Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли - Станислас Деан

Правда, связи эти при шизофрении разрываются не полностью — случись это, больной лишился бы сознания. Но возможно ли и такое серьезное заболевание? В 2007 году нейробиологи университета Пенсильвании открыли поразительную новую болезнь67. В больницу поступали молодые пациенты с разнообразными симптомами. Среди них было много женщин, страдавших раком яичников, но прочие больные жаловались всего лишь на головную боль, лихорадку или гриппозные симптомы. Болезнь быстро развивалась и затем приняла неожиданную и страшную форму. У больных наблюдались «выраженная психиатрическая симптоматика, в том числе тревожность, возбуждение, странное поведение, бред, параноидальное мышление, зрительные и слуховые галлюцинации» — то есть выраженная, приобретенная и быстро развивающаяся разновидность шизофрении. Спустя три недели пациентов начало покидать сознание. На ЭЭГ у них наблюдались медленные волны мозга, схожие с волнами засыпающего или находящегося в коме человека. Больные переставали двигаться, реагировать на стимулы и даже самостоятельно дышать. В последующие месяцы несколько человек умерли; остальные спустя некоторое время выздоровели и вернулись к нормальной жизни, однако утверждали, что ничего не помнят о периоде, когда находились без сознания.

Что это было? Тщательные исследования показали, что пациенты страдали от массированного аутоиммунного заболевания. Вместо того чтобы выискивать враждебные вирусы или бактерии, их иммунная система стала бороться с самим организмом. Она избирательно уничтожала определенную молекулу: NMDA-рецептор нейротрансмиттера глутамата. Как мы уже видели, этот рецептор играет важнейшую роль в процессе передачи информации на кортикальные синапсы сверху вниз. Когда исследователи подвергли культуру нейронов воздействию сыворотки крови пациентов, NMDA-синапсы буквально растворились за каких-то несколько часов — однако восстановились сразу после того, как вредоносная сыворотка была удалена.

Поразительно видеть, как исчезновение одной-единственной молекулы влечет за собой утрату психического здоровья, а затем и сознания. Возможно, мы наблюдаем первое заболевание, избирательно поражающее длинные связи, которые, в соответствии с моей моделью глобального нейронного рабочего пространства, лежат в основе любого сознательного опыта. Разрушение связей быстро приводит к разрушению сознания — вначале это выглядит как искусственная форма шизофрении, а затем человек утрачивает всякую способность бодрствовать. В будущем это заболевание вполне может использоваться как образец болезни, молекулярные механизмы которой позволили пролить свет на природу и развитие психических заболеваний, а также на их связь с сознательным опытом.

И вот мы начали понимать, в чем заключаются функции сознания, какие структуры в коре головного мозга его поддерживают, какие молекулярные процессы для него необходимы и каковы могут быть его нарушения, — так можем ли мы теперь подумать об имитации сознания с помощью компьютера? Лично я не вижу этому никаких логических препятствий, более того, считаю, что это весьма интересное направление научно-исследовательской деятельности, непростой, но захватывающий проект, который может быть реализован в компьютерной отрасли в последующие десятилетия. Нет нужды уточнять, что сегодня о создании такой машины не приходится и мечтать, однако тот факт, что мы можем сделать предположение о некоторых ее основных свойствах, сам по себе указывает на то, что наука о сознании не стоит на месте.

В главе 5 я в общих чертах описал компьютерную модель доступа в сознательный опыт. Идеи, которые легли в основу этой модели, могли бы стать началом создания новой разновидности программной архитектуры. Современный компьютер выполняет множество целевых программ одновременно, и наша модель также могла бы содержать множество специализированных программ, каждая из которых выполняла бы собственную функцию: распознавала лица, отслеживала движения, ориентировалась в пространстве, генерировала речь или управляла моторными функциями. Важно то, что некоторые из этих программ получали бы данные не снаружи, а изнутри системы — так возникла бы некая разновидность интроспекции и самопознания. Так, специализированное устройство для отслеживания ошибок могло бы прогнозировать вероятность отклонения организма от выполнения его текущих целей. В современных компьютерах можно наблюдать зачатки реализации этой идеи — все чаще используются программы, следящие за остатком заряда, дискового пространства, за целостностью памяти или внутренними конфликтами.

На мой взгляд, этим компьютерам не хватает трех основных функций: гибкости коммуникации, пластичности и автономности. Во-первых, программы должны иметь возможность гибко коммуницировать друг с другом. В идеале результат деятельности любой из программ в любой момент может оказаться в центре внимания всей системы. Выбранная информация попадет в рабочее пространство — систему, которая обладает ограниченной емкостью, работает медленно и последовательно, однако имеет большое преимущество, заключающееся в способности снова передавать информацию в любую из программ. В современных компьютерах обмен подобного рода обычно запрещен: каждое приложение использует отдельное пространство памяти и не может передать другому приложению результаты своей работы. Отсутствуют способы, с помощью которых программы могли бы обмениваться экспертной информацией — ну разве что буфер информационного обмена, но он крайне примитивен и находится под контролем пользователя. Архитектура, которую вообразил себе я, позволила бы значительно повысить гибкость процессов информационного обмена, поскольку имела бы некий универсальный и автономный буфер обмена — глобальное рабочее пространство.

Как будут использовать информацию программы, которые получат ее из буфера обмена? Здесь потребуется вторая составляющая из моего списка: мощный алгоритм обучения. Каждая отдельная программа не будет сохранять статичность, но будет наделена способностью искать наилучшее применение полученной информации. Каждая программа будет приспосабливаться к алгоритму обучения, схожему с мозгом и способному охватить множество прогнозируемых связей между входящими данными. Таким образом система будет адаптироваться к окружающей среде и даже к особенностям собственной архитектуры и потому устоит даже в случае, когда, например, подведет подпрограмма. Она сама разберется, какие входящие данные заслуживают внимания и как можно их сочетать для выполнения полезных функций.

И здесь мы подходим к третьему свойству нашей воображаемой системы: автономности. Даже в отсутствие какого-либо взаимодействия с пользователем компьютер станет использовать собственную систему ценностей, чтобы решить, какие данные заслуживают медленного осознанного рассмотрения в глобальном рабочем пространстве. Спонтанная активность постепенно приведет к появлению в рабочем пространстве случайных «мыслей», которые будут сохранены или отвергнуты в зависимости от их соответствия базовым целям организма. Последовательность колебаний внутренних состояний возникнет даже в случае, если информация извне поступать не будет.

Поведение этого организма-имитации будет напоминать деятельность нашего собственного сознания. Он сможет без помощи человека ставить собственные цели, исследовать мир и определять собственное внутреннее состояние. Он сможет в любой момент задействовать свои ресурсы для создания внутренней репрезентации — иными словами, содержания своего сознания.