Сознание и мозг

Перейдем теперь к рассмотрению стоящей за опытом сознания нейронной активности. В последние годы когнитивисты достигли существенных успехов в раскрытии связей между нейрофизиологией и возникновением опыта сознания. На мой взгляд, наиболее многообещающими здесь является модель, предложенная Франсиско Варелой, и недавнее построение Джеральда Эдельмана в сотрудничестве с Джулио Тонони [35].

В обоих случаях авторы осторожно представляют свои модели как гипотезы, и в основе этих двух гипотез лежит одна и та же ключевая идея. Опыт сознания не сосредоточен в некоторой области мозга; также он не может быть определен в терминах особых нейронных структур. Это эмергентное свойство конкретного когнитивного процесса — формирования временных функциональных нейронных кластеров. Варела называет такие кластеры «резонансными клеточными ансамблями», тогда как Тонони и Эдельман говорят о «динамическом ядре».

Интересно также отметить, что Тонони и Эдельман принимают основную посылку нейрофеноменологии — необходимость взаимосвязанного рассмотрения физиологии мозга и опыта сознания. «Центральное положение этой статьи, — пишут они, — состоит в том, что анализ взаимосвязи... феноменологических и нейронных свойств может привести к важным выводам относительно сущности нейронных процессов, порождающих соответствующие качества опыта сознания» [36].

Подробности динамики нейронных процессов в этих двух моделях различны, но, пожалуй, не противоречат друг другу. Они несколько разнятся по той причине, что авторы сосредоточиваются на различных характеристиках сознательного опыта, а потому выявляют различные свойства соответствующих нейронных кластеров.

Для Варелы отправной точкой служит наблюдение, согласно которому «ментальное пространство» сознательного опыта многомерно. Иначе говоря, оно создается множеством различных мозговых функций и тем не менее представляет собой нечто единое и последовательное. Например, когда какой-либо запах вызывает приятные или неприятные ощущения, мы переживаем это состояние сознания как неразрывное целое, порожденное сенсорным восприятием, воспоминаниями и эмоциями. Такого рода опыт, как нам хорошо известно, непостоянен и может оказаться чрезвычайно кратковременным. Состояния сознания преходящи; они непрерывно возникают и исчезают. Другое важное наблюдение состоит в том, что эмпирические состояния всегда «вписаны», то есть встроены в конкретную область ощущений. По существу, такие состояния, как правило, связаны с доминирующим ощущением, налагающим отпечаток на все переживание [37].

Конкретный нейронный механизм, который, по предположению Варелы, ответствен за возникновение временных эмпирических состояний, — это резонансное явление, известное под названием «фазировка», при котором между различными участками мозга устанавливаются такие связи, что составляющие их нейроны активируются синхронно. Благодаря такой синхронизации нейронной активности формируются временные «клеточные ансамбли», порой состоящие из весьма широко рассредоточенных нейронных цепей.

Согласно гипотезе Варелы, всякий сознательный опыт базируется на специфическом клеточном ансамбле, в котором множество различных видов нейронной активности — связанных с сенсорным восприятием, эмоциями, памятью, телодвижениями и т. д. — соединяются во временный, но слаженный «хор» осциллирующих нейронов. Вообще, такой нервный процесс легче всего представить себе в музыкальных терминах [38]. Сначала нет ничего, кроме шумов, затем они приобретают слаженность и возникает мелодия, которая со временем вновь превращается в какофонию — до тех пор, пока в момент очередного резонанса не возникнет другая мелодия.

Варела довольно детально разработал эту модель для исследования переживания настоящего момента (это весьма традиционная тема феноменологических исследований), а также предложил аналогичные исследования других аспектов сознательного опыта [39]. Последние включают различные формы внимания и соответствующие им нейронные сети и пути, природу воли, проявляющейся в инициировании добровольной деятельности, а также нейронные корреляты эмоций наряду с взаимосвязями между настроением, эмоцией и интеллектом. Согласно Вареле, успех такой программы будет во многом определяться тем, насколько решительно ученые-когнитивисты настроены сформировать прочную традицию феноменологического исследования.

Рассмотрим теперь нейронные процессы, описанные в модели Джеральда Эдельмана и Джулио Тонони. Как и Франсиско Варела, эти авторы подчеркивают, что сознательный опыт — в высшей степени интегрированное явление, в котором каждое состояние сознания представляет собой отдельную «сцену», не поддающуюся разделению на составные части. Кроме того, они указывают, что сознательный опыт в то же время весьма дифференцирован — в том смысле, что за короткий промежуток времени мы способны пережить любое из огромного количества возможных состояний сознания. Указанные наблюдения снабжают нас двумя критериями определения таких нейронных процессов: они должны быть интегрированными и в то же время отличаться чрезвычайной дифференцированностью, или сложностью [40].

Механизм, который, по предположению этих авторов, ответствен за быструю интеграцию нейронных процессов в различных участках мозга, был описан теоретически Эдельманом в 1980-х годах, а затем многократно подвергнут крупномасштабному компьютерному моделированию Эдельманом и Тонони с сотрудниками. Механизм этот носит название «повторного ввода» и представляет собой непрерывный обмен параллельными сигналами внутри различных участков мозга и между такими участками [41]. Эти процессы параллельной передачи сигналов играют ту же роль, что и фазировка в модели Варелы. В самом деле: подобно синхронизации клеточных ансамблей у Варелы, у Тонони с Эдельманом фигурирует динамическое «сплетение» групп нервных клеток посредством повторного ввода.

Сознательный опыт, по Тонони и Эдельману, возникает, когда процесс повторного ввода на короткие промежутки времени объединяет активность различных участков мозга. Тот или иной сознательный опыт порождается функциональным кластером нейронов, которые в совокупности формируют объединенный нервный процесс, или «динамическое ядро». Авторы прибегают к такому термину, чтобы передать одновременно идею интеграции и постоянно меняющегося характера активности. Они подчеркивают, что динамическое ядро — это не вещь или место, а процесс изменяющегося нейронного взаимодействия.

Состав динамического ядра может изменяться во времени; та или иная группа нейронов может в какие-то моменты входить в динамическое ядро, тем самым внося вклад в сознательный опыт, а в другие — не относиться к нему, участвуя в бессознательных процессах. Кроме того, поскольку ядро представляет собой кластер функционально объединенных нейронов, которые вовсе не обязательно соседствуют друг с другом, ядро по своему составу может выходить за традиционные анатомические границы. Наконец, вполне возможно, что точный состав динамического ядра, стоящего за конкретным сознательным опытом, может варьироваться от индивидуума к индивидууму.

Несмотря на отличия в конкретной динамике, гипотезы резонансных клеточных ансамблей и динамического ядра, безусловно, имеют много общего. В обеих гипотезах рассматривается сознательный опыт как эмергентное свойство нестационарного процесса интеграции (или синхронизации) широко рассеянной группы нейронов. В обеих выдвигаются конкретные, проверяемые предположения относительно конкретной динамики этого процесса, поэтому можно ожидать, что в последующие годы они помогут достичь значительных успехов в построении подлинной науки о сознании.