимбической системы, сформированной не только у человека, но и у млекопитающих, и префронтальной коры головного мозга, отвечающей за программирование и контроль.
И я очень рекомендую всем интересующимся проблемой сознания изучить классические труды по нейропсихологии, потому что это поможет систематизировать знания и даст правильный понятийный аппарат.
Гарвард, возможно, определил источник человеческого сознания
Футуризм
11. 8. 16 июня Хавелоса
/ Hard Science
Исследование может привести к новым методам лечения пациентов в коме и вегетативных состояниях.
/ Твердые науки/ Ствол мозга/ Кома/ Сознание
11. 8. 16 Джун Хавелоса
Изображение, созданное проектом Human Connectome Project и чувствовать, но, несмотря на важную роль, которую оно играет в нашей жизни и делает нас такими, какие мы есть, на самом деле мы очень мало знаем о том, как работает сознание.
В настоящее время ученые считают, что сознание состоит из двух компонентов: возбуждения и осознания. Первый регулируется стволом мозга, но физическое происхождение второго всегда оставалось загадкой. Теперь группа исследователей из Гарварда считает, что они, возможно, обнаружили области мозга, которые работают со стволом мозга для поддержания сознания.
«Впервые мы обнаружили связь между областью ствола мозга, участвующей в возбуждении, и областями, участвующими в осознании, двумя предпосылками для сознания», — сказал Майкл Д. Фокс, доктор медицинских наук, директор Лаборатории сетевой визуализации мозга. и Модуляция и заместитель директора Центра неинвазивной стимуляции мозга Беренсона-Аллена в Медицинском центре Бет Исраэль Диаконисс (BIDMC). «Множество доказательств сошлось воедино, чтобы указать на то, что эта сеть играет роль в человеческом сознании».
Изображение предоставлено: точная копия рисунка 1.1 в: Кристоф Кох (2004) «Рисунок 1.1: Нейрональные корреляты сознания» в «В поисках сознания: нейробиологический подход», Энглвуд, Колорадо: Roberts & Company Publishers Чтобы лучше понять, почему некоторые пациенты могли сохранять сознание, несмотря на травмы, в то время как другие впадали в кому, исследователи проанализировали 36 пациентов с поражениями ствола мозга. Двенадцать из этих пациентов находились в коме (без сознания), а 24 были определены как сознательные.
Они обнаружили, что у десяти из 12 субъектов, находящихся без сознания, были повреждения ростральной дорсолатеральной покрышки моста, небольшой области ствола мозга. Только у одного из 24 испытуемых в сознании были повреждения в той же области. Очевидно, эта крошечная часть ствола мозга имела непосредственное отношение к поддержанию сознания.
При дальнейшем изучении этого отведения они изучили карту здорового мозга, где смогли точно определить две области, связанные с ростральной дорсолатеральной покрышкой моста. Это привело их к выводу, что связи между этими областями и идентифицированной областью ствола мозга, вероятно, играют роль в регуляции сознания.
Недостающее звено?
Не зная практически ничего, кроме возможности того, что он может быть расположен в коре, ученые определили две особые области коры, которые, по их мнению, могут иметь важное значение для человеческого сознания. Однако, каким бы захватывающим ни было это открытие, это только первый шаг.
Отсюда выводы исследователей должны быть подтверждены независимыми группами, а дальнейшие исследования должны проводиться с использованием более крупных групп субъектов.
Если исследователи правы и они определили области мозга, ответственные за человеческое сознание, эти знания окажутся бесценными для пациентов в коме и вегетативных состояниях и их семей, поскольку это может привести к новым методам лечения. Это еще один пример того, как технологии позволяют нам больше узнать о нашей сложной биологии.
Поделиться этой статьей
Как много мы знаем?
Ученые и философы долго пытались объяснить, как мозг генерирует сознательный опыт. Некоторые сомневаются, что объективные инструменты науки когда-нибудь смогут справиться с таким субъективным явлением. Несмотря на это, исследователи начали выявлять изменения в активности мозга, которые сопровождают сознание, и у них также есть несколько интересных идей о том, почему сознание эволюционировало.
Поделиться на PinterestЧто мы на самом деле знаем о человеческом сознании? Изображение предоставлено: Оксана Первомай/Stocksy.
