Складывая в глобальном рабочем пространстве рисунок из активных и бездействующих нейронов, доступ в сознательный опыт формирует нашу мысль. Возможно, этого метафорического образа уже достаточно для того, чтобы мы могли интуитивно понять, что есть сознание, однако на смену ему все равно должна прийти более сложная математическая теория, объясняющая, как работают нейронные сети и почему они генерируют нейрофизиологические автографы, которые мы наблюдаем на макроскопической записи. В попытке дать точный ответ на эти вопросы мы с Жан-Пьером Шанжо принялись разрабатывать компьютерные имитации нейронных сетей, обладающие некоторыми основными свойствами доступа в сознательный опыт45. Наша цель-минимум заключалась в том, чтобы проверить, как поведут себя нейроны, если будут соединены между собой так, как предполагает теория глобального рабочего пространства (рис. 27). Чтобы воссоздать на компьютере динамику небольшой коалиции нейронов, мы начали с нейронов «интеграции и импульса» — упрощенных уравнений, имитирующих электрические пики нервных клеток. Все эти нейроны были снабжены реалистичными синапсами, характеристики которых повторяли характеристики основных типов рецепторов нейротрансмиттеров в мозгу. Рисунок 27. Компьютерная модель имитирует автографы бессознательного и сознательного восприятия. Мы с Жан-Пьером Шанжо с помощью компьютера имитировали ряд параметров многих зрительных, теменных и префронтальных областей, участвующих в сублиминальной и сознательной обработке данных (сверху). Четыре иерархические области соединялись между собой связями, обеспечивавшими передачу информации вперед по цепи и обратную связь на большие расстояния (середина). Каждая простимулированная область содержала клетки коры головного мозга, расположенные послойно и соединенные с нейронами зрительного бугра. Когда мы подали в сеть краткий импульс, активность стала распространяться снизу вверх, после чего сошла на нет; картина повторяла собой ту, что наблюдается при краткой активации кортикальных связей во время сублиминальной обработки данных. Немного продлив стимул, мы получили глобальную активацию: идущие сверху вниз связи усилили импульс и породили вторую волну длительной активации; это соответствовало активности, которая наблюдается во время сознательного восприятия Затем мы соединили эти воображаемые нейроны в локальные кортикальные пучки, имитируя таким образом кору головного мозга, состоящую из слоев связанных между собой клеток. Концепция нейронного «пучка» опирается на тот факт, что нейроны, находящиеся друг над другом перпендикулярно поверхности коры, как правило, поддерживают тесную связь, одинаково реагируют и появляются в результате деления одной исходной клетки. Наша модель вполне соответствовала этим условиям: нейроны в столбцах, как правило, поддерживали друг друга и реагировали на одинаковые импульсы. Смоделировали мы и небольшой зрительный бугор — структуру, состоящую из множества ядер, каждое из которых поддерживало тесную связь с каким-либо сектором или с различными точками коры. Мы добавили соответствующую действительности силу связей и временные задержки, они должны были возникнуть с учетом расстояния, которое предстояло преодолеть путешествующему по аксонам разряду. В результате мы получили грубую модель простейшего вычислительного блока, какой есть в мозгу у приматов: таламокортикальный пучок. Мы проследили за тем, чтобы эта модель вела себя так же, как настоящий мозг, то есть даже в отсутствие входящей информации виртуальные нейроны выдавали спонтанный импульс, а на электроэнцефалограмме их деятельность выглядела приблизительно так же, как выглядит деятельность коры головного мозга человека. Получив удачную модель таламокортикального пучка, мы соединили несколько таких пучков в функциональную мозговую сеть широкого охвата. Мы имитировали иерархию четырех областей мозга и предположили, что каждая из них может содержать два пучка, кодирующих два целевых объекта — звук и свет. Наша сеть различала только два типа стимулов, но без этого сверхупрощения мы не смогли бы отслеживать работу модели. Мы предположили попросту, что, если в систему ввести дополнительный обширный набор состояний, качественных изменений в ней не произойдет46. На периферии восприятие происходит параллельно: нейроны, кодирующие