Лёгкая проблема сознания

Нас завораживает Трудная проблема сознания как странный дар или загадка или даже ошибка для тех, кто её не признаёт.

Звучит она так: как что угодно материальное, будь то мозг, формирует нечто (вне?)материальное как субъективную психическую реальность, и зачем, ведь существующее бессознательное не уступает ей по функциональности. Так или по-другому, хорошего решения Трудной проблемы нет.

Для визуализации краха человеческого гения перед этой загадкой я придумал так называемый Блядский Квадрат. Его формируют ось субстанции и дуальности, по углам находятся идеализм и материализм и дуализм и монизм соответственно. В точке пересечения лежат т.н. «новые мистериане», постулирующие когнитивную закрытость этого вопроса, как вопросов физики для гориллы. Любая теория располагается на квадрате в зависимости от принятых на веру аксиом, невыводимых и априорных.

Блядский Квадрат – как Монолит Кубрика, столь же непробиваемый для нашего разума, закольцованного в порочный, как в космической одиссее, круг. Сердце квадрата двулико (точнее, пяти-), сверху оно набито если бы мягкой травой, и со всех сторон его окружает каменное каменное дно.

Здесь мы коснёмся сознания, рассматривая одну из так называемых «лёгких проблем».

Когда мы говорим «сознание» в нейронауке, в подавляющем большинстве случаев мы имеем в виду визуальную систему – осознаваемое зрительное. Изредка про слух. Обоняние и осязание – парии в калашном ряду модальностей: по ним исследований меньше всего. В этом смысле наука близка к жизни, хотя все сенсорные системы имеют громадный эволюционный потенциал. Не факт, что феноменальные акустическое и дактилоскопическое сознания будут иметь общие черты в отношениях с мозгом. Может статься, хотя это и маловероятно, что другие модальности будут устроены совсем иначе. Мы же рассмотрим зрение.

Анатомические холмы

Зрительная система человека начинается с сетчатки и по оптическому нерву проходит хиазму, в которой частично перекрещивается так, что каждое полушарие видит противоположную ему сторону с обоих глаз. Правое полушарие видит левую сторону и т.д. Из хиазмы каждый нерв идёт к латеральному коленчатому телу таламуса, минуя подушку (pul­v­inar), а оттуда через геникулостриарный тракт (radi­a­tio opti­ca) в неокортекс. Часть нервов идёт от хиазмы в верхние предхолмия (col­li­culi supe­ri­ores) и несколько дополнительных ядер, кодирующих ориентировочные рефлексы, саккады, слежение и т.д. Часть – в супрахиазматическое ядро гипоталамуса (nucle­us suprachi­as­mati­cus), контролирующее циркадные ритмы сна и бодрствования. Ещё часть – в предкрышечную область (pre­tec­tum), управляющую зрачковыми и хрусталиковыми рефлексами.

Первичная зрительная кора (cor­tex occip­i­tal­is) находится в т.н. шпорной борозде (sul­cus cal­car­i­nus) затылочной доли (lobus occip­i­tal­is) больших полушарий. Всего же насчитывают пять зрительных зон с возрастающей сложностью от первой к пятой. Но сложностью чего?

Хорошо, что спросили. Ведь людям одинаково видеть и просто куб, и долгую вязь пейзажа. Под сложностью понимается иерархичность данных и построение многообразий из примитивных сенсорных кирпичиков: линеек и пятен. Отдельный нейрон хорошо выводит корреляции. Последующая обработка выводит корреляции из корреляций и таким путём усложняется. Первый слой принимает решения как повёрнут контур вещи, а десятый на основании предыдущих девяти решает дом перед нами или нет.

Где-то с первичной зрительной коры берут начало дорсальный и вентральный зрительные потоки. Первый кодирует «где», а второй «что» применительно к увиденному. При этом, дорсальный поток оказывается зомби-системой!

Название отсылает к мысленному эксперименту о философском зомби. Иными словами, недоступная сознанию, информация с этого пути по-прежнему влияет на человека, как это происходит при слепозрении: видя лишь тьму, пациенты огибают препятствия в коридорах стационаров, старательно подложенные сердобольными учёными. Справедливо и обратное: с поражением данного региона зрячим пациентам очень трудно взять вещь, которую они отчётливо видят.

В человеке немало подобных «зомби-систем», результаты которых мы никогда не ощутим. Хотя, есть некоторые надежды на психоделики.

Корреляции

Само понятие корреляции не лишено философской глубины и бытовой противоречивости. Её нередко путают за расширенную каузальность: при статистической связи причинность может и быть, и не, но часто неосознанно подразумеваться. Пока доподлинно неизвестно, что именно нервная ткань обуславливает сознание (см. Трудную проблему), но известно, что при определённом анатомо-физиологическом состоянии ЦНС это сознание наблюдаемо, что говорит именно о корреляции.