Каким образом мозг вызывает сознательное осознание посредством электрической активности миллиардов отдельных нервных клеток, остается одним из величайших вопросов жизни, оставшихся без ответа.
Каждый из нас знает, что мы сознательны с точки зрения наличия мыслей, восприятий и чувств, но мы не можем доказать это кому-либо еще. Только у нас есть доступ к таинственной сущности, которая позволяет нам испытывать эти мысли, восприятия и чувства.
В 1990-х годах философ Дэвид Чалмерс описал эту недоступность для внешнего объективного изучения как «сложную проблему» сознания.
Он предположил, что более простой задачей для ученых будет ее «нейронные корреляты» — где и как изменяется активность мозга, когда люди имеют сознательный опыт.
Помимо любопытства, ученые, скорее всего, заинтересованы в обнаружении нейронных коррелятов сознания, чтобы помочь диагностировать и лечить расстройства сознания, такие как стойкие вегетативные состояния и некоторые психические расстройства.
Сознание имеет несколько различных измерений, которые они могут измерить. Три самых важных из них:
- бодрствование или физиологическое возбуждение
- осознание или способность иметь сознательные ментальные переживания, включая мысли, чувства и восприятия
- сенсорная организация, или то, как различные восприятия и более абстрактные концепции переплетаются вместе, создавая цельный сознательный опыт.
Эти три измерения взаимодействуют, создавая наше общее состояние сознания от момента к моменту. Например, когда мы бодрствуем, мы находимся в состоянии высокой осознанности, но когда мы засыпаем ночью, и бодрствование, и осознанность исчезают.
Сознание и физиологическое возбуждение возвращаются во время быстрого сна (быстрое движение глаз), когда наиболее вероятны яркие сны. Но эти сенсорные переживания в основном не связаны с внешними раздражителями и понятиями, которые привязывают нас к реальности, пока мы бодрствуем.
Аналогичным образом, измененные состояния сознания, например, вызванные психоделическими препаратами или низким уровнем кислорода, включают нормальный уровень возбуждения, но дезорганизованные сенсорные переживания.
Они могут включать галлюцинации звуков, запахов или образов, а также синестезию, когда между обычно дискретными чувствами возникают перекрестные помехи, например, звуки, вызывающие визуальные переживания.
У людей в коме или под анестезией уровни бодрствования и сознания могут быть даже ниже, чем во время медленного сна.
Между тем, в странном гибридном состоянии сознания, известном как синдром неотзывчивого бодрствования или вегетативное состояние, пациенты проходят ежедневные циклы сна и бодрствования, но не проявляют никаких признаков сознания.
Несмотря на то, что они долгое время проводят с открытыми глазами, они не проявляют поведенческих реакций на внешние раздражители.
У некоторых из этих пациентов восстановятся ограниченные признаки сознания, известные как «состояние минимального сознания», такие как способность реагировать на инструкции или следить глазами за движущимся объектом.
Пациенты в различных состояниях сознания предоставили важные сведения о нейронных коррелятах сознания.
Такие методы, как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и электроэнцефалография (ЭЭГ), выявили нервную активность, сопровождающую эти состояния.
Ученые обнаруживают закономерности активности посредством измерения функциональной связи, используя статистические методы для выявления корреляций между синхронизацией нейронных событий в различных частях мозга.
Это показывает сети областей мозга, которые, например, участвуют в рабочей памяти, внимании и блуждании ума.
Когда они объединяют данные фМРТ и ЭЭГ, исследователи обнаруживают, что активность глубоко внутри мозга, в таламусе, изменяется во время бодрствования в соответствии с активностью в сети режима по умолчанию.
Таламус работает как сенсорная ретрансляционная станция, в то время как сеть режима по умолчанию представляет собой набор областей в коре — самом внешнем слое мозга — которые тесно связаны с блужданием ума и самосознанием.
Напротив, во время медленного сна и под анестезией функциональная связь между таламусом и сетью режима по умолчанию и корковыми сетями, которые участвуют во внимании, нарушается.
При нарушениях сознания исследователи могут наблюдать снижение функциональной связи и физические повреждения, влияющие на связи между корой и глубокими структурами мозга.
Это показывает, насколько важны эти связи для поддержания бодрствования и обмена информацией между мозгом.