звук и свет, могут активироваться одновременно, не мешая друг другу. Однако на более высоких уровнях кортикальной иерархии они активно подавляют друг друга вплоть до того, что эти области могут заниматься лишь одним интегрированным видом нейронных импульсов — то есть одной «мыслью» — одновременно. В нашей модели, как и в настоящем мозгу, кортикальные области периодически посылают друг другу сигналы по цепочке: первая область получает сенсорный импульс, пересылает его во вторую область, а та — в третью и четвертую. Следует отметить, что при отдаленной обратной связи данные замыкают цепь саму на себя, поскольку высшие области посылают импульсы поддержки в те самые сенсорные области, из которых получили их ранее. В результате мы имеем упрощенное глобальное рабочее пространство: сплетение прямых и обратных связей на разных уровнях: нейронов, пучков, областей и длинных связующих элементов между ними. И вот, наконец, программирование осталось позади, мы радостно включили имитацию и принялись следить за тем, как будут раздражаться виртуальные нейроны. Чтобы имитировать восприятие, мы подали на зрительные нейроны таламуса небольшой электрический ток, грубо воссоздав процесс, который происходит, когда, к примеру, активируются рецепторы света на сетчатке — сначала активируются, а потом, после первичной обработки импульсов, возбуждают нейроны-ретрансляторы, расположенные в той части зрительного бугра, которая называется латеральным коленчатым телом. Далее процесс имитируется в соответствии с уравнениями. Как мы и надеялись, наша подделка, пусть и безмерно упрощенная, продемонстрировала множество физиологических свойств, которые наблюдались при экспериментах на настоящем мозге и истоки которых мы вдруг получили возможность изучить. Первым из этих свойств была глобальная массовая активация. Поданный нами стимул медленно поднимался вверх в строгом соответствии с кортикальной иерархией, от первичной области ко вторичной, а затем к третьей и четвертой. Движущаяся вперед волна имитировала хорошо знакомое нам перемещение нейронной активности по иерархии зрительных областей. Спустя некоторое время возбуждение начало охватывать все пучки, кодирующие свойства объекта восприятия. Благодаря множеству обратных связей нейроны, кодирующие одну и ту же сенсорную информацию, обменивались сигналами, поддерживая друг друга и таким образом вызывая массовую активацию. Одновременно с этим происходило активное подавление параллельных процессов восприятия. Активация продолжалась несколько сот миллисекунд. Ее длительность никак не была связана с длительностью воздействия исходного стимула: даже краткого сигнала извне уже было достаточно для того, чтобы поддерживать передающуюся в обоих направлениях активность. В этих экспериментах нам удалось уловить самую суть того, каким образом мозг создает долгоиграющие репрезентации увиденной мельком картины и поддерживает их в реальном времени. Динамика модели воспроизводила свойства, которые мы наблюдали на электроэнцефалограммах и при записи данных с введенных в мозг электродов. У смоделированных нейронов по большей части наблюдалось запоздалое и резкое повышение количества получаемых синаптических импульсов. Возбуждение перекидывалось на новые и новые нейроны, но одновременно с этим возвращалось в исходные сенсорные области, с которых начиналось, — имитация позднего распространения сигнала, которое мы наблюдали в сенсорных областях в период доступа в сознательное восприятие. В нашей модели состояние массовой активации выливалось, кроме того, в обоюдонаправленную нейронную активность в многочисленных, как бы вложенных друг в друга петлях модели: в кортикальном пучке, от коры до зрительного бугра и обратно и на большие расстояния в коре. В итоге выросло количество осцилляционных колебаний на самых разных частотах с выраженным пиком на гамма-уровне (30 и более герц). В момент глобальной массовой активации пики нейронов, кодирующих сознательное восприятие, синхронизировались и происходили одновременно. Короче говоря, компьютер сымитировал четыре автографа сознательного восприятия, которые мы выделили эмпирическим путем. Имитация этого процесса позволила нам посмотреть на него с новой, математической точки зрения. Доступ в сознательный опыт соответствует тому, что физики-теоретики зовут