Магнитно-резонансная нейровизуализация — великолепный инструмент для локализации возбуждения в мозгу; но вот точное время активации с ее помощью определить, к сожалению, невозможно. МРТ не позволяет нам оценить, насколько быстро и в каком порядке активируются различные области мозга, когда мы осознаем тот или иной стимул. Для того чтобы точно хронометрировать лавину сознания, у нас есть такие великолепные инструменты, как электро- и магнитоэнцефалография (ЭЭГ и МЭГ). Испытуемому на кожу прикрепляют несколько электродов или же помещают вокруг головы датчики магнитного поля — и вот мы уже можем следить за работой мозга с точностью до миллисекунды. В 1995 году мы с Клэр Сэрджент провели скрупулезнейшее ЭЭГ-исследование и первыми произвели хронометраж процесса доступа в сознательный опыт10. Мы проследили за тем, что происходит в мозгу с одинаковыми изображениями, если одно из них человек воспринимает сознательно, а другого словно бы и вовсе не видит (рис. 18). Мы использовали феномен моргания внимания — если человека ненадолго отвлечь, то он перестает воспринимать стимул, находящийся прямо у него под носом. Мы с Сэрджент просили участников отмечать, когда на экране появится слово, но, чтобы немного отвлечь их от задачи, перед каждым словом показывали последовательность букв, которые надо было назвать. Чтобы запомнить буквы, участникам приходилось на некоторое время сконцентрироваться, и в итоге они нет-нет да и упускали слово, которое должны были отметить. Чтобы понять, в какой момент внимание у них просело, после каждой демонстрации мы просили участника с помощью курсора сообщить, что он видел. Участник движениями курсора мог показать, что не видел никакого слова вовсе, или уловил несколько букв, или увидел почти все слово, или все слово целиком. Рисунок 18. Медленные положительные волны в верхней и задней части головы — второй автограф сознательного восприятия. В этом эксперименте мы демонстрировали слова в момент моргания внимания, то есть как раз тогда, когда участник отвлекался на другую задачу. В результате участники пропускали слова в половине случаев и говорили, что не видели их. Отследить судьбу увиденных и неувиденных слов позволила запись мозговых волн с помощью расположенных на полове датчиков. Первая реакция зрительной коры во всех случаях была одинакова, однако примерно через 200 миллисекунд ситуация начинала развиваться по-разному в зависимости от того, было слово осознано или нет. Только в случае, если участник осознавал слово, волна активности нарастала и достигала префронтальной коры и ряда других ассоциативных областей, а затем возвращалась в зрительные области. Эта обширная активность фиксировалась в верхней части головы как высокое положительное напряжение — волна РЗ Мы с Сэрджент возились с настройками до тех пор, пока одно и то же слово не удавалось перевести из осознанных в неосознанные и обратно. Когда настройка была завершена, участники в половине случаев сообщали, что отлично видели слово, а в другой половине случаев — что никакого слова и в помине не было. Когда речь заходила о том, что им удалось воспринять осознанно, половинчатых ответов не бывало: участник либо видел слово, либо не видел. Случаи частичного восприятия слова были редки11. Записи, сделанные с помощью аппаратуры, показывали, что мозг перестраивался внезапно и очень быстро, вдруг начинал видеть и осознавать невидимое. В самом начале, в первичной зрительной области, уровень активности был одинаков независимо от того, было слово видимым или невидимым. Как и любые зрительные стимулы, осознаваемые и неосознаваемые слова провоцировали появление в задней части зрительной коры сплошного потока мозговых волн. Эти волны называются Р1 и N1 — то есть первая обладает положительным потенциалом, и между пиками проходит около 100 миллисекунд, а у второй потенциал отрицательный, и максимума она достигает за 170 миллисекунд. Обе этих волны отражают продвижение зрительной информации от первичных зрительных областей к высшим, причем, похоже, на начальном этапе продвижение абсолютно не связано с сознанием. Может участник назвать слово или нет — активность мозга равно выражена и интенсивна. Итак, в зрительную кору слово поступает независимо от того, может потом участник его назвать или нет. Но проходит еще несколько сотых секунды, и характер активности резко изменяется. Где-то между 200 и 300 миллисекундами, если считать с начала процесса, активность мозга падает, если слово было воспринято бессознательно, и продолжает распространяться по направлению к