Несмотря на успехи в нашем понимании нейронных коррелятов сознания, врачи по-прежнему испытывают трудности с диагностикой пациентов, которые не могут отвечать на вопросы или команды.
Они не могут сказать, находится ли такой пациент полностью без сознания, в сознании, но отключен от внешних раздражителей, или в сознании и осознает свое окружение, но не может реагировать.
Совершенно новый подход, о котором недавно сообщалось в Nature Communications , может обеспечить способ оценки бодрствования, осознания и сенсорной организации такого пациента.
Вместо того, чтобы регистрировать активность в определенных областях мозга или сетях областей, новая методика измеряет градиенты активности по всему мозгу.
Это похоже на запись крутизны местности на карте и того, как эта крутизна может меняться со временем, а не просто расположение дорог, городов и деревень.
Этот инновационный способ исследования мозговой активности, который рассматривает, как функциональная геометрия формирует временную динамику, принимает во внимание тот факт, что каждая область и сеть имеют множество функций и связей.
«Сознание сложное, и его изучение похоже на сборку кубика Рубика», — говорит первый автор доктор Зируи Хуанг, доцент кафедры анестезиологии Медицинской школы Мичиганского университета.
«Если вы посмотрите только на одну поверхность, вас может смутить то, как она организована. Вам нужно работать над головоломкой, рассматривая все измерения», — добавляет он.
Доктор Хуанг и его коллеги изучили, как градиенты нейронной активности, измеренные с помощью фМРТ, изменились в зависимости от трех основных параметров сознания:
- возбуждение или бодрствование
- осознание
- сенсорная интеграция.
Исследователи опирались на существующие данные фМРТ, записанные в мозге людей, которые бодрствовали, находились под наркозом в так называемом вегетативном состоянии — известном как «синдром невосприимчивого бодрствования» — или у которых был психиатрический диагноз, такой как шизофрения.
Они обнаружили градиент активности, который соответствовал изменениям уровней возбуждения, которые простирались от областей зрительного режима и режима по умолчанию до сетей, задействованных во внимании.
Другой градиент изменился вместе с осознанием и протянулся от областей, участвующих в восприятии и действии, к областям, отвечающим за интеграцию информации и формирование абстрактных понятий.
Третий градиент, связанный с сенсорной организацией, охватывал зрительную систему и соматомоторную кору, которая помогает контролировать движения.
«Мы продемонстрировали, что нарушения человеческого сознания — по фармакологическим, невропатологическим или психиатрическим причинам — связаны с деградацией одного или нескольких основных корковых градиентов в зависимости от состояния», — отмечает доктор Хуанг.
Он сказал Medical News Today , что некоторые пациенты, которые не могут никак реагировать, могут все еще быть в сознании. «Поэтому важно разработать независимые от поведения и задачи подходы к оценке», — сказал он.
«Согласно нашей работе, измерения коркового градиента могут уменьшить неопределенность клинической оценки сознания у этих пациентов», — добавил он.
Такие ученые, как доктор Хуанг, многое узнали о его нейронных коррелятах, но их открытия не проливают много света на то, как мозг генерирует сознание — «сложную проблему».
Другие ученые утверждали, что для того, чтобы узнать больше о причинах сознания, нужно манипулировать активностью мозга и посмотреть, что произойдет.
Транскраниальная магнитная стимуляция, или ТМС, представляет собой неинвазивный метод, который строго контролирует активность мозга.
Этот метод включает пропускание сильного электрического импульса через проводящую катушку, расположенную близко к голове участника, создавая короткий магнитный импульс, который вызывает электрическую активность в той части мозга, которая находится ближе всего к катушке.
Это повышает электрическую активность миллионов нейронов в области диаметром всего несколько сантиметров.
У бодрствующего участника импульс ТМС запускает сложную цепочку активности в нескольких областях коры, тогда как в медленном сне тот же импульс имеет гораздо более короткий и локализованный эффект.
Однако во время быстрого сна пульс вызывает паттерн активности, подобный тому, который наблюдается в мозгу человека, который бодрствует.
Интересно, что у пациентов, которые бодрствуют, но находятся в вегетативном состоянии, ТМС вызывает кратковременные локальные эффекты, подобные тем, которые наблюдаются во время медленного сна здорового человека.
