Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли - Станислас Деан

Таким образом, стимуляция мозга демонстрирует причинно-следственную связь между активностью коры головного мозга и сознательным опытом. Стимулируя магнитным импульсом зрительную кору, мы можем вызвать у пациента зрительные ощущения даже в полной темноте. Правда, связь эта непрямая: для возникновения сознательного опыта одного локального возбуждения мало — прежде чем индуцированная активность достигнет сознания, она должна распространиться по отдаленным уголкам мозга. И вот опять в роли причины возникновения сознательного восприятия у нас выступает заключительный этап возбуждения, когда активность распространяется на высшие корковые центры и способствует возникновению сети возбуждения, охватывающей весь мозг. Во время возникновения этой сети сознания нейронная активность возникает в самых разных областях мозга и зачастую возвращается в сенсорную кору, объединяя таким образом нейронные фрагменты воспринимаемого изображения. Только тогда мы начинаем ощущать, что видим.

Мы можем создать осознанное восприятие — не значит ли это, что мы можем его и уничтожить? Если мы полагаем, что всем своим сознательным опытом обязаны последнему этапу активации глобальной сети нейронов, тогда достаточно будет пресечь эту активацию — и осознанного восприятия как не бывало? Эксперимент опять-таки в принципе прост. Покажите участнику зрительный стимул, совершенно точно воспринимаемый им сознательно, а потом с помощью электрического импульса вырубите дальнейшее включение сети, поддерживающей сознание. В этом случае участник должен будет заявить, что вообще не видел никакого стимула — то есть что он не осознал, что видел. Или пусть импульс, к примеру, не просто сводит на нет глобальную активность нейронов, а подменяет ее какой-нибудь другой. В этом случае участник эксперимента должен будет сообщить, что осознал нечто привнесенное с помощью замещающей активности, то есть его субъективный опыт не будет иметь ничего общего с реальным положением дел.

Это все, конечно, очень уж похоже на фантастику, но все-таки несколько вариантов этого эксперимента уже было проведено, и небезуспешно. В одном из вариантов исследователи использовали двойной транскраниальный магнитный стимулятор, способный отправлять импульс в два разных региона мозга, как одновременно, так и по отдельности. Рецепт был прост: сначала подать электрический импульс в область MT/V5, отвечающую за движение, убедиться, что этот импульс провоцирует сознательное ощущение визуального движения; затем подать второй импульс, к примеру в первичную зрительную кору. И представьте себе — вторым импульсом исследователи полностью ликвидировали ощущение видения, которое должен был вызвать первый импульс. Этот результат означает, что сам по себе изначальный импульс не способен спровоцировать появление сознательного опыта: возникшая активность должна пройти весь путь и вернуться в первичную зрительную кору, и только после этого наступит осознание78. Сознание возникает в петле: источником сознательного опыта является вспыхивающая там и сям нейронная активность, циркулирующая по сети наших кортикальных связей.

Что еще поразительнее, так это то, что сочетание корковой стимуляции с реальными зрительными образами может породить небывалые иллюзии. Так, если мы быстро покажем картинку, а спустя одну пятую секунды простимулируем зрительную кору, образ картинки возникнет снова, и участник сообщит, что видел ее во второй раз — следовательно, через 200 миллисекунд после первого появления картинки ее образ все еще оставался в зрительной коре79. Эффект бывает особенно силен, если человека просят запомнить, что изображено на картинке. Результаты заставляют предположить, что, когда мы удерживаем образ в памяти, наш мозг в буквальном смысле слова поддерживает его в импульсах нейронов зрительной коры ниже порога сознания и, получив соответствующий стимул, в любой момент готов проиграть запись снова80.

Насколько велика мозговая сеть, в которой зарождается сознание? По мнению голландского нейрофизиолога Виктора Ламма, всякий раз, когда две области образуют локальную петлю — например, область А передает в область Б, а затем область Б передает в область А, — этого уже достаточно для возникновения в некотором виде сознания81. Активность в этой петле идет туда-обратно, и получается «возвратный процесс», возврат информации в ту самую цепь, откуда она берет свое начало. «Можно даже сказать, что сознание — это возвратный процесс», — пишет Ламм82. С его точки зрения, любая нейронная петля несет в себе частицу сознания. Впрочем, лично я сомневаюсь в его правоте. В коре головного мозга есть множество замкнутых петель: нейроны передают информацию назад и вперед по сетям самых разных размеров — от крошечных миллиметровых цепочек до крупных, достигающих нескольких сантиметров «шоссе». Было бы по меньшей мере странно, если бы все эти петли, даже самые мелкие из них, были достаточно велики, чтобы нести в себе частицу сознания83. Мне кажется, что куда вероятнее другой вариант: активность, идущая сначала в одну, а затем в другую сторону, является необходимым, но не достаточным условием для возникновения сознательного опыта. Код сознания возникает лишь в петлях, охватывающих большие расстояния и располагающихся в префронтальной и теменной областях.

Какова же тогда роль небольших локальных петель? Можно предположить, что они необходимы для бессознательных зрительных операций, посредством которых мы складываем разрозненные фрагменты в единую картину84. Рецептивное поле зрительного нейрона очень невелико, и потому нейрон не может немедленно зафиксировать общие свойства изображения, например наличие крупной тени (как в иллюзии с тенью на рис. 10). Чтобы эти общие свойства были восприняты, требуется взаимодействие множества отдельных нейронов85.

Так откуда же берется сознание, из локальных петель или из глобальных? Некоторые ученые считают, что из локальных, поскольку под воздействием анестезии они исчезают86, однако этот довод неубедителен: возможно, идущая в обоих направлениях активность относится к числу свойств, первыми исчезающих в волнах омывающих мозг анестетиков, и это скорее следствие, а не причина утраты сознания.

Если мы попробуем внести изменения в мозговую активность, использовав для этого тонкие методики стимуляции мозга, получится совсем другая история. Покажем изображение, а спустя примерно 60 миллисекунд погасим работу локальных петель в пределах первичной визуальной коры — и это не только скажется на сознательном восприятии, но и, что еще важнее, нарушит бессознательную обработку информации87. Слепозрение — способность точно угадывать визуальную информацию, поданную на сублиминальном уровне, — исчезает вместе с осознанным зрением. Это наблюдение означает, что, когда активность циркулирует по петле, ранние этапы обработки информации в коре головного мозга связаны не только с сознательным восприятием. Они связаны и с бессознательной деятельностью, то есть просто задают мозгу соответствующий курс, который лишь гораздо позже выльется в сознательное восприятие.

Если мои представления верны, тогда сознательная оценка должна возникать из дальнейшей активации множественных синхронизируемых регионов теменной и префронтальной коры, а следовательно, погашение этой активности будет иметь далеко идущие последствия. Множество исследований, в ходе которых на активность мозга здоровых людей воздействовали с помощью ТМС, показали, что стимуляция теменных или фронтальных областей может повлечь за собой временную невидимость. Эффект практически любых видов стимуляции, позволяющих сделать изображение невидимым — маски, слепоты невнимания, — значительно усиливается кратким возбуждением левой или правой теменной области88. Так, при подавлении теменной области человек перестает видеть неяркое, но все же вполне заметное цветовое пятно89.