Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли - Станислас Деан

Чтобы информация, которую несет в себе совокупность нейронов, стала осознанной, ее надо передать нейронам рабочего пространства префронтальной коры и на связанные с ними участки. Однако нейроны стволовой части мозга никогда и никуда не передают данные, связанные с дыханием. Последовательность импульсов, несущая информацию об уровне углекислого газа в крови, не может быть передана на другой участок коры головного мозга. В результате вы о ней ничего не знаете. Многие специализированные нейронные цепи нашего мозга работают в таком глубоком подполье, что попросту не имеют связей, посредством которых могли бы передать информацию для осознания. Интересно, что единственный способ, позволяющий ввести эту информацию в сознание, заключается в том, чтобы перекодировать ее с помощью другой сенсорной модальности — почувствовать дыхание мы можем лишь опосредованно, прислушавшись к движениям собственной грудной клетки.

Мы верим, что контролируем свое тело, однако в модулях нашего мозга постоянно скользят сотни нейронных сигналов, которые не достигают нашего внимания потому, что не имеют выхода в соответствующие высокоуровневые отделы коры. У некоторых пациентов, перенесших инсульт, дело может обстоять еще хуже. Если белое вещество мозга вместе с находящимися в нем связями будет повреждено, произойдет внезапное отключение специфических сенсорных или когнитивных систем, к которым сознание вдруг потеряет доступ. В качестве наглядного примера можно назвать синдром разъединения, который происходит, когда инсульт затрагивает мозолистое тело — тугой клубок связей, соединяющих полушария мозга. Пациент с пострадавшим мозолистым телом может утратить способность осознавать собственные движения. Он не в силах будет управлять даже собственной рукой и будет уверять, что ее движения случайны и ему неподвластны. А дело всего лишь в том, что управление движениями левой руки осуществляется в правом полушарии, в то время как способность связно комментировать коренится в левом полушарии. Разъединяем эти две системы — и у пациента появляется два самостоятельных рабочих пространства, каждое из которых не вполне сознает, чем занято другое.

Но и несопряженной структурой вопрос тоже не исчерпывается. В соответствии с теорией рабочего пространства четвертый вариант, в котором нейронная информация может оставаться неосознанной, заключается в том, что информация растворяется в сложной последовательности импульсов. Возьмем конкретный пример: представьте себе изображение сетки, у которой такие маленькие ячейки или которая мерцает так быстро (от 50 герц), что вы ее не видите. Эксперименты показывают, что вы будете воспринимать лишь размытый серый цвет, однако образ сетки отпечатается в вашем мозгу: в зависимости от поворота сетки в мозгу будут включаться разные группы нейронов67. Почему же эти импульсы не достигают сознания? Возможно, потому, что здесь используется крайне запутанная пространственно-временная последовательность импульсов первичной зрительной коры, то есть нейронный шифр, который слишком сложен и потому не может быть полноценно считан нейронами глобального рабочего пространства в высших областях коры головного мозга. Мы еще не вполне разобрались в нейронном коде, однако полагаем, что для того, чтобы попасть в сознание, фрагмент информации прежде всего должен быть перекодирован в развернутую форму с помощью небольшой совокупности нейронов. В передних областях коры головного мозга должны присутствовать особые нейроны, занимающиеся важной зрительной информацией прежде, чем сигналы о ней будут усилены и вызовут глобальную массовую активацию рабочего пространства, после чего информация поступит в сознание. Если же информация остается растворена в сигналах мириад не связанных между собой нейронов, в сознание ей не попасть.

Всякий раз, когда мы видим лицо или слышим слово, у нас в мозгу начинается именно этот неосознанный процесс с перепутанными и перемешанными пространственно-временными последовательностями импульсов миллионов нейронов, каждый из которых ощущает лишь крохотную долю общего образа. Каждый из поступающих блоков содержит практически бесконечный объем информации о говорящем, о том, что он говорит, об эмоциях, о размерах помещения… если бы только мы могли все это декодировать! Но мы не можем. Мы осознаем эту латентную информацию, лишь когда высокоуровневые области нашего мозга категоризируют ее и разбивают на осмысленные фрагменты. Одна из важных задач иерархической пирамиды сенсорных нейронов, последовательно выделяющих все более абстрактные фрагменты нашего переживания, сводится к тому, чтобы сделать сообщение полным и недвусмысленным. Потренировавшись, мы начинаем различать едва слышные звуки именно потому, что нейроны всех уровней перестраиваются и начинают работать на усиление сенсорной информации такого рода68. До тренировки нейроны наших сенсорных областей тоже улавливали эту информацию, но только неявно, в виде рассеянного рисунка импульсов, не достигающих сознания.

У этого факта есть удивительные последствия: в мозгу имеются сигналы, которые игнорирует даже владелец мозга, — вспомним те же мельком показанные решетки и незаметные побуждения69. С помощью технологий нейровизуализации мы начинаем расшифровывать эти сложные коды. В ходе одной из военных американских программ специально обученному наблюдателю показывают фотографии со спутников, но показывают с немыслимой скоростью, по десять штук в секунду, следя при этом за электрическими токами его мозга, которые могут сигнализировать о том, что наблюдатель, сам того не осознавая, заметил на фотографии присутствие вражеского самолета. Наше бессознательное — это златые горы, которые только и ждут, чтобы мы ими воспользовались. В будущем, когда мы научимся усиливать мельчайшие микроструктуры, замеченные ощущениями, но пропущенные сознанием, мозг в сочетании с компьютером может подарить нам своеобразные экстрасенсорные способности без единой капли мистики, за счет одного лишь обострившегося ощущения происходящего вокруг.

И наконец, неосознанная информация пятого типа спит в нашей нервной системе и имеет вид латентных связей. Как гласит теория рабочего пространства, мы осознаем структуры нейронных импульсов лишь в том случае, если они образуют активные совокупности клеток, охватывающие значительную часть мозга. Значительно бóльшие объемы информации хранятся в немых синаптических связях мозга. Еще до рождения наши нейроны ведут статистику, собирают образчики окружающего мира и выстраивают соответствующие связи. Сотни тысяч миллиардов кортикальных синапсов человеческого мозга являются хранилищем спящих воспоминаний обо всей нашей жизни. Каждый день, а особенно в первые пять лет жизни человека, когда мозг его приспосабливается к большей части окружающей среды, возникают и распадаются миллиарды синапсов. Каждый синапс хранит крохотную долю статистики: насколько вероятно, что пресинаптический нейрон подаст импульс непосредственно перед тем, как проснется постсинаптический нейрон?

В основе бессознательно-интуитивного знания лежат все те же усиленные связи, которые в мозгу встречаются повсеместно. На раннем этапе обработки зрительной информации кортикальные связи собирают статистические данные о том, как линии, соединяясь, образуют контуры предмета70. Связи в слуховой и моторной областях служат хранилищем наших скрытых знаний о музыке: многолетние упражнения на пианино влекут за собой заметные изменения в плотности серого вещества. Предполагается, что причиной тому — изменения в плотности синапсов, размерах дендритов, структуре белого вещества и в глиальных клетках, которые служат для поддержания работы нейронов71. В гиппокампе (это такой изогнутый орган пониже височных долей) синапсы собирают наши эпизодические воспоминания: где, когда, что и с кем.