фазовым переходом — внезапным переходом физической системы из одного состояния в другое. Как я уже объяснял в главе 4, фазовый переход происходит, к примеру, когда вода превращается в лед: молекулы H2O внезапно складываются в жесткую структуру с совершенно новыми свойствами. Во время фазового перехода физические характеристики системы могут меняться быстро и скачкообразно. В нашей компьютерной модели произошло то же самое: вялотекущая, низкая спонтанная активность на миг резко возросла, и тут же начался синхронизированный обмен импульсами. Нетрудно понять, почему этот переход произошел так внезапно. Нейроны высшего уровня посылают импульсы тем самым участкам, которые первыми их подали, и потому система имеет два стабильных состояния с нестабильной границей между ними. Модель либо демонстрировала низкий уровень активности, либо, если входящий стимул усиливался и превышал критическое значение, стремительно и лавинообразно начинала активировать сама себя, заставляя подгруппы нейронов лихорадочно рассылать сигналы. Судьбу стимула средней интенсивности предсказать было невозможно — может, активность сойдет на нет, а может, вдруг перескочит на высокий уровень. Этот аспект нашей модели прекрасно согласуется с психологической концепцией, созданной 150 лет назад и гласящей, что у сознания есть порог, четко отделяющий бессознательные (сублиминальные) мысли от сознательных (супралиминальных). Бессознательная обработка порождает возбуждение нейронов, активность охватывает одну область за другой, но глобальной массовой активации не происходит. А вот доступ в сознательное восприятие, напротив, согласуется с внезапным переходом к более высокому состоянию синхронизированной мозговой активности. Правда, устройство мозга куда как сложнее снежного кома. На создание адекватной теории фазовых переходов в работе реальных нейронных сетей уйдет еще много лет47. Собственно говоря, наша модель уже продемонстрировала два вложенных друг в друга фазовых перехода. Об одном из них я только что говорил — это глобальная массовая активация. Правда, возможность этой активации сама зависела от другого фазового перехода, вызывающего «пробуждение» всей сети. Каждый пирамидальный нейрон смоделированной коры получал сигнал активного внимания — небольшой разряд тока, крайне примитивную имитацию хорошо изученного активирующего эффекта ацетилхолина, норадреналина и серотонина, поступающего из различных ядер стволовой части мозга, базальных отделов передней части мозга и гипоталамуса и переводящего кору в положение «вкл». Так наша модель имитировала изменения в состоянии сознания, то есть переход от бессознательного состояния мозга к сознательному. Когда сигнал активного внимания был слаб, спонтанная активность падала в несколько раз, и массовая активация не прослеживалась: даже сильный входящий сенсорный сигнал, который активировал нейроны зрительного бугра и коры головного мозга в первичной и вторичной областях, и тот быстро сходил на нет, так и не преодолев порог глобальной массовой активации. В этом состоянии наша мозговая сеть была как бы сонной или словно под воздействием анестезии48. Реакция на стимулы происходила, но только в периферийных сенсорных областях — как правило, активность не могла пройти по рабочему пространству весь путь снизу вверх, вызвать массовую активацию и создать обширную совокупность клеток. Но когда мы усиливали сигнал активного внимания, модель начинала выдавать структурную электроэнцефалограмму, и под воздействием внешних стимулов вдруг происходила массовая активация. Порог активации изменялся в зависимости от активности модели, позволяя нам пронаблюдать за тем, как усиление активного внимания увеличивает вероятность того, что мы заметим самое слабое сенсорное воздействие. Беспокойный мозг Я говорю вам: надо иметь в себе хаос, чтобы родить танцующую звезду. Я говорю вам: в вас пока еще есть хаос. Фридрих Ницше. Так говорил Заратустра, 1883-1885 (пер. В. Рынкевича) В нашей модели проявился еще один поразительный феномен, а именно спонтанная нейронная активность. Нам незачем было постоянно стимулировать получившуюся сеть. Даже в отсутствие каких-либо стимулов нейроны, под воздействием случайных процессов в синапсах выдавали спонтанные импульсы, и хаотические их сигналы самостоятельно выстраивались в узнаваемые