Томас Метцингер.

Наука о мозге и миф о своем Я. Тоннель эго



скачать книгу бесплатно

Зингер: Уникальная особенность сознания – его согласованность. Контент сознания непрерывно меняется вместе с переживаемым настоящим, но в каждый текущий момент все элементы содержания феноменального сознания связаны друг с другом, за исключением патологических состояний, вызывающих дезинтеграцию сознательного опыта. Это наводит на мысль о тесной связи между сознанием и связыванием. Кажется, в сознание одновременно проникают только те результаты многочисленных вычислительных процессов, которые успешно связываются. Данное понятие устанавливает тесную связь между сознанием, кратковременной памятью и вниманием. Эмпирические данные указывают, что для того, чтобы стимул был осознанно воспринят, он должен стать объектом внимания, и только после этого он получит доступ к кратковременной памяти.

Метцингер: А почему вообще существует проблема связывания?

Зингер: Проблема связывания проистекает из наличия двух различных черт мозга. Во-первых, мозг – чрезвычайно распределенная система, в которой параллельно выполняется множество операций; во-вторых, в нем отсутствует единый центр схождения, в котором результаты этих параллельных расчетов могли бы последовательно оцениваться. Разные вычислительные модули взаимосвязаны в чрезвычайно плотную и сложную сеть с двусторонними соединениями, которые, по-видимому, посредством мощного механизма самоорганизации генерируют упорядоченные на глобальном уровне состояния. Отсюда следует, что репрезентация сложного когнитивного содержания – объектов восприятия, мыслей, планов действия, активированных воспоминаний – также имеет распределенную структуру. Для этого необходимо, чтобы нейроны, участвующие в распределенной репрезентации конкретного типа содержания, параллельно передавали два сообщения: во-первых, сигнал о том, имеется ли та черта, на восприятие которой они настроены; во-вторых, указание, в сотрудничестве с какими из множества других нейронов они формируют распределенное преставление. Общепризнанно, что нейроны сигнализируют о присутствии кодируемой ими черты ростом частоты разрядов. Однако ученые не столь согласны между собой в вопросе о том, каким образом нейроны сигнализируют о том, с какими нейронами они, в свою очередь, сотрудничают.

Метцингер: Каковы требования к таким сигналам?

Зингер: Поскольку репрезентации когнитивых содержаний могут очень быстро изменяться, для дешифровки требуется очень высокое временное разрешение. Мы предположили, что уникальной характерной чертой, определяющей отношения между индивидуальными нейронами, является точная синхронизация их разряда.

Метцингер: Но почему в синхронизации?

Зингер: Точная синхронизация увеличивает воздействие нейронных разрядов и содействует тому, чтобы синхронные сигналы далее обрабатывались совокупно. Новые данные указывают на то, что такая синхронизация достигается, когда нейроны вовлечены в ритмические волновые колебания разрядов, поскольку колебательные процессы синхронизируются лучше, чем последовательности, не структурированные по времени.

Метцингер: Значит, это не просто гипотеза? Есть экспериментальные подтверждения?

Зингер: Больше десяти лет прошло после открытия синхронизированных колебательных разрядов в зрительной коре, и сейчас появляется все больше свидетельств в пользу гипотезы, что синхронизация колебаний является механизмом связывания распределенных в мозгу процессов.

При этом соответствующие частоты колебаний различаются в зависимости от структуры и в коре головного мозга обычно укладываются в диапазон бета– и гамма-волн от 20 до 80 Гц. Явление синхронизации особенно интересно в данном контексте тем, что оно возникает в связи со многими функциями, существенными для сознательного опыта.

Метцингер: Какие же это функции?

Зингер: Эти колебания появляются при кодировании объектов восприятия, когда формируются согласованные репрезентации различных свойств объекта. Такие колебания постоянно наблюдаются, когда субъект направляет внимание на объект и сохраняет информацию о нем в рабочей памяти. И наконец, эти волны являются характерным коррелятом сознательного опыта.

Метцингер: Каким образом обстоит дело с эмпирическими данными?