передним отделам мозга, если слово было осознано. Примерно 400 миллисекунд спустя разница становится просто огромной: вызвать интенсивную активность в левой и правой фронтальных долях, в передней поясной коре и в теменной коре может только осознанно воспринятое слово. Спустя полсекунды с небольшим вновь возбуждаются зрительные области в задней части мозга, в том числе первичная зрительная кора. Эту обратную волну наблюдали многие исследователи, однако мы до сих пор не знаем, что она собой представляет — может быть, закрепившееся воспоминание об осознанной зрительной репрезентации12. Переход из бессознательного в сознательное происходит поразительно быстро, особенно если учесть, что исходные стимулы в случае осознанного и неосознанного восприятия были абсолютно идентичны. Менее чем через одну десятую долю секунды, между 200 и 300 миллисекундами с момента появления стимула, приборы зафиксировали переход от абсолютно идентичной реакции к диаметрально противоположным вариантам развития ситуации. Выглядело это так, словно поначалу оба слова активизировали зрительную кору одинаково, однако в случае сознательного восприятия волна активности нарастала, прорывалась в лобные и теменные структуры и внезапно захватывала значительную часть коры. В случае же неосознанного восприятия, напротив, волна так и оставалась в тыльных системах, и не затронутое ею сознание не получало информации о случившемся. Впрочем, бессознательная активность угасала не сразу. Волны бессознательного еще с полсекунды бродили в пределах левой височной доли, в областях, отвечающих за понимание значения слова. В главе 2 мы видели, что при моргании внимания смысл оставшихся невидимыми слов бывает активирован13. В височной доле происходит бессознательная интерпретация, но сознательное восприятие возникает, лишь когда эта интерпретация распространяется в пределах лобной и теменной долей. Лавине сознания сопутствует простой маркер, который можно легко отследить с помощью прикрепленных к голове электродов. Волна высокого напряжения возникает в этой области исключительно в случае осознанного восприятия. Начинается волна примерно спустя 270 миллисекунд, а пика достигает между 350 и 500 миллисекундами. Она неспешна, обширна, ее называют волной РЗ (потому что после появления стимула она дает третий положительный пик) или Р300 (потому что она начинается примерно через 300 миллисекунд)14. Ее напряжение составляет всего несколько микровольт — в миллион раз меньше, чем у простой пальчиковой батарейки. Тем не менее с помощью современных усилителей мы можем измерить и этот всплеск электрической активности. Многочисленные эксперименты показывают, что эту волну легко можно зафиксировать всякий раз, когда мы внезапно получаем доступ к осознанному объекту восприятия15. Если мы внимательно рассмотрим полученные данные, то обнаружим, что эволюция волны РЗ объясняет и то, почему участники не видели показанного нм слова. На самом деле в нашем эксперименте было две волны РЗ. Первая возникла при демонстрации исходной последовательности букв — эта последовательность должна была отвлечь внимание испытуемого и всегда воспринималась осознанно. Вторая волна возникала, когда участник видел показанное ему слово. Но что интересно: две этих волны постоянно влияли друг на друга. Если первая волна РЗ была большой и длинной, то вторая с высокой вероятностью вообще не появлялась — именно это и происходило в случае, когда участник с высокой вероятностью не замечал показанного слова. Доступ в сознательный опыт действовал под девизом «или-или»: если мозг был долгое время занят первой последовательностью цифр и демонстрировал длинную волну РЗ, он не в состоянии был одновременно с этим запомнить второе слово. Осознание одного совершенно исключало осознание другого. Рене Декарт был бы доволен: он первым подметил, что «мы не можем уделять равное внимание нескольким вещам одновременно» — он объяснял эти ограничения механикой, утверждая, что шишковидная железа может отклоняться либо в одну, либо в другую сторону. Если не считать этого небольшого анатомического заблуждения, Декарт был прав: наше сознание не может активизироваться по двум направлениям одновременно и потому мы в каждый момент времени получаем не больше одного «ломтика» осознанности. Когда префронтальная и теменная доли совместно обрабатывают первый стимул, они не могут разом взять и заняться вторым. Сам факт концентрации на первом стимуле зачастую не позволяет нам воспринять второй. Порой мы его, правда, все-таки воспринимаем, но в этом случае волна