структуры. Когда параметр активного внимания достигал высоких показателей, на экранах наших компьютеров начинали появляться и исчезать сложные последовательности нейронных сигналов. В этих последовательностях периодически можно было наблюдать глобальную массовую активацию, возникавшую в отсутствие каких-либо стимулов. Так, целая группа кортикальных пучков, отвечающих за один и тот же стимул, могла пробудиться на короткое время, а потом успокоиться снова. Долю секунды спустя ее сменяла другая глобальная совокупность клеток. Сеть самостоятельно, без какого-либо стимула извне, создавала целую серию случайных массовых активаций, весьма напоминавших мозговую активность при восприятии внешних стимулов. Единственное различие заключалось в том, что спонтанная активность, как правило, начиналась на более высоком кортикальном уровне, в пределах рабочих пространств, и затем распространялась вниз, в сенсорные области, то есть повторяла все происходящее при восприятии, только в обратном порядке. Случаются ли такие всплески эндогенной активности в настоящем мозгу? Да. На самом деле, упорядоченная спонтанная активность встречается в нервной системе повсеместно. Всякий, кто хоть раз видел запись электроэнцефалограммы, знает, что оба полушария генерируют множество высокочастотных электрических волн, причем постоянно и независимо от того, бодрствует человек или спит. Эта спонтанная активность отличается такой высокой интенсивностью, что явственно выделяется на фоне всей прочей мозговой деятельности. Для сравнения заметим, что возбуждение в результате воздействия внешних стимулов едва различимо и, для того чтобы его зафиксировать, нужно повозиться с расчетами. Вызванная стимулом активность оттягивает на себя очень малую долю от потребляемой мозгом энергии — пожалуй, меньше 5 процентов. Нервная система действует в основном как автономный агрегат, генерирующий собственные последовательности мыслей. Даже если человек лежит в темноте и «ни о чем не думает», мозг его постоянно выдает сложный и все время меняющийся узор нейронной активности. Впервые упорядоченные последовательности спонтанной кортикальной активности ученым удалось пронаблюдать на животных. Амирам Гринвальд и его коллеги из Института Вейцмана воспользовались электрочувствительными красителями, с помощью которых невидимый ток дает видимые изменения коэффициента отражения света, и в течение длительного периода времени фиксировали электрическую активность на большом участке коры49. Интересно, что сложные последовательности возникали даже тогда, когда животное находилось под воздействием анестезии. В темноте, в отсутствие какой-либо стимуляции, зрительный нейрон мог внезапно выдать ряд более сильных сигналов. При этом он был не одинок: на экране было видно, что в тот же самый миг происходила спонтанная активность целой совокупности нейронов. Аналогичный феномен наблюдается и в человеческом мозгу50. Наблюдая за активностью мозга во время отдыха, ученые обнаружили, что мозг отнюдь не молчит, но постоянно выдает меняющиеся последовательности кортикальной активности. У разных людей глобальные сети, часто охватывающие оба полушария, действуют одинаково. Иногда их деятельность близко напоминает структуру мозговой активности при стимуляции извне. Так, например, крупная подгруппа языковых цепочек активируется, когда мы слушаем историю, но способна и к спонтанной активации в момент, когда мы лежим в темноте — такая вот иллюстрация к выражению «внутренний голос». Смысл этой активности в период покоя продолжает вызывать споры в среде нейробиологов. Одни ученые указывают на то, что случайные сигналы мозга проходят по существующей сети анатомических связей — да и где бы им еще идти?51 Тем не менее, если человек не спит и концентрирует внимание, действовать начинает другая структура, непосредственно указывающая на то, о чем он думает. Так, в положении покоя у человека порой наблюдается сеть, называемая сетью по умолчанию; она включается всякий раз, когда мы размышляем о положении собственных дел, вспоминаем случаи из своей жизни или сравниваем свои мысли с чужими52. Мы кладем пациента в сканер, ждем, пока его мозг войдет в режим по умолчанию, и спрашиваем, о чем он думает. И человек, гораздо чаще, чем в других ситуациях, отвечает, что отвлекся и погрузился в