Нейрокоррелят отвечает на анатомическое «что» и физиологические «где» и «как», то есть какие нейронные цепочки в мозге в какой момент времени и при каком метаболизме способны порождать и поддерживать исследуемый феномен. Истоки нейрокоррелята-как-идеи можно проследить аж в теории функциональных систем академика Анохина П.К., придуманной в начале прошлого века.

Крестовый поход за нейрокоррелятами сознания – самое интересное, на мой взгляд, научное устремление, напоминающее и покорения полюсов, и географические открытия, только на уровне более тонком и сложном.

Сразу надо оговориться, что есть два вида нейрокоррелятов, которые можно искать. Одни, отражающие более «анестезиологический» континуум, – кома, парадоксальный сон, бодрствование; и интересующие нас «феноменологические» – собственно содержание сознания. Успех поиска прямо зависит от разработки и совершенствования замысловатых и всё учитывающих экспериментальных парадигм.

Например, можно отделить бессознательные реакции от сознательных, давая человеку неменяющийся стимул, и с помощью визуализации мозговой активности найти между ними разницу. Подобный метод называется контрастным анализом. Нам в некотором роде повезло: один и тот же стимул может сознаваться и нет. Если на оба глаза подать одновременно разные изображения, мы по очереди видим одно из них.

Но не всё так просто. В статье от 2012 года эстонский исследователь (и мой бывший научный руководитель) Т. Бахман писал о так называемом дистиллировании нейрокоррелятов, имея в виду то, что в пространстве-времени мозга сложно понять – был это коррелят сознания или чего-то предшествующего/последующего ему. Это объясняет, почему эксперименты с контрастным анализом подчас дают очень разные результаты, а интересуемая подгруппа нейрокоррелятов должна делиться ещё на три: самого содержания сознания, а также процессов, ему предшествующих, и идущих следом.

Предшествующие процессы могут находиться с «процессом сознания» в неких каузальных отношениях, а могут и не. Избегая дальнейших подробностей, можно подытожить, что с нейрокоррелятами ещё придётся повозиться.

Event-relat­ed poten­tial

Или ERP. Это активность на энцефалограмме в очень коротком промежутке времени (1 – 1000мс), связанная с каким-либо событием/стимулом. Когда информация проходит по нервной системе к мозгу, в момент её обработки нейроны начинают синхронно сигналить.

Мозгу присуще много пространственно-временных кодов: например, частотное кодирование, когда нейронные импульсы объединяются в «пакеты» по несколько штук. Или долговременная потенциация/депрессия: если время между импульсами длинное, речь нередко идёт об ослаблении нейронной связи, а если короткое – об усилении. Когда одновременно «стреляют» много нейронов, на энцефалограмме видна большая амплитуда, то есть сила сигнала. Отдельные пики выделяют в ERP.

Сегодня найдено немало ERP, главные из которых приходятся на 100, 200, 300, 400, 600 мс и т.д. Также они отличаются по полярности, но это детали. Суть ERP в том, чтобы показать учёным в какое именно время произошла обработка сигнала/события. И в каком месте: так как в разных зонах мозга эти показатели могут наблюдаться более отчётливо или менее, в зависимости от того, на что смотрим и в каких экспериментальных условиях.

В эти технические детали мы углубились не просто так.

Местоположение сознания в мозге

Нельзя сказать, что сознание присуще какому-то мозговому куску. Ведь оно меняется, и разное его наполнение коррелирует с разными локациями и состояниями. Нельзя утверждать и то, что весь мозг непременно с ним связан. Считается, что иерархия психических процессов нарастает к лобным отделам коры: позади располагаются сенсорные системы, затем сенсомоторные, а в передних отделах – принятие решений, волевой контроль, мотивация, внимание, сиречь ключевые, формирующие личность вещи.

Такое положение дел породило знаменитую проблему гомункулуса – метафору, в которой в лобных отделах словно бы есть наблюдатель, получающий информацию от других частей. Но кто наблюдает наблюдателя?

Проблема гомункулуса давно не в моде. Что же касается сознания, то многим казалось очевидным, что оно «находится» где-то спереди и возникает во время или чуть после этих психических процессов.

Неожиданное местоположение сознания в мозге

Последние годы привнесли немалое, в том числе философское, удивление.

Во-первых, оказалось, что с поражениями или временными нарушениями работы [например, посредством магнитной стимуляции в безопасных экспериментальных условиях] первичной зрительной коры испытуемые переставали видеть. Само по себе это неудивительно, если бы не феномен слепозрения и обнаружение зомби-системы, описанные выше.

Во-вторых, была небезосновательно выдвинута целая альтернативная модель зрительного сознания, постулирующая ключевую роль именно V1 и соседних Vn, а вовсе не фронтально-теменных отделов.