РЗ идет с большим запозданием16. Это тот самый «рефракторный период», с которым мы уже сталкивались в главе 1: чтобы второй стимул мог достигнуть сознания, ему приходится ждать, пока оно закончит с первым. Запаздывание осознания Из всего этого следует одна важная вещь: мы осознаем неожиданные события с большим отставанием от реальности. Мало нам того, что мы осознаем лишь крохотную долю поступающих со всех сторон сенсорных сигналов; но даже с этим запаздываем где-то на треть секунды. В этом смысле наш мозг похож на астронома, наблюдающего за сверхновой звездой. Скорость света — величина конечная, и вести от далеких звезд идут к нам миллионы лет. Вот и человеческий мозг собирает факты так медленно, что информация, которую мы относим к осознанному «настоящему», на самом деле успевает устареть минимум на треть секунды. Длительность этого периода может быть даже больше половины секунды — если поступающие данные так незначительны, что могут преодолеть порог сознательного восприятия лишь после долгой аккумуляции. (Это можно сравнить с тем, как астрономы фотографируют на долгой выдержке, чтобы чувствительная фотопластина аккумулировала слабый свет звезд)17. А если голова занята чем-то другим, то, как мы уже видели, осознание может откладываться еще дольше. Вот почему нельзя говорить по телефону за рулем — если ваше сознание отвлечено чем-то другим, замедляются даже такие рефлекторные действия, как удар по тормозам при виде стоп-сигналов впереди идущей машины18. Мы не замечаем границ своего внимания и не сознаем, насколько сильно наше субъективное восприятие отстает от объективной реальности. Впрочем, чаще всего это и неважно. Прекрасный закат или выступление симфонического оркестра не станут хуже оттого, что на самом деле краски, которые мы видим, поблекли, а услышанные ноты — отзвучали полсекунды назад. Находясь в состоянии пассивного восприятия, мы не слишком переживаем о том, когда же на самом деле звучали эти ноты. И даже когда действующей стороной становимся мы сами, мир вокруг изменяется достаточно медленно, и реакции нашего запаздывающего сознания нам в целом хватает. Но попытка действовать «в реальном времени» показывает нам, насколько медленно мы воспринимаем происходящее. Любой пианист, исполняющий аллегро, знает, что не следует даже пытаться контролировать каждый пляшущий по клавишам палец — сознание попросту не поспевает за его танцем. Хотите воочию убедиться в том, как медленно вы осознаете мир? Попробуйте сфотографировать что-нибудь быстрое и непредсказуемое, например как ящерица высовывает язык. К тому времени как ваш палец нажмет на кнопку, действие, которое вы хотели запечатлеть, давно уже завершится. К счастью, наш мозг располагает изящными механизмами для компенсации задержки. Во-первых, мы частенько полагаемся на бессознательный «автопилот». Как заметил еще Декарт, человек отдергивает палец от огня прежде, чем ощутит боль. Наши глаза и руки реагируют в срок потому, что ими руководят самые разнообразные сенсорно-моторные цепи, которые обладают быстрой реакцией и действуют за пределами сознания. Эти цепи могут подчиняться сознательному намерению, когда мы, например, намеренно подносим палец к пламени свечи. Но само действие далее происходит неосознанно, и, если цель внезапно переместится, палец мгновенно последует за ней, не дожидаясь, пока мы заметим изменения19. Вторым механизмом компенсации подтормаживающего осознания является прогнозирование, предвосхищение. Практически во всех сенсорных и моторных областях человеческого мозга имеются механизмы темпорального научения, прогнозирующие события в окружающем мире. Когда события предсказуемы, эти механизмы занимаются составлением точных прогнозов, благодаря которым мы быстрее воспринимаем событие, когда оно наконец свершится. К сожалению, когда происходит что-то непредсказуемое — например, мгновенная вспышка света, — мы неверно определяем время события. Если взять точку, движущуюся с заданной скоростью, то при вспышке всегда будет казаться, что эта точка находится позади своего реального местоположения20. Эффект «отставания вспышки» (предсказуемый стимул мы всегда воспринимаем скорее, нежели непредсказуемый) явственно показывает нам, как длинны и извилисты пути, ведущие в твердыню сознания. Мы осознаем, насколько сильно отстает от реальности наше сознание, только когда механизм прогнозирования в мозгу не срабатывает. Если вам доводилось ронять стакан с молоком, вы знакомы с этим не понаслышке: мгновение — и вы понимаете, что сознание не поспевает за происходящим