собственные мысли и воспоминания53. Таким образом, наблюдая за спонтанной активностью той или иной сети, можно, по крайней мере, частично угадать, о чем думает человек. Короче говоря, наши бесцельные раздумья возникают в результате постоянных нейронных импульсов. Более того, этот внутренний поток сигналов конкурирует с внешним миром. В периоды высокой активности по умолчанию неожиданная демонстрация такого, к примеру, стимула, как картинка, не вызывает большую волну РЗ, хотя у внимательного наблюдателя эта волна возникла бы54. Эндогенные состояния сознания мешают нам воспринимать внешние события. Спонтанная мозговая активность охватывает глобальное рабочее пространство и, затопив его целиком, может в течение длительного времени блокировать доступ других стимулов. С одной из разновидностей этого явления мы встречались в главе 1 — там она называлась слепотой невнимания. К нашему с коллегами величайшему удовольствию, тот же самый тип активности продемонстрировала и наша компьютерная модель55. У нас на глазах происходили внезапные спонтанные активации, которые тем чаще оказывались согласованы на глобальном уровне, чем сильнее был параметр активного внимания у стимула. Важно, что, даже если на протяжении этого периода мы подавали в сеть внешний стимул, причем значительно превосходящий обычный порог подавления, стимул не получал доступа в сеть и не становился причиной глобальной массовой активации: внутренняя активность конкурировала с внешними стимулами. Наша модель могла имитировать слепоту невнимания и моргание внимания — явления, свидетельствующие о неспособности мозга осознанно воспринимать две вещи одновременно. Кроме того, существование спонтанной активности объясняет, почему один и тот же поступающий стимул иногда вызывает полноценную массовую активацию, а иногда — едва заметное возбуждение. Все зависит от того, может ли наблюдавшаяся до появления стимула шумовая структура активности резонировать с пиками на входе или же она с ними несовместима. В нашей модели, как и в человеческом мозгу, восприятие слабого внешнего стимула зависело от случайных флюктуаций активности56. Дарвин в мозгу Спонтанная активность — одно из наиболее часто упускаемых свойств модели глобальной рабочей сети, однако я лично считаю спонтанную активность одной из важнейших и незауряднейших ее особенностей. Очень многие нейробиологи до сих пор придерживаются старомодного представления о рефлекторной дуге как о фундаментальной модели человеческого мозга57. Идея эта известна со времен Рене Декарта, Чарльза Шеррингтона и Ивана Павлова и изображает мозг как механизм приема-передачи, транслирующий данные от органов чувств к мускулам (см. знаменитую схему Декарта, изображающую, как глаз управляет рукой, рис. 1). Сегодня нам известно, что это представление глубоко ошибочно. Главным свойством нервной системы является ее автономность. Естественная активность нейронов берет верх над стимулами извне. В результате наш мозг не отдается пассивно на милость окружающего мира, а создает собственные стохастические варианты активности. В процессе развития подходящие варианты сохраняются, а неподходящие — отбрасываются58. Этот веселый творческий алгоритм, особенно хорошо заметный у детей помладше, наводит на мысли о дарвиновском естественном отборе. На идее естественного отбора выстроил свое видение организма Уильям Джеймс. «Почему не предположить, — риторически вопрошал он, — что если спинной мозг есть машина с немногочисленным набором рефлексов, то головной мозг есть машина со множеством рефлексов, и в этом единственное между ними различие?» Потому что, отвечал он сам себе, развившиеся цепочки в мозгу действуют как «орган, естественным состоянием которого является неустойчивое равновесие», что позволяет его «обладателю приспосабливать свое поведение к мельчайшим изменениям в окружающих обстоятельствах». Основы этого счастливого свойства лежат в способности нервных клеток к возбуждению: на ранних этапах эволюции нейрон обрел способность активировать себя сам и спонтанно выдавать импульсы. Будучи отфильтровано и усилено цепочками мозга, возбуждение это превращается в целенаправленное исследовательское поведение. Любое животное, исследующее свою среду обитания отчасти наугад, делает это благодаря наличию у него иерархии «центральных генераторов