Но в мозгу бодрствующих пациентов с минимальным сознанием ТМС вызывает такую же реакцию, как и у здоровых бодрствующих людей.
Таким образом, исследователи пришли к выводу, что сложность и пространственная протяженность связи между областями мозга уменьшаются по мере снижения уровней бодрствования и осознания.
Несмотря на успехи в нашем понимании нейронных коррелятов сознания, остается вопрос: как сознание возникает из активности мозга?
Ученые предложили несколько теорий. Двумя известными идеями являются теория глобального нейронного рабочего пространства (GNWT) и теория интегрированной информации (IIT).
Глобальное рабочее пространство нейронов
Вкратце, GNWT предполагает, что существует сеть связей дальнего действия, охватывающая мозг, называемая глобальным рабочим пространством.
Нейронная информация становится осознанной, когда она получает доступ к этому рабочему пространству, что позволяет ей транслироваться по всему мозгу, включая специализированные центры памяти, восприятия, двигательной активности и внимания.
Важно отметить, что это случай, когда «победитель получает все» для конкретной интерпретации сенсорных данных, когда он получает доступ к глобальному рабочему пространству.
По словам профессора Майкла Грациано, профессора психологии и неврологии Принстонского института неврологии, штат Нью-Джерси, и доктора Аарона Шургера, доцента Креанского колледжа здоровья и поведенческих наук в Университете Чепмена в Ирвине, Калифорния, это объясняет , например, «бистабильные» оптические иллюзии.
Двумя примерами этого являются куб Неккера и иллюзия вазы с лицом, в которых сознание переключается между двумя альтернативными интерпретациями одних и тех же сенсорных данных.
Интегрированная информация
Коммуникация и интеграция информации между областями мозга лежит в основе многих теорий сознания.
Один из них, IIT, использует сложное уравнение для расчета степени сознания объекта на основе того, насколько хорошо он интегрирует информацию.
Согласно уравнению, даже неодушевленные предметы, такие как камни и чайники, имеют проблески сознания.
Это соответствует философской теории панпсихизма, которая предполагает, что сознание является фундаментальным свойством всех физических систем.
Каково это контролировать внимание
У профессора Грациано проблемы со всеми этими теориями сознания. Он утверждает, что их даже нельзя назвать теориями, потому что они на самом деле не объясняют сознание, а только описывают его.
Он сравнивает это с разницей между законом всемирного тяготения Ньютона, который представляет собой уравнение, которое вычисляет гравитационную силу, и общей теорией относительности Эйнштейна, которая объясняет, что такое гравитация на самом деле.
Собственная теория сознания профессора Грациано, теория схемы внимания, или AST, не претендует на решение трудной проблемы сознания, а вместо этого пытается объяснить, почему мы верим, что обладаем сознанием.
Согласно AST, в мозгу животных развилась модель — или схема — их текущего состояния внимания, которую они могли использовать для прогнозирования и контроля своего постоянного фокуса внимания.
Чтобы управлять нашим телом, мозг использует внутреннюю модель наших конечностей, их расположение в пространстве и то, как они работают. Профессор Грациано считает, что контроль внимания ничем не отличается.
Более того, он утверждает, что схема внимания заставляет людей верить, что у них есть внутренняя сущность — сознание, — которое позволяет им сосредоточить свое внимание.
Удивительно, но опытные медитаторы могут достичь состояния чистого осознания, свободного от любых мыслей, восприятий, чувств или даже ощущения себя, времени или пространства.
Это особое состояние сознания дало дополнительные сведения о нейронных коррелятах сознания.
Исследователи из Университета Фрайбурга в Германии использовали ЭЭГ для изучения мозга бывшего буддийского монаха, который описал это как «ясную, осознанную открытость».
Они обнаружили, что осознанность без содержания связана с резким падением альфа-волн и увеличением тета-волн.
Также имело место разъединение активности сенсорной коры и дорсальной сети внимания, но сильная активность внутри самой сети внимания. Между тем, активность сети дефолтного режима снизилась.
Профессор Грациано сказал, что свободное от содержания осознавание в медитации может соответствовать предсказательной модели внимания, описанной в его теории.
Он сказал MNT :
«Я думаю, что модель внимания, представляющая свойство самого внимания, можно построить изолированно, без связи с вещью, на которую вы обращаете внимание.