и остается лишь горевать о собственной медлительности. Восприятие ошибки, как, собственно, и восприятие любого другого физического явления, состоит из двух этапов: сначала бессознательная оценка, затем сознательное возбуждение. Предположим, вас попросят сознательно управлять своим взглядом: как только блеснет свет, вы должны будете отвести глаза. А получится, скорее всего, так: когда блеснет свет, вы отведете глаза не сразу, потому что сначала вспышка притянет ваш взгляд, и только потом вы посмотрите в сторону. И что интересно — вы можете даже не подозревать о том, что совершили ошибку. Порой в ходе эксперимента вам может показаться, что вы отвели глаза немедленно, но на самом деле это будет не так. А проследить за кодированием ошибки в мозгу нам поможет энцефалограмма21. В первый миг, одну пятую часть секунды, кора головного мозга реагирует на осознанные и неосознанные ошибки одинаково. Расположенный в поясной извилине автопилот замечает, что движение не соответствует плану и инструкции, и сейчас же подает сигнал ошибки — даже если ошибка останется неосознанной22. Как и прочие сенсорные реакции, эта первоначальная будет происходить неосознанно и зачастую так и останется незамеченной. Однако когда мы полностью осознаем, что поступили неверно, мозг выдаст следующую реакцию, сильную, с положительным потенциалом. Ее можно зафиксировать электродами, расположенными в верхней части черепа. Реакция эта имеет собственное название — «позитивность ошибки» (error positivity, сокращенно PE), однако на практике она неотличима от уже знакомой нам волны РЗ, возникающей при осознанном восприятии сенсорного воздействия. Следовательно, осознанное восприятие действий и осознанное восприятие ощущений очень схожи между собой, а волна РЗ снова оказывается в роли автографа мозга, ведущего сознательную оценочную деятельность, — причем сохраняется этот автограф довольно долго, даже когда вызвавшее его событие завершится23. Выделяем момент осознания Читатель-скептик может усомниться: а вправду ли мы сумели отыскать уникальный автограф доступа в сознательный опыт? Вдруг наблюдаемое возбуждение теменной и префронтальной областей, а также волна РЗ объясняются чем-то другим? В последние 10 лет нейробиологи постоянно усложняли эксперименты, стремясь взять под контроль все возможные факторы, которые могли бы повлиять на картину. К окончательному выводу высокий суд пока еще не пришел, но некоторые остроумные эксперименты все же позволяют достаточно убедительно отделить сознательное восприятие от других сенсорных и моторных явлений. Что же это за эксперименты? Наличие сознательного восприятия несет с собой массу последствий. Всякий раз, когда мы осознаем происходящее, перед нами открывается бесчисленное множество вариантов дальнейших действий. Мы можем рассказать о случившемся словами или жестами. Можем сохранить его в памяти, а потом вспомнить снова. Можем оценить его или действовать, исходя из него. Но все это может случиться лишь после момента осознания — а потому все перечисленные действия трудно отделить от доступа в сознательный опыт. Есть ли в мозговой активности, наблюдаемой при сознательном восприятии, какие-либо особенности, характерные именно для ситуации доступа в сознательный опыт? Чтобы ответить на этот сложный вопрос, мы с моими коллегами-исследователями бросили все силы на подготовку экспериментов, которые объединяли бы в себе работу с сознательным и бессознательным. Изначально мы попросили участников экспериментов действовать одинаково в обоих случаях. Так, в ходе эксперимента с морганием внимания участники вначале должны были запомнить увиденные буквы, а потом решить, видели ли они слово или нет24. А решить, что он не видел слова, человеку так же трудно или даже труднее, чем решить, что он это слово видел. Ответы «видел» или «не видел» участники давали одним и тем же способом — нажимая на правую или на левую клавишу. Но ни одним из этих факторов невозможно было объяснить большую волну РЗ с сильной активацией теменных и префронтальных областей, возникавшую при демонстрации видимых слов, но отсутствовавшую, когда слова оставались невидимыми. Правда, адвокат дьявола может возразить, что, когда человек видит слово, в этот же миг у него в мозгу запускается целая серия процессов, а когда «не видит», то и реакции такой острой быть не может, поэтому надо подождать до конца исследования и только тогда решать, видел участник что-то или не видел. Вдруг наблюдаемая разница в активности связана с естественным ослабеванием реакции в течение времени? Хоквон