Зингер: В испытании, при котором субъекту предъявляются стимулы, которые маскируются шумом, они воспринимаются сознательно только в пятидесяти процентах случаев, так что можно избирательно исследовать мозговую активность, связанную с сознательным опытом. Поскольку физические свойства стимулов неизменны, можно просто сравнивать сигналы мозга, когда субъект осознает предъявленный стимул, с сигналами, когда сознание отсутствует. Опыт показывает, что при осознанном восприятии различные зоны коры головного мозга кратковременно вовлекаются в точно синхронизированные высокочастотные колебания. Когда стимулы не воспринимаются на уровне сознания, различные активные участки по-прежнему задействованы в высокочастотных колебаниях, свидетельствуя о том, что обработка сигнала осуществляется, – но это идут исключительно локальные процессы, глобальные синхронизированные паттерны отсутствуют. Это предполагает, что для доступа к сознанию необходимо объединить синхронизацией большое количество обрабатывающих зон – другими словами, достаточное количество распределенных вычислений – и продлить их синхронную работу на достаточно долгий срок.

Метцингер: Это интересно и с философской точки зрения. Разве это не идеальное объяснение единства сознания?

Зингер: Действительно, это могло бы объяснить и единство сознания – тот факт, что контент феноменального сознания, хоть он и меняется со временем, всегда переживается как единое целое. Признаться, тут создается подобие порочного круга, однако, если необходимым условием допуска в сознание является синхронность активности достаточного количества участков и если синхронизация равнозначна семантическому связыванию, интеграции смысла, тогда из этого следует, что контенты сознания могут быть только согласованными.

Метцингер: Что надо будет еще показать, если сказанное вами окажется верным?

Зингер: Если предполагаемый сценарий является истинным, останется вопрос о том, имеем ли мы удовлетворительное описание нейронных коррелятов сознания. Что мы получаем, показав, что нейронный коррелят сознания есть особое метастабильное состояние очень сложной, высоко динамичной, нестационарно распределенной системы – состояние, характеризуемое постоянно изменяющимся паттерном высокосинхронных колебаний? Дальнейшие исследования приведут к более подробному описанию таких состояний – но это, вероятно, будут абстрактные, математические описания векторов состояния. В конечном счете передовые методы анализа, возможно, позволят обнаружить семантический контент, действительное значение этих векторов и дадут возможность манипулировать этими состояниями, а следовательно – изменять содержание сознания, что докажет причинную связь между активностью нейронов и содержанием феноменального сознания. Однако, возможно, это предел для наших усилий по поиску нейронных коррелятов сознания. Даже если мы получим точное описание нейронных состояний, при которых возникает сознание, это еще не объяснит, каким образом паттерны активации нейронов в конечном итоге вызывают субъективные ощущения, эмоции и тому подобное.

Метцингер: Какие сейчас самые насущные вопросы в вашей области знания и каково направление ее развития?

Зингер: Самые сложные вопросы состоят в том, как кодируется в распределенной нейронной сети информация и как из распределенной активности нейронов возникают субъективные чувства, так называемые квалиа. Принято считать, что нейроны передают информацию, регулируя скорость разрядов, – то есть сигнализируют о наличии содержания, на котором они «специализированы», путем увеличения частоты разрядки. Однако, согласно накапливаемым данным, сложное когнитивное содержание кодируется посредством активности распределенных пучков нейронов, а информационная нагрузка содержится в отношениях между амплитудами и в длительности разрядов. Извлечение этой информации, закодированной в таких многомерных временных сериях, – серьезный вызов для будущей работы. Для этого придется вести одновременную запись работы большого количества нейронов и определить соответствующие пространственно-временные закономерности. До сих пор неясно, какие именно аспекты огромного количества возможных паттернов нервная система использует для шифрования информации, поэтому для поиска таких паттернов потребуется разработка нового, сложнейшего математического поискового алгоритма. Итак, нам, чтобы продвинуться в понимании нейронных процессов, лежащих в основе высших когнитивных функций, потребуется тесное сотрудничество экспериментаторов и теоретиков.

Метцингер: Вольф, почему вы так интересуетесь философией и какой вы хотели бы видеть философию в будущем? Какого вклада вы ожидаете от гуманитарных наук?