В‑третьих, есть два хорошо узнаваемых способа активации нейронных ансамблей. Первый – fast-for­ward pro­cess­ing, во время которого сигнал максимально быстро проходит от одной зоны к другой, и второй, recur­rent pro­cess­ing, когда активация задерживается внутри какой-то зоны и идёт по сложным разветвлённым контурам. Считается, что первый нужен для скорой передачи критической низкоуровневой информации дальше по эстафете, а второй – для её глубокой когнитивной обработки. Второй способ идёт во времени после первого.

Предположение, что феноменальное сознание возникает в результате второго способа, логично, к тому же находится в косвенном согласии с одной из влиятельнейших теорий: интегративной информационной, за авторством Джулио Тонони.

В‑четвёртых, похоже, что модель раннего возникновения сознания в зрительной коре, отстаиваемая исследовательской группой А. Ревонсуо, побеждает в неком гибридном виде. В последней серии экспериментов стало ясно, что визуальное феноменальное сознание коррелирует с очень ранним ERP, так называемым N200, или VAN (Visu­al aware­ness neg­a­tiv­i­ty), возникающим через 200мс после стимула.

Испытуемые максимально быстро нажимали на кнопки, отмечая, видели они стимул или нет, а затем оценивали его отчётливость. VAN оказалась необходимым условием для сознания, а последующая активация фронтально-теменных отделов не могла быть нейрокоррелятом, потому что возникала позже, чем ответы (учитывая скорость прохождения сигнала от моторной коры к мышцам).

Похоже, что феноменальное сознание возникает сильно раньше и быстрее, чем нам казалось.

Следующим открытием стала возможность феноменально обнаружить объект без его идентификации. Увидеть, не зная что. Стало ясно, что VAN связано именно с обнаружением, а идентификация, определение, название объекта – прерогатива поздней обработки.

Две модели сошлись в одну.

Феноменальные поля

Если коротко подытожить, то сознание, вероятно, зарождается в сенсорных областях мозга, а не когнитивных, и почти сразу, на стадии обнаружения объекта. Идентификация, которая тоже сознание, коррелирует с передними отделами и возникает следом.

Есть такое понятие, иконическая память. Найдите рисунок с восьмью-десятью разными предметами, посмотрите на них долю секунды и отведите взгляд. Что вы увидели? Всё. Что вы запомнили, определили и обнаружили? Немного.

Это и есть обнаружение без идентификации. Удивительно то, что так можно. В повседневной жизни мы воспринимаем меньше, чем кажется, словно в луче блуждающего прожектора: заметно лишь то, что в центре. Нюанс в том, что всё остальное тоже феноменально.

Представьте себе такую картину: в нас всходит феноменальный мир, он наш, он и есть мы, но он – это мы не сразу, а как бы воплощается во времени, становясь личностным. В начале мы соприкасаемся с его квалиа, но толком не можем их воспринять. Как можно соприкоснуться с квалиа, ещё не воспринимая?

Вариантов выхода и других постановок проблемы много.

Мы можем пойти по пути Ревонсуо и прикинуть, что субстанция феноменального отделима от собственного схватывания.

Или мы можем пойти за Семиром Зеки по пути сепарации квалитативных атомов во имя их неизбежного дальнейшего единства.

Или можем как-то иначе пойти.

Пойти любоваться этими странными дарами.

Выживут только любующиеся.

Dm F

Литература

1. Aru, J., Bach­mann, T., Singer, W. & Mel­loni, L. 
Dis­till­ing the neur­al cor­re­lates of con­scious­ness. 
Neu­rosci. Biobe­hav. Rev. 36, 737–746 (2012).
2. Koivis­to M1, Mäntylä T, Sil­van­to J. The role of ear­ly visu­al cor­tex (V1/V2) in con­scious and uncon­scious visu­al per­cep­tion. Neu­roim­age. Jun;51(2):828–3 (2010).
3. Koch C1, Mas­si­mi­ni M2,3, Boly M4,5, Tononi G5. Neur­al cor­re­lates of con­scious­ness: progress and prob­lems. Nat Rev Neu­rosci. May;17(5):307–21 (2016)
4. Koivis­to M1, Grassi­ni S1, Salmi­nen-Vaparan­ta N1, Revon­suo A1,2. Dif­fer­ent Elec­tro­phys­i­o­log­i­cal Cor­re­lates of Visu­al Aware­ness for Detec­tion and Iden­ti­fi­ca­tion. J Cogn Neu­rosci. Sep;29(9):1621–1631. (2017)
5. Koivis­to M, Salmi­nen-Vaparan­ta N, Grassi­ni S, Revon­suo A. Sub­jec­tive visu­al aware­ness emerges pri­or to P3. Euro­pean Jour­nal of Neu­ro­science. 43(12):1601–1611 (2016)
6. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина (1975)