Лау и Ричард Пассингем опровергли это предположение с помощью хитроумного эксперимента25. Они воспользовались удивительным феноменом слепозрения. Как мы уже видели в главе 3, демонстрируемые в течение короткого промежутка времени сублиминальные изображения для человека невидимы, однако могут возбуждать кору головного мозга, и возбуждение это временами достигает моторной коры. В результате участники адекватно реагируют на предмет, которого, как они считают, не видели, — отсюда название «слепозрение». Лау и Пассингем придумали, как с помощью этого эффекта уравнять объективную моторную деятельность в случае осознанного и неосознанного восприятия: в обоих случаях участники проделывали совершенно одинаковые вещи. Но даже и при этом минимальном контроле осознанное видение вызывало более сильное возбуждение левой стороны префронтальной коры. Участники эксперимента были здоровы, однако те же результаты были получены и для пациента G.Y., страдающего классической разновидностью слепозрения и выказавшего полноценное раздражение теменной и префронтальной областей при демонстрации осознаваемого изображения26. Ну и что, скажет адвокат дьявола, ну уравняли вы реакции, так ведь теперь у вас осознанные и неосознанные стимулы не совпадают. Вот уравняйте сразу и стимулы, и реакции, чтоб совпадало все, кроме субъективного восприятия осознанного видения. Только тогда я и впрямь поверю, что вы поймали настоящий автограф сознания. Думаете, это невозможно? Как бы не так. Работая над докторской диссертацией, израильский психолог Моти Солти вместе со своим руководителем Домиником Лами сумел выполнить эту задачу и доказал, что волна РЗ является автографом доступа в сознательный опыт27. Фокус был прост: фрагменты эксперимента были поделены на группы на основании ответов участников. Солти включал вспышку в виде световой решетки в одной из четырех возможных точек и сразу после этого задавал участнику два вопроса: 1) где была вспышка; 2) вы видели или просто угадали? На основе этих данных Солти с легкостью поделил фрагменты эксперимента на четыре группы. Имелась многочисленная группа: «видел, ответил правильно», в которой участники эксперимента видели вспышку и, конечно, давали правильный ответ. Но благодаря феномену слепозрения возникла и другая большая группа: «не видел, ответил правильно» — участники этих испытаний утверждали, что ничего не видели, но тем не менее давали правильный ответ. Вот он, идеальный эксперимент: один и тот же стимул, одна и та же реакция, но часть участников видела вспышку, а другая часть — нет. Данные ЭЭГ свидетельствовали о том, что на раннем этапе, в течение примерно 250 миллисекунд, активность мозга у всех участников наблюдалась абсолютно одинаковая. Разница между двумя группами исследований заключалась только в одном: у тех, кто осознавал, что видел вспышку, волна РЗ через 270 миллисекунд становилась значительно больше, чем у тех, кто отметил вспышку неосознанно. Волна имела не только характерную амплитуду, но и специфический рисунок: неосознанный стимул возбуждал небольшую волну с положительным потенциалом в задней части теменной коры, и волна эта, по всей видимости, говорила об идущей бессознательной обработке данных, позволяющей дать правильный ответ. Однако на левую и правую фронтальные доли возбуждение переходило только в случае наличия осознанного восприятия. Солти сам решил выступить в роли адвоката дьявола и задался вопросом о том, нельзя ли объяснить полученные им результаты с помощью смешанных экспериментов, когда ответы давались бы наугад, а иногда наблюдалась бы волна РЗ нормального типа. Однако анализ показал, что эта альтернативная модель несостоятельна. При сублиминальной демонстрации стимула у испытуемых действительно наблюдалась постфактум небольшая волна РЗ, однако она была слишком мала, имела слишком малую амплитуду и сильно запаздывала, а потому ничем не походила на волны, наблюдаемые при осознаваемой демонстрации стимула. Волна эта свидетельствовала разве только о том, что в экспериментах с сублиминальным изображением лавина активности в мозгу успевала начаться, но быстро сходила на нет и угасала, не успев возбудить сколь-либо серьезную волну РЗ. При процессах, соответствующих исключительно сознательному восприятию, наблюдалась только полноценная волна РЗ, распространявшаяся по префронтальной коре в обе стороны. Массовая активация сознания Стоит нам получить какие-то неожиданные данные, как мозг сейчас же развивает бурную деятельность. Мы с коллегами назвали это его свойство «глобальной массовой