Зингер: Я интересуюсь философией потому, что развитие нейробиологии может дать ответы на некоторые классические философские вопросы. Это касается эпистемологии, философии сознания и этики. В ходе развития когнитивной нейронауки мы узнаем, как устроен процесс восприятия и в какой степени наши восприятия являются скорее реконструкциями, чем репрезентациями абсолютной реальности. Узнав больше о том, как из сложного взаимодействия нейронов возникают мыслительные процессы, мы приблизимся к решению вопроса об отношении тела и сознания. Поняв то, каким образом наш мозг устанавливает ценности и различает надлежащие от ненадлежащих, мы узнаем больше об эволюции и устройстве морали.

И наоборот, наука о нейронах нуждается в гуманитарных науках по нескольким причинам. Во-первых, прогресс нейронауки ведет к возникновению множества этических вопросов, решать которые должны не только нейробиологи, но и гуманитарии. Во-вторых, с прогрессом нейронауки все большее число явлений, традиционно относившихся к гуманитарным областям, изучается методами нейронауки. Таким образом, гуманитарии создадут таксономию и опишут феномены, которые должны быть изучены на нейронном уровне. Нейронаука начинает исследование таких явлений, как эмпатия, ревность, альтруизм, совместное внимание и социальный импринтинг, – эти феномены традиционно описывали и анализировали психологи, социологи, экономисты и философы. Прежде чем приступить к научному исследованию нейронного механизма этих феноменов, необходима их классификация и точное описание. Не сомневаюсь, что в ближайшем будущем возникнет тесное сотрудничество между нейроучеными и гуманитариями – и это дает надежду на исчезновение некоторых границ, разделявших естественные и гуманитарные науки на протяжении последних веков.

Часть вторая
Идеи и открытия

3. Из тела и в сознание
Образ тела, опыты выхода из тела и виртуальное Я

«Владение» своим телом, его ощущениями и различными его частями – это фундаментальное условие для чувства «быть кем-то». Образ нашего тела на удивление гибок. Например, опытные лыжники способны расширить сознательно ощущаемый образ тела до самых кончиков лыж. Автогонщики умеют простирать его до бортов машины; им не нужно визуально оценивать, протиснется ли она в узкий проем, обойдет ли препятствие, – они просто чувствуют это. Вы когда-нибудь пробовали ходить с закрытыми глазами или в темноте, нащупывая дорогу тростью, как это делают слепые? Тогда вы, вероятно, заметили, что внезапно начинаете испытывать осязательные ощущения на конце трости. Все это – примеры того, что философы называют «чувством обладания». Это особая сторона сознательного опыта – вид автоматической самоаттрибуции, которая интегрирует определенный тип содержания сознания в то, что переживается как ваше собственное «я». Так же как зеленый № 25 или субъективное качество сандала и амбры, обладание является феноменальным контентом – просто особенно интересным.


Рис. 2. Иллюзия резиновой руки. На рисунке справа изображена иллюзия, возникающая у испытуемого при связывании осязательных ощущений от касания зонда с видимыми прикосновениями. Темным обозначены зоны повышенной активности в мозгу; феноменально переживаемая, иллюзорная позиция руки обозначена светлыми линиями. Активность нейронов в премоторной зоне коры головного мозга в момент иллюзии доказана экспериментально. (M. Botvinick, J. Cohen. Rubber hand “feels” touch that eyes see // Nature 391:756 (1998)).


Исследования с помощью нейровизуализации дают неплохое представление о том, что происходит в мозгу, когда чувство обладания – как в эксперименте с резиновой рукой, обсуждавшемся во введении, – переходит от настоящей руки к резиновой. Рисунок 2 показывает, в каких областях премоторной коры при этом возрастает активность. Можно допустить, что в тот момент, когда вы вдруг осознанно переживаете резиновую руку как часть своего тела, происходит слияние тактильного рецептивного поля с визуальным, что отражается в активности нейронов премоторной коры1.