шаблона» — нейронных сетей, спонтанная активность которых обеспечивает ритмичные движения при ходьбе или плавании. Я утверждаю, что в мозгу у приматов и, возможно, у представителей многих других видов аналогичный процесс исследования происходит и в самом мозгу, на чисто когнитивном уровне. Спонтанно генерируя сменяющие друг друга варианты активности даже в отсутствие внешних стимулов, глобальное пространство дает нам возможность свободно создавать новые планы, испытывать их и менять по собственному желанию, если они не удовлетворяют нашим ожиданиям. В нашей системе глобального рабочего пространства идет дарвиновский процесс изменений и дальнейшего отбора59. Спонтанная активность выступает в роли «генератора различий», и рисунок ее постоянно меняется под воздействием мозга, оценивающего будущие выгоды. Построенные на этой основе нейронные сети могут отличаться большим потенциалом. Мы с Жан-Пьером Шанжо показали на компьютерной модели, что эти сети способны решать сложные проблемы и головоломки, например классическую задачу про ханойские башни60. Логика научения путем перебора в сочетании с классическими правилами синаптического обучения дает нам грубую конструкцию, способную учиться на собственных ошибках и вычленять абстрактные правила из задачи61. В английском языке первые буквы словосочетания «генератор различий» — Generator of Diversity — складываются в слово «бог» (GOD), но на самом деле ничего волшебного в явлении спонтанной активности нет. Возбудимость — это естественное физическое свойство нервных клеток. Мембранный потенциал каждого нейрона постоянно меняет силу напряжения. Во многом это объясняется случайным выбросом пузырьков нейтротрансмиттеров на подающих сигнал синапсах. Если пойти еще глубже, становится очевидно, что эти случайные выбросы связаны с тепловым шумом, который постоянно гоняет туда-сюда молекулы нашего организма. Можно было бы предположить, что эволюция сведет влияние этого шума к минимуму (как делают, например, разработчики цифровых чипов — задают очень точное напряжение для нулей и единиц, так чтобы тепловой шум не создавал помех в работе). Но в мозгу все иначе: нейроны не только терпят шум, но даже усиливают его — возможно, потому, что фактор случайности в определенной степени бывает полезен в самых разных ситуациях, требующих поисков оптимального решения для сложной задачи. (Эффективный источник шума требуется для множества алгоритмов, таких, например, как цепочки Монте-Карло или имитация отжига.) Всякий раз, когда флюктуации нейронной мембраны превышают пороговый уровень, возникает импульс. На нашей модели было видно, что эти случайные импульсы могут формироваться под влиянием огромного количества связей, объединяющих нейроны в пучки, совокупности и цепи, и так вплоть до возникновения глобального варианта активности. Начинается все с локального шума, а заканчивается упорядоченной лавиной спонтанной активности, связанной с нашими скрытыми мыслями и целями. Как же унизительно сознавать, что «поток сознания», слова и образы, постоянно всплывающие у нас в мозгу и составляющие ткань нашей психической жизни, происходят от случайных импульсов, испущенных миллиардами синапсов, которые закладывались на протяжении всей нашей жизни и ни на миг не прекращающегося процесса созревания и обучения. Каталог бессознательного В последние годы теория глобального рабочего пространства успела превратиться в популярный инструмент для интерпретаций, в увеличительное стекло, сквозь которое мы пересматриваем свои эмпирические наблюдения. К успехам этой теории можно отнести то, что она позволила разобраться в различных типах бессознательных процессов, идущих в человеческом мозгу. Как шведский ученый Карл Линней составил «таксономию» (то есть упорядоченную классификацию растений и животных по видам и подвидам) всех живых существ, так и мы можем теперь составить собственную таксономию бессознательного. Вспомним основную идею главы 2: преобладающая часть деятельности мозга происходит на бессознательном уровне. Мы не сознаем бoльшую часть того, что делаем и знаем, не осознаем, что дышим и держим равновесие, не замечаем мимолетно увиденного и точных движений собственной руки, подсчета букв и соблюдения грамматических правил, а в периоды слепоты невнимания можем не заметить даже переодетого