активацией»28. Вдохновил нас на это название канадский нейрофизиолог Дональд Хебб, который первым проанализировал деятельность групп нейронов и в 1949 году написал об этом бестселлер «Организация поведения»29. Хебб очень наглядно объяснил, как возбуждение передается по цепочке от одного нейрона к другому и вскорости может вылиться в массовую синхронизированную деятельность — это похоже на зрительный зал, который после первых одиноких хлопков вдруг срывается во всеобщую овацию. Как охваченные восторгом зрители вскакивают с мест и разражаются аплодисментами, заражая своим энтузиазмом окружающих, так и большие пирамидальные нейроны, расположенные в верхних слоях коры мозга, передают свое возбуждение обширной аудитории нейронов-приемников. Мы с коллегами предположили, что глобальная массовая активация происходит тогда, когда передаваемое возбуждение переходит порог и начинает подпитывать само себя: одни нейроны возбуждают другие, а те, в свою очередь, передают возбуждение обратно30. В итоге мы имеем взрыв активности: тесно связанные между собой нейроны срываются в устойчивое состояние высокоуровневой активности и превращаются, по выражению Хебба, в «совокупность клеток», где носится туда-сюда один и тот же импульс. Этот коллективный феномен напоминает то, что физики зовут «фазовым переходом», а математики — «бифуркацией»: внезапная, практически дискретная метаморфоза физической системы. Пример фазового перехода из жидкого состояния в твердое — вода, которая замерзает и превращается в лёд. В самом начале наших раздумий о сознании мы с коллегами заметили, что многие свойства сознательного восприятия вполне укладываются в концепцию фазового перехода31. Вода замерзает только при наступлении определенных условий; так же и стимулы — краткие остаются неосознанными, а долгие становятся видимыми. У большинства самоподпитывающихся физических систем имеется переломная точка, в которой происходит или не происходит (под влиянием случайной помехи или шума) крупная метаморфоза. Вряд ли мозг является исключением из правил, подумали мы. Можно ли утверждать, что осознанный стимул запускает фазовый переход в мозгу и мощно воздействует на активность коры, «замораживая» области мозга в согласованную структуру? Как это доказать? Чтобы докопаться до истины, мы с Антуаном Дель Кулем придумали простой эксперимент32. Мы постоянно изменяли некий физический параметр демонстрации, так, чтобы он менялся как меняется температура медленно остывающей в склянке воды. Затем мы стали изучать субъективные отчеты и объективные маркеры мозговой активности, выискивая ситуации, в которых разные участки мозга действовали бы с перерывами, а потом внезапно выдавали сильнейшую активность, как при выраженном фазовом переходе. В ходе эксперимента мы показывали участникам цифру, которая оставалась на экране в течение всего одного кадра (16 миллисекунд), затем — пустое пространство и, наконец, маску, в роли которой выступал случайный набор букв. Длительность демонстрации пустого пространства мы все время понемногу меняли, на 16 миллисекунд за раз. Что же сказали участники? Изменялось ли так же постепенно их восприятие? Нет — в полном соответствии с условиями фазового перехода они могли находиться только в одном состоянии. Если пробел становился больше, они могли видеть цифру, но если пробел был краток, тогда они видели только буквы, служившие маской. Момент смены состояния был явственно выражен. Восприятие работает нелинейно: при удлинении паузы цифра не становилась всякий раз чуть более видима (участники не сообщали, что видят ее лучше и лучше), а просто в какой-то момент из невидимой делалась видимой или наоборот (сначала вижу, потом — нет). Неосознанное восприятие менялось на осознанное при задержке примерно в 50 миллисекунд33. Обнаружив это, мы взялись за ЭЭГ и стали выяснять, какие скачкообразные изменения происходили в мозгу, когда он реагировал на замаскированные цифры. И на этот раз все снова свелось к волне РЗ. Все, что было до нее, либо не изменялось вместе со стимулом, либо если уж изменялось, то совсем не совпадало с субъективной оценкой участников. Так, мы обнаружили, что пауза между цифрой и буквами не оказывает значительного влияния на первоначальную реакцию зрительной коры, о которой свидетельствуют волны Р1 и N1. Это, впрочем, никого не удивило, ведь во всех случаях мы показывали одну и ту же цифру на протяжении одного и того же отрезка времени, а значит, первый этап ее проникновения в мозг и должен был происходить одинаково, независимо от того, сознавал