Иллюзия резиновой руки помогает разобраться во взаимосвязи зрения, осязания и восприятия собственного тела, то есть проприоцепции (ощущении положения тела в пространстве) и чувства равновесия, возникающего в вестибулярном аппарате. Телесная «я-модель» создается процессом мультисенсорной интеграции на основе простых статистических корреляций, обнаруженных мозгом. Феноменальное вхождение резиновой руки в я-модель происходит из-за корреляции тактильных и визуальных сигналов. Мозг, обнаружив синхронность, лежащую в основе такой корреляции, автоматически формирует новое согласованное представление, в которое входит модель резиновой руки. Возникает сознательный опыт обладания: феноменальная динамика следует за нейронной динамикой.

В опытах Мэттью Ботвиника и Джонатана Коэна испытуемых просили закрыть глаза и указать на невидимую для них левую руку: они чаще указывали в сторону резиновой руки, причем степень ошибки зависела от длительности иллюзии, о которой они сообщали. В сходном опыте К. С. Армеля и В. С. Рамачандрана в лаборатории «Мозг и восприятие» университета Южной Каролины палец резиновой руки отгибали назад так, как невозможно отогнуть живой палец. При этом испытуемые не только ощущали, что их феноменальный палец отогнут, но и демонстрировали значительное изменение кожной проводимости, что свидетельствует о реагировании бессознательных автоматических механизмов, не контролируемых волевым образом, на резиновую руку как на часть своего тела. Всего двое из ста двадцати участников эксперимента сообщили об ощущении боли, но многие отдергивали настоящую руку и тревожно округляли глаза или нервно смеялись2.

Прелесть иллюзии резиновой руки в том, что ее можно испытать в домашних условиях. В ней явным образом демонстрируется, что осознанное чувство обладания непосредственно обусловлено процессами репрезентации в мозгу. Обратите внимание на то, насколько плавным на уровне вашего субъективного опыта является переход от предплечья к резиновой кисти. С субъективной точки зрения они являются частями одного телесного Я; свойство «обладания» непрерывно и равномерно распределено между ними. Вам не нужно стараться, чтобы вызвать этот эффект. Он, по-видимому, порождается сложной динамической самоорганизацией мозга. Возникновение телесной я-модели – осознанного образа тела как целого – основано на субличностном, автоматическом процессе связывания различных черт – на достижении их согласованности. Эта новая структура и есть то, что вы переживаете как свое тело и его конечности.

Существует множество интригующих данных – например, обнаружилось, что ощущение с настоящей руки переносится на резиновую, только когда та находится в физиологически правдоподобном положении. Это показывает, что важную роль в иллюзии играют процессы «сверху вниз»[6]6
  Термин, обозначающий в литературе по философии сознания процессы, которые распространяются с сознательного уровня на бессознательный, то есть сверху вниз (прим. ред.).


[Закрыть]
, такие как предвосхищение формы тела. Свою роль, кажется, играет и принцип «неизменности тела», ограничивающий количество рук двумя. Резиновая рука замещает настоящую, а не просто ошибочно принимается за настоящую. Недавние работы по психометрии показывают, что ощущение тела состоит из различных подчастей, которые независимы друг от друга. Три важнейшие из них – это обладание, способность действовать и расположение в пространстве3. Ощущение «это я» не сводится к ощущению «это здесь» и, что еще важнее, способность действовать (сознательный опыт выполнения и контроля действия) и обладание являются различными, определенными и отдельными сторонами субъективного переживания. Внутреннее чутье, или интуиция («интероцептивное восприятие тела»), и фоновые эмоции также составляют еще одну важную группу ощущений, скрепляющую сознаваемое Я4. Однако становится очевидным, что ближе всего к искомому нами чувству Я находится чувство обладания. Тем не менее переживание телесного Я – это цельный конструкт, для которого характерны отношения часть-целое, а материал для него берется из различных источников5.