гориллой юнца, который барабанит по груди прямо перед нами — и ведь наши глаза и зрительная кора при этом прекрасно работают. Бесчисленное множество бессознательных процессоров постоянно занято созданием того, что мы есть и что делаем. Теория глобального рабочего пространства помогает привнести в эти джунгли некоторый порядок62. С ее помощью мы можем разложить нашу бессознательную деятельность по полочкам, каждой из которых соответствует собственный мозговой механизм, радикально отличный от всех прочих (см. рис. 28). Посмотрим сначала, что происходит во время слепоты невнимания. Вот перед нами зрительный стимул, который демонстрируется достаточно долго и может преодолеть порог восприятия. Но мы не замечаем его, поскольку наш мозг полностью занят другой задачей. Я пишу эти слова в доме, где родилась моя жена; он был построен в XVII веке фермером, а в прекрасно обставленной гостиной стоят огромные напольные часы. Прямо перед собой я вижу качающийся маятник и даже не прислушиваясь могу услышать тиканье. Но стоит мне сконцентрироваться на работе, и ритмичный шум исчезает из моего внутреннего мира — на что я не обращаю внимания, то и не сознаю. Рисунок 28. Существует несколько причин, по которым знание может оставаться незамеченным. В каждый отдельный момент рабочее пространство активируется только одной мыслью. Другие объекты не получают доступа в сознание по одной из двух причин: либо они не восприняты и потому не могут достичь рабочего пространства (предсознательная информация), либо слишком слабы для того, чтобы вызвать полноценную лавину активности до самого уровня рабочего пространства (сублиминальная информация). Кроме того, мы не сознаем информацию, которая кодируется процессорами, отрезанными от рабочего пространства. И наконец, огромное количество бессознательной информации хранится в связующих структурах мозга и микропаттернах мозговой активности Составляя каталог бессознательного, мы с коллегами предложили назвать такого рода неосознаваемую информацию специальным словом — предсознательная63. Сознание работает в режиме ожидания: информация уже закодирована активной совокупностью испускающих импульс нейронов и может быть осознана в любой момент, если на нее обратят внимание, но этого все не происходит. На самом деле мы позаимствовали термин у Зигмунда Фрейда. Во «Введении в психоанализ» он пишет, что «некоторые процессы… могут перестать быть сознательными, но способны вновь без всяких затруднений вернуться в сознание… Все бессознательное, которое действует именно так и может с легкостью сменить бессознательное состояние на сознательное, таким образом, лучше будет описать как способное к проникновению в сознание или предсознательное». Модели глобального рабочего пространства указывают на возможность существования нейронного механизма предсознательного состояния64. Когда в модель подается стимул, активность модели ширится и в конце концов охватывает все глобальное пространство. Эта сознательная репрезентация, в свою очередь, подавляет всяческую активность вокруг и не допускает, чтобы одновременно с ней в систему проник другой стимул. Конкуренции этой не избежать. Как я уже замечал выше, для определения сознательной репрезентации надо знать не только что она собой представляет, но и что она собой не представляет. В соответствии с нашей гипотезой, для того чтобы определить границы текущего содержания сознания и сообщить, чем оно не является, следует активно подавлять сигналы некоторых нейронов рабочего пространства. Это обширное подавление создает в высших центрах коры головного мозга узкое «бутылочное горлышко». Молчащие нейроны, обязательные спутники любого сознательного состояния, не позволяют нам видеть две вещи одновременно и производить два целенаправленных действия одновременно. Впрочем, они не мешают активации тех сенсорных областей коры, которые первыми вступают в дело, — эти области явственно возбуждаются, причем почти так же, как всегда, даже когда рабочее пространство уже занято первым стимулом. Предсознательная информация оказывается во временных хранилищах памяти, за пределами глобального рабочего пространства, и начинает медленно таять и исчезать, если только мы не решим обратить на нее наше внимание. В течение краткого времени тающую предсознательную информацию еще можно