участник эксперимента, что видит цифру, или нет. Возникающие далее волны в левой и правой зрительных областях тоже не менялись. Степень зрительной активации росла пропорционально длительности демонстрации цифры на экране до появления маски. Мимолетно продемонстрированная цифра могла проникать в мозг до тех пор, пока этот процесс не пресекала маска из букв. Поэтому получалось, что длительность и размеры мозговых волн менялись в строгом соответствии с тем, сколько времени проходило между показом цифры и наложением маски из букв. Эта пропорциональность реакции никак не сочеталась с ответами участников, утверждавших, что они либо видели цифру, либо нет. По-видимому, волны были слишком слабы и не могли достичь сознания участников. На этом этапе сильная активность сохранялась даже тогда, когда люди утверждали, что не видели никаких цифр. Но когда срок появления маски достиг 270 миллисекунд от начала демонстрации цифры, на ЭЭГ внезапно отобразилась массированная вспышка (см. рис. 19). В ходе экспериментов, участники которых сообщали, что видели цифру, волны мозга вдруг приобретали иной характер, а активность нарастала лавинообразно, быстро и мощно. Силу этого взрыва невозможно было объяснить крохотным изменением длительности паузы перед появлением маски. Так мы получили прямое доказательство того, что доступ в сознательный опыт связан с фазовым переходом в динамике нейронных сетей. Рисунок 19. Сознательное восприятие внезапно и резко изменяет характер поздней активности мозга — у физиков это называется «нелинейный фазовый переход». В этом эксперименте мы показывали цифру, а затем, после паузы, длительность которой могла быть разной, — набор букв, служивший маской. По мере увеличения длительности паузы активность зрительной коры постепенно возрастала. Однако сознательное восприятие возникало внезапно: когда длительность паузы достигала примерно 50 миллисекунд, цифра внезапно становилась видимой. Вновь появлялась поздняя волна Р3 — автограф осознанного восприятия. А примерно через 300 миллисекунд после появления цифры внезапно включались некоторые области коры мозга, в том числе передние доли, причем включались они все разом и только когда участник эксперимента сообщал, что увидел цифру Появление осознанности выражалось в волне, которая очень напоминала все ту же РЗ: высокое положительное напряжение в верхней части головы. Источником этого напряжения была одновременная активация большой цепочки, охватывающей ряд областей в левой и правой затылочной, теменной и префронтальной долях. Мы демонстрировали цифру лишь с одной стороны, но тем сильнее было наше удивление, когда обнаружилось, что активность нарастала в обоих полушариях совершенно синхронно и симметрично. Стало ясно, что сознательное восприятие значительно усиливает ту слабую активность, которая возникает поначалу в качестве реакции на быструю вспышку. На пике обработки информации многие области мозга выдают синхронную реакцию и тем самым сигнализируют о включении сознательного восприятия. В глубинах сознания Впрочем, эксперименты, с которыми мы покуда имели дело, слабо связаны с реальными событиями, происходящими у нас в мозгу. Функциональная МРТ и отслеживание электрической активности мозга с помощью электродов позволяют нам составить очень условное представление о работе мозга. Правда, недавно исследования в области вспышек сознания получили новый поворот: пациентам с эпилепсией электроды стали вживлять напрямую в мозг, а мы благодаря этому получили возможность непосредственно наблюдать за деятельностью коры головного мозга. Моя команда взяла этот метод на вооружение сразу, как только он появился, и стала использовать его для того, чтобы проследить, что происходит в мозгу с видимым или невидимым для человека словом34. Результаты нашей работы, а также работы других исследователей говорят в пользу концепции лавины, за которой следует массированная глобальная активация35. В ходе одного исследования мы объединили данные, полученные от десяти пациентов, и решили составить картину постепенного проникновения слова в кору головного мозга36. Электроды были размещены на всем протяжении зрительного канала, и мы могли наблюдать за переходом стимула с одного этапа на другой и соотносить эти этапы с тем, видел ли пациент изображение или нет. На начальном этапе активность в обоих случаях была схожа, но очень скоро результаты при работе с видимыми и невидимыми изображениями начали различаться между собой. Спустя примерно 300 миллисекунд разница достигла гигантских размеров. В случае если