Феноменальный опыт обладания не только лежит в основе сознательного опыта себя, у него есть и бессознательные предшественники. В классической неврологии существует гипотеза «схемы тела» – неосознаваемой, но постоянно обновляющейся в мозгу карты расположения конечностей, формы и положения тела6. Последние исследования показали, что японских макак можно обучить пользоваться орудиями, хотя в естественной среде эти животные редко прибегают к их использованию7. У макаки, успешно использующей орудия, в определенных нейронных сетях в мозгу происходят изменения: вероятно, орудие временно интегрируется в схему тела. Когда животное использует грабли, чтобы притянуть к себе расположенную вне пределов досягаемости кормушку, можно наблюдать в мозгу изменения в их телесной я-модели. На деле это выглядит так, словно модель руки и окружающего ее пространства расширяется до кончика орудия; то есть на уровне обезьяньей модели реальности свойства руки переносятся на кончик граблей. Соответствующие рецептивные поля зрительного восприятия распространяются за пределы, находящиеся в непосредственной близости с кончиками пальцев, к кончикам орудия в руке обезьяны, поскольку область теменной доли мозга временно «вписала» грабли в модель тела. У человека выработанный навык превращает орудие в продолжение руки, которое обладает такой же ловкостью и чувствительностью, как пальцы.

Последние опытные данные указывают, что любое успешное расширение пространства деятельности отражается в нейронном субстрате образа тела. Мозг конструирует внутренний образ орудия, вписывая его в существующий образ тела. Мы, конечно, не знаем, осознают ли обезьяны обладание телом, или это бессознательный механизм. Но мы действительно знаем о некоторых сходствах между макаками и человеческими существами, что позволяет предположить, что измененная и расширенная телесная я-модель макак является осознанной.

Радует, что эти новые данные проливают свет на эволюцию практики использования орудий. Необходимым предварительным условием для расширения пространства деятельности и способности к использованию орудий однозначно является способность интегрировать их в уже существующую я-модель.


Рис. 3. Интеграция зрения и осязания. Испытуемый пытается передвинуть монетку (маленький темный кружок) на поднос с помощью собственной руки и с помощью орудия. На правом рисунке изображено, как обобщенное переживание вида и прикосновения переносится от руки на кончик инструмента. Пунктирные линии отмечают направление взгляда испытуемого, а стрелки – направление движения. Большие белые круги показывают область, где – согласно осознаваемой модели реальности – объединяются ощущения вида и касания. Рисунок любезно предоставлен Анжело Маравита.


Целенаправленное разумное использование орудий возможно лишь тогда, когда мозг временно представляет орудие частью вашего Я. Разумное использование орудий – важное достижение человеческой эволюции. Можно предположить, что основные строительные блоки человеческой способности к использованию орудий существовали в мозгу наших предков 25 миллионов лет назад. Затем, благодаря неизвестному пока эволюционному воздействию, произошел резкий переход к тому, что мы сегодня наблюдаем у человека8. Гибкость схемы тела у обезьяны сильно зависит от свойств карты тела в теменной доли ее мозга. Возможно, решающим шагом в эволюции человека стала доступность большей части модели тела сознательному опыту. Как только вы на уровне сознания ощущаете орудие как часть своего телесного Я, вам открывается возможность следить за этим процессом, совершенствовать его, формировать о нем представление и лучше им управлять, совершая то, что мы сейчас называем «волевыми актами». Осознанное самоощущение, как и сознание в целом, – явление, имеющее степени. Оно проявляется сильнее, по мере того как организм увеличивает чувствительность к внутреннему контексту и наращивает способность к самоконтролю.

Похоже, что обезьяны также способны вписывать в свою телесную я-модель изображение руки на экране компьютера. Когда к изображению руки приближается изображение змеи или паука, животное отдергивает настоящую руку. Можно даже обучить обезьяну управлять интерфейсом, связывающим мозг с машиной и позволяющим захватывать предметы механической рукой, контролируемой отделами мозга9. Наиболее интересной с точки зрения философии, возможно, является идея, что все это могло иметь значение для эволюционного возникновения квазикартезианского «мета-я» – способности дистанцироваться от телесного образа себя, то есть воспринимать свое тело как орудие10.

Здесь представлен ознакомительный фрагмент книги.
Для бесплатного чтения открыта только часть текста (ограничение правообладателя). Если книга вам понравилась, полный текст можно получить на сайте нашего партнера.

Купить и скачать книгу в rtf, mobi, fb2, epub, txt (всего 14 форматов)



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35