Часть 19 из 38 В начало
Для доступа к библиотеке пройдите авторизацию
Болезни сознания?
Два последовательных скачка развития рабочего пространства в человеческом мозгу должны были быть связаны с действием определенных биологических механизмов, в основе которых лежат конкретные гены. Следовательно, мы вполне можем спросить: могут ли какие-либо заболевания влиять на машинерию человеческого сознания? Способны ли генетические мутации или поражения мозга повернуть эволюцию вспять и стать причиной избирательной несостоятельности глобального нейронного рабочего пространства?
Лежащие в основе сознания длинные кортикальные связи могут оказаться очень уязвимыми. По сравнению с любыми другими клетками нейроны — это просто монстры, их аксоны имеют в длину по сантиметру и более. Необходимость сохранять такой длинный аппендикс, более чем в тысячу раз превышающий размерами саму клетку, связана с нестандартными проблемами в области экспрессии генов и молекулярного трафика. Копирование ДНК всегда происходит в ядре клетки, однако конечный результат должен быть передан на синапсы, расположенные в нескольких сантиметрах от этой точки. Для решения этой сложной логистической проблемы требуется непростая биологическая машинерия. Следовательно, можно предположить, что возникшая система связей на большие расстояния в рамках рабочего пространства может быть уязвима для специфических проблем.
Мы с Жан-Пьером Шанжо выдвинули предположение о том, что на этом уровне можно объяснить появление загадочного кластера психиатрических симптомов, сегодня называемого шизофренией51. Шизофрения — распространенное психическое заболевание, наблюдающееся примерно у 0,7 процента взрослого населения Земли. Шизофреник — подросток или молодой человек — утрачивает связь с реальностью, страдает бредом и галлюцинациями (так называемые «позитивные» симптомы); одновременно с этим у него резко снижаются интеллектуальное и эмоциональное развитие, наблюдается бессвязная речь и патологически цикличные действия («негативные» симптомы).
Ученым долгое время не удавалось отыскать единую общую сущность, способную породить столь разнообразные проявления. Поразительно, впрочем, что все перечисленные нарушения, как правило, поражают функции, которые могут относиться к области глобального рабочего пространства человеческого сознания: социальные убеждения, самонаблюдение, метакогнитивные суждения и даже элементарный доступ к информации, получаемой посредством восприятия52.
В соответствии с клинической картиной больные шизофренией демонстрируют крайнюю уверенность в истинности самых странных своих убеждений. Метакогнитивные процессы и теория сознания могут быть поражены так сильно, что пациент оказывается не способен отличить собственные мысли, знания, действия и воспоминания от мыслей, знаний, действий и воспоминаний окружающих. При шизофрении серьезно страдает способность сознательной интеграции информации в целостную сеть убеждений — это нарушение приводит к появлению бреда и непоследовательного поведения. Так, например, могут быть серьезно нарушены сознательные воспоминания пациентов — рассмотрев картинки или слова, спустя несколько минут они уже не помнят, что видели некоторые из них. Нередко наблюдаются сильнейшие нарушения метакогнитивного знания о том, когда и где пациент получил ту или иную информацию и получил ли ее вообще. Живительно, что скрытые бессознательные воспоминания при этом могут оставаться в целости53.
Учитывая все вышесказанное, мы с коллегами задумались о том, не связана ли шизофрения с базовым дефицитом сознательного восприятия. Мы исследовали реакцию шизофреников на «маскировку» — кажущееся исчезновение слова или изображения, за которыми после короткого интервала следует другое изображение. Результат был однозначен: минимальная длительность демонстрации, при которой замаскированное слово становилось видимым, у шизофреников резко отличалась от этого показателя у здорового человека54. Порог сознательного восприятия был поднят выше: шизофреники гораздо дольше оставались в сублиминальной области и сообщали о сознательном видении слова или изображения только после значительно более долгого его показа. Демонстрация цифры в течение всего 29 миллисекунд давала явственный бессознательный эффект прайма — в точности как у здорового человека. Сохранение столь тонких механизмов указывает на то, что бессознательная передача и обработка данных, от распознавания образа до присвоения ему значения, при шизофрении практически не страдала. По-видимому, основная проблема шизофреника связана с глобальным сведением поступающей информации в единое целое.
Интересно, что мы с коллегами наблюдали аналогичное сочетание нетронутых механизмов сублиминальной обработки информации и нарушенного доступа в сознательный опыт у пациентов с множественным склерозом — болезнью, которая избирательно поражает связи в белом веществе мозга55. В самом начале болезни, до появления сколь-либо выраженных симптомов, пациенты оказываются не в состоянии сознательно воспринять мельком показанные слова и цифры, однако подсознательно продолжают их обрабатывать. Предсказать, насколько серьезно будет выражен дефицит сознательного восприятия, можно на основании степени повреждения длинных связей, соединяющих префронтальную кору головного мозга с задними областями зрительной коры56. Это очень важное наблюдение: во-первых, оно подтверждает, что нарушения белого вещества могут избирательно влиять на сознательный доступ; а во-вторых, поскольку у небольшой доли пациентов с множественным склерозом развиваются психические заболевания, схожие с шизофренией, мы опять-таки можем предположить, что утрата длинных связей оказывается важнейшим фактором наступления психического заболевания.