участник эксперимента не видел изображение, активность прекращалась так быстро, что фронтальная область практически не успевала вступить в дело. Если же изображение было видимым, активность во фронтальной области многократно усиливалась. За какую-то треть секунды крохотное различие разрасталось во вспышку «все или ничего». Используя очаговые электроды, мы могли выяснить, как далеко распространяется осознанный стимул. При этом следует помнить, что точки вживления электродов были выбраны с тем, чтобы отслеживать происходящее во время эпилептических припадков, и к целям нашего исследования отношения не имели. И все же почти в 70 процентах случаев данные свидетельствовали о том, что сознательно воспринимаемые слова имеют большое влияние, в то время как для бессознательно воспринимаемых слов эта цифра составила всего 25 процентов. Вывод прост: неосознанная информация не выходит за пределы небольших участков мозга, в то время как осознанная еще долго распространяется по самым разным участкам коры. Помимо всего прочего, при введении электродов непосредственно в мозг мы имеем уникальную возможность хронометрировать происходящее в коре. Электрофизиологи различают множество различных ритмов сигнала ЭЭГ. Мозг бодрствующего человека выдает массу разнообразных электрических флюктуаций, которые принято различать по интервалу частоты; называть эти волны принято греческими буквами. В бестиарии мозговых волн есть альфа-ритм (8—13 герц), бета-ритм (13—30 герц) и гамма-ритм (от 30 герц и выше). Попав в мозг, стимул воздействует на текущие флюктуации, снижает или иным образом изменяет их активность и навязывает новые частоты. Проанализировав воздействие стимула на ритмы мозга, мы смогли по-новому взглянуть на автографы сознательного возбуждения. Всякий раз, показывая участнику эксперимента видимое или невидимое слово, мы наблюдали в мозгу всплеск активности гамма-ритма. В первые 200 миллисекунд после появления слова мозг усиливал электрические флюктуации этого высокочастотного ритма — как правило, это говорит о возбуждении нейронов. Если слово было невидимым, этот всплеск гамма-ритмов угасал, а если видимым — сохранялся. Четкая разница была заметна уже спустя 300 миллисекунд. Аналогичное явление наблюдали Рафи Малах и его коллеги в Институте Вейцмана (см. рис. 20)37. Сильный скачок мощности гамма-ритма, начинающийся спустя 300 миллисекунд после появления стимула, можно считать третьим автографом сознательного восприятия. Рисунок 20. За сознательным восприятием быстро показанного изображения следует длительный всплеск высокочастотной активности, то есть третий автограф сознания. Изредка в верхнюю часть коры мозга эпилептикам вводят электроды, которые воспринимают лавинообразную активность мозга, возникающую вслед за демонстрацией изображения. Если испытуемый не мог увидеть изображение, наблюдался только кратковременный всплеск высокочастотной активности вентральной зрительной коры. Если же испытуемый видел изображение, лавина усиливалась и достигала этапа, на котором происходила единомоментная активация. Сознательному восприятию сопутствовал длительный всплеск высокочастотной электрической активности, свидетельствующей о сильном возбуждении локальных нейронных цепочек Эти результаты позволили по-новому взглянуть на старую гипотезу, касающуюся значения колебаний в 40 герц для сознательного восприятия. Еще в 1990-е годы нобелевский лауреат Фрэнсис Крик вместе с Кристофом Кошем высказал предположение о том, что сознанию должны сопутствовать колебания в мозгу, имеющие частоту примерно в 40 герц (25 колебаний в секунду) и свидетельствующие об обмене информацией, который идет между корой головного мозга и зрительным бугром. Сегодня мы знаем, что эта гипотеза абсолютно верна — даже бессознательный стимул может инициировать высокочастотную активность, причем не только на частоте в 40 герц, но и во всем спектре гамма-ритма38. Впрочем, пусть вас не удивляет, что высокочастотные колебания возникают как при сознательной, так и при бессознательной обработке информации: эти колебания можно наблюдать практически в любой группе активных нейронов коры мозга всякий раз, когда возбуждение нейронов под воздействием внешних факторов организуется в высокочастотные ритмические колебания39. При этом наши эксперименты показали, что подобная активность получает сильнейшую поддержку в период массовой активации сознания. Следовательно, можно сделать вывод о том, что автографом сознательного восприятия является не просто наличие гамма-ритма, а его усиление на позднем этапе.