Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли - Станислас Деан

Вплоть до сегодняшнего дня бинокулярное соперничество остается исключительно популярным средством доступа к нейронной машинерии, лежащей в основе осознанного опыта. Этой парадигме посвящены сотни экспериментов в самых разных вариациях. К примеру, с помощью новой методики «длительного проблескового подавления» мы теперь можем держать один из образов вне поля зрения постоянно — для этого достаточно непрерывно передавать в другой глаз цепочку из ярко раскрашенных прямоугольников, чтобы глаз видел только этот движущийся поток16.

Каков же смысл этих бинокулярных иллюзий? Они показывают, что визуальный образ может долгое время физически присутствовать в поле зрения глаза, но быть полностью вытесненным из сознательного восприятия. Мы транслируем в оба глаза одновременно образы, которые могут быть восприняты, но в конце концов видимым становится только один из них; таким образом бинокулярное соперничество подтверждает, что для сознания важен не начальный этап периферийной обработки образов (в этот момент доступны оба изображения), а более поздняя стадия (когда остается только одно изображение-победитель). Наше сознание не может одновременно воспринимать два предмета, находящиеся в одной и той же точке, и потому мозг становится полем для жесточайшей конкуренции. Мы этого не замечаем, но за наше сознательное восприятие постоянно конкурируют даже не два, а бесчисленное множество потенциально доступных образов — и все же в каждый момент нашего сознания достигает только один из них. Да, конкуренция, соперничество — подходящая метафора для описания этой битвы за доступ в сознательный опыт.

Так что же, это соперничество — процесс пассивный или же мы можем сознательно решать, какому из образов отдать победу? Когда мы воспринимаем два конкурирующих образа, субъективно нам кажется, что бесконечные переключения между ними происходят без какого-либо участия с нашей стороны. Однако это впечатление неверно: в происходящем в мозгу процессе конкуренции вниманию отведена важная роль. Во-первых, если мы изо всех сил постараемся видеть одно изображение из двух — например, лицо, а дом пусть остается невидим, — лицо мы будем видеть немного дольше, чем дом17. Правда, эффект все же будет довольно слабым: битва между двумя изображениями начинается на этапах, которые нам неподконтрольны.

Важнее всего здесь то, что победа одного изображения зависит от внимания, которое мы ему уделим; полем боя является само наше сознание18. Когда мы перестаем уделять внимание точке, в которой представлены оба образа, конкуренция прекращается.

Читатель может спросить, откуда мы об этом знаем? Если человек отвлечется, мы же не можем спросить у него, что он видит и меняются ли по-прежнему образы у него перед глазами — ведь для того чтобы ответить, ему придется снова обратить на них свое внимание. На первый взгляд может показаться, что определить, что и как вы воспринимаете, не сосредоточившись на воспринимаемом, — это все равно что следить за движениями собственных глаз в зеркале: глаза, конечно, движутся постоянно, но стоит вам посмотреть на их отражение, как одно это усилие уже заставляет их застыть. Попытки изучения конкуренции вне внимания долгое время казались делом невозможным, все равно что поиски ответа на вопрос о том, с каким звуком падает дерево, если рядом не окажется никого, кто бы его услышал, или что мы чувствуем в тот самый миг, когда засыпаем.

И все-таки зачастую наука способна совершить невозможное. Пен Чжан и его коллеги из Университета Миннесоты недавно поняли, что им незачем спрашивать подопытного о том, меняются ли изображения, которые он видит, если отвлекся19. Нужно было просто отыскать в мозгу маркеры, свидетельствующие о конкуренции, и они покажут, продолжают ли два образа борьбу друг с другом. Ученые уже знали, что во время борьбы нейроны реагируют либо на один, либо на другой образ (рис. 4), так почему бы не замерить их деятельность в момент отсутствия внимания? Для этого Чжан воспользовался техникой под названием «маркировка частоты» — каждый образ «промаркирован» особым ритмом, в соответствии с которым он возникает. Ученые помещают на голову человеку электроды, снимают электроэнцефалограмму и выделяют на ней частотные маркеры обоих образов. Во время соперничества частота появления одного образа подавляет частоту появления другого: если колебания, связанные с одним образом, сильны, тогда связанные с другим — ослабевают, и наоборот; это может служить подтверждением того, что единомоментно мы воспринимаем только один образ. Однако стоит нам переключить внимание на что-либо другое, как вытеснение прекращается и частотные маркеры появляются одновременно, независимо друг от друга. Нет внимания — нет и борьбы.

Этот же вывод посредством чистой интроспекции подтверждает и другой эксперимент: в случае если внимание переключается с конкурирующих образов на нечто иное на определенный промежуток времени, после возвращения внимания осознается не тот образ, который должен был бы проявиться, если бы в период отсутствия внимания образы продолжали меняться20. Следовательно, бинокулярное соперничество зависит от внимания: в отсутствие постоянного осознания мозг обрабатывает оба образа одновременно, и конкуренции не возникает. Для конкуренции требуется активный и внимательный наблюдатель.

Наше внимание имеет пределы и жестко ограничивает количество образов, которые могут находиться в его фокусе одновременно. Это ограничение, в свою очередь, подводит нас к новым минимальным контрастам для доступа в сознательный опыт. Один из методов, метко названный морганием внимания, заключается в том, чтобы создать краткий период невидимости за счет временного перенасыщения сознательного внимания21. На рис. 5 изображена стандартная ситуация, в которой происходит такого рода «моргание». В одном и том же месте монитора появляются один за другим символы, в основном цифры, однако встречаются и буквы. Буквы испытуемый должен запомнить. Первую букву запомнить легко. Если вторая буква выпадает через полсекунды или позже после первой, она тоже аккуратно передается в память. Если две буквы идут сразу одна за другой, вторая нередко остается незамеченной. Испытуемый сообщает, что видел только одну букву, и бывает очень удивлен при известии о том, что их было две. Необходимость сконцентрироваться на первой из букв заставляет внимание «моргнуть», и процесс восприятия на одну секунду прерывается.

Рисунок 5. Продемонстрировать существующие временные ограничения сознательного восприятия можно с помощью моргания внимания. Наблюдая за последовательностью цифр, в которой изредка попадаются буквы, мы легко узнаем первую букву (здесь М), но не замечаем вторую (здесь Т). Пока мы передаем в память первую букву, наше внимание временно «моргает», и мы оказываемся не в состоянии воспринять еще один стимул, который поступает в следующее мгновение

Примечание: мс — длительность в миллисекундах.

С помощью методик нейровизуализации мы видим, что в мозг попадают все буквы, даже те, что мы не осознаем. Они достигают зрительных участков, которые первыми вступают в дело, и могут проникать в зрительную систему довольно глубоко, вплоть до момента, когда они должны быть классифицированы как цель: часть мозга «узнает» целевые буквы22. Однако знание это отчего-то не достигает нашего сознания. Для того чтобы мы могли сознательно распознать букву, она должна достичь той стадии обработки, на которой будет перемещена в сознание23. Возможности перемещения же крайне ограниченны, и единомоментно может быть передана только одна единица информации. Все прочие фрагменты зрительного образа так и остаются нераспознанными.