восстановить и переместить в сознание — в этом случае мы овладеем ею в ретроспективе, спустя долгое время после реальных событий65. Предсознательное состояние не имеет ничего общего со второй разновидностью бессознательного, которую мы коротко зовем сублиминальным состоянием. Представьте себе, что вам показывают картинку, но показывают так быстро (или картинка такая нечеткая), что вы ничего не видите. Тут ситуация будет совсем иная. Как бы мы ни старались, мы не сможем воспринять скрытый стимул. Замаскированное меж двух геометрических фигур слово навсегда ускользнет из нашего сознания. Подобный сублиминальный стимул способен вызывать видимую активность в зрительной, семантической и моторной областях мозга, однако эта активность продлится слишком недолго и не выльется в глобальную массовую активацию. Это состояние нам с коллегами тоже удалось отследить на модели. В компьютерном варианте краткий всплеск активности может не дотянуть до глобального массового возбуждения, потому что к моменту, как идущие сверху вниз сигналы вернутся из высших областей в первичные сенсорные и будут способны усилить входящий сигнал, исходная активность уже угаснет и на смену ей придет маска66. Играя с мозгом, сметливый психолог легко создаст такой слабый, такой краткий или такой зашумленный стимул, что глобальная массовая активация раз за разом не будет наступать. Термин «сублиминальный» относится именно к ситуациям такого рода, когда входящая сенсорная волна угасает прежде, чем достигнет размеров цунами и обрушится на берега глобального нейронного рабочего пространства. Как бы мы ни пытались воспринять сублиминальный стимул, сознания ему не достичь — в отличие от предсознательного стимула, который доберется до сознания, если только мы выкроим немного внимания. В этом заключается основная разница между двумя типами стимулов, причем на уровне мозга она имеет массу последствий. Неосознанная информация в мозгу не ограничивается предсознательной и сублиминальной опциями. Возьмем, к примеру, дыхание. В каждый миг вашей жизни из стволовой части мозга в мускулатуру грудной клетки поступают сигналы тысяч нейронов, которые управляют движениями ваших легких и тем поддерживают вашу жизнь. Благодаря элементарным петлям обратной связи они следят за уровнем кислорода и углекислого газа в вашей крови. И вся эта сложная нейронная машинерия работает абсолютно бессознательно. Как так? Нейронные импульсы сильны и происходят в течение длительного времени, поэтому их нельзя назвать сублиминальными; но и предсознательными они не являются, поскольку не будут восприняты сознанием, сколько внимания им ни уделяй. По нашей классификации здесь мы имеем дело с третьей категорией бессознательной репрезентации — несопряженными структурами. Последовательности импульсов, исходящие из стволовой части мозга и контролирующие ваше внимание, не сопряжены с системой глобального рабочего пространства префронтальной и теменной коры. 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 бoльшие 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. Воспоминания могут спать годами. Их содержание плотно упаковано во встречающиеся тут и там синаптические шипики. Распоряжаться этим синаптическим знанием напрямую мы не можем, поскольку формат, в котором оно записано, очень отличается от тех последовательностей нейронных импульсов, с помощью которых мы осознанно мыслим. Для того чтобы пробудить воспоминания, мы должны перевести их из спящего состояния в активное. Во время обретения воспоминания наши синапсы способствуют повторному проигрыванию определенной последовательности нейронных импульсов — и лишь после этого к нам приходит воспоминание, которое мы осознаем. Сознательная память — это не более чем осознанный момент из прошлого, примерная реконструкция конкретной последовательности импульсов, которая некогда имела место быть. С помощью нейровизуальных технологий мы можем заметить, что, прежде чем мы осознанно вспомним то или иное событие нашей жизни, воспоминания должны быть трансформированы в определенную последовательность нейронных импульсов префронтальной коры и связанных между собой областей поясной коры72. Такого рода повторная активация удаленных кортикальных областей во время осознанного воспоминания вполне соответствует нашей теории рабочего пространства.