Результаты нейровизуализации указывают на то, что способность шизофреников к массовой активации сознания значительно снижена. Ранние зрительные процессы и процессы внимания в основном остаются прежними, однако отсутствует массовая синхронная активация, порождающая волну РЗ в верхней части головы и сигнализирующая о наступлении сознательного восприятия57. Еще один автограф сознательного восприятия — внезапное возникновение взаимосвязанной «мозговой сети» с множественными связями между удаленными кортикальными областями на уровне бета-частот (13—30 герц) — у больных шизофренией тоже отсутствует58.
Есть ли у нас еще более наглядные доказательства того, что нарушение анатомических структур сетей глобального рабочего пространства ведет к шизофрении? Да, есть. При диффузно-тензорной визуализации мы видим крупные аномалии длинных пучков аксонов, соединяющих между собой различные области коры. Особенно сильные нарушения наблюдаются в тканях мозолистого тела, связывающих два полушария; не менее тяжело страдают связи, соединяющие префронтальную кору с другими отдаленными областями коры, гиппокампа и зрительного бугра59. Это приводит к серьезным нарушениям связей в состоянии покоя: в период отдыха у пациентов с шизофренией префронтальная кора утрачивает функцию основного узла коммуникаций, а импульсы гораздо меньше связаны с функциональным целым, чем в нормальной ситуации60.
На микроскопическом уровне можно видеть, что огромные пирамидальные клетки дорсолатеральной префронтальной коры (уровни 2 и 3) с множественными дендритами, способными получать сотни синаптических соединений, у пациентов с шизофренией имеют значительно меньшие размеры. У них меньше шипиков — выростов на возбудительных синапсах; человеческий мозг в норме отличается крайне частым расположением этих шипиков. Подобная утрата связей вполне может быть основной причиной шизофрении. Собственно говоря, многие гены, которые при шизофрении оказываются повреждены, влияют на одну или обе основные системы молекулярной нейротрансмиссии — на рецепторы дофамина D2 и на глутаматные NMDA-рецепторы, которые играют основную роль в передаче возбуждения префронтальными синапсами и в их пластичности61.
Вот еще один интереснейший факт: взрослый человек может испытать напоминающий шизофрению психоз при приеме таких препаратов, как фенциклидин (более известный как РСР или ангельская пыль) и кетамин. Эти агенты блокируют нейротрансмиссию, причем именно в области возбуждающих синапсов NMDA-разновидности, которые, как нам сегодня известно, отвечают за передачу информации на большие расстояния в коре головного мозга сверху вниз62. В моей компьютерной модели сети глобального рабочего пространства синапсы NMDA играли важнейшую роль в массовой активации сознания, так как образовывали длинные петли, связывавшие между собой высокоуровневые области коры сверху вниз, после чего информация попадала к процессорам нижнего уровня, от которых исходил первоначальный импульс. Когда мы удалили из модели NMDA-рецепторы, всеобщая связанность резко упала и массовая активация не наступила63. Другие модели также свидетельствуют о том, что NMDA-рецепторы равно важны для медленного накопления фактов, лежащего в основе осознанного принятия решений64.
Таким образом, глобальная утрата связей сверху вниз может оказаться важным фактором, позволяющим объяснить появление негативных симптомов у больных шизофренией. Нарушение связей не затрагивает прямую передачу сенсорной информации, однако избирательно препятствует ее глобальной интеграции через петли, обеспечивающие связь сверху вниз и охватывающие большие расстояния. Получается, что у больных шизофренией абсолютно нормальным образом происходит прямая передача и обработка информации, в том числе способность к мелким операциям, провоцирующим сублиминальный прайминг. Однако у больных возникают проблемы с дальнейшим массовым возбуждением и распространением информации, а также страдают способность к сознательному мониторингу, вниманию сверху вниз, кратковременная память и сфера принятия решений.
А что же позитивные симптомы шизофрении — причудливые галлюцинации и бред? Нейробиологи-когнитивисты Пол Флетчер и Крис Фрит предложили исчерпывающее объяснение, построенное на идее нарушения распространения информации65. Как уже говорилось в главе 2, мозг работает как Шерлок Холмс, как сыщик, который извлекает максимум сведений из разнообразных поступающих данных, как сенсорных, так и социальных. Такого рода статистическое научение подразумевает двусторонний обмен информацией66: сенсорные регионы отправляют свои сообщения вверх по иерархии, а более высокие области отвечают, отправляя сверху вниз свои прогнозы; из этого складывается алгоритм научения, который постоянно используется для разъяснения странной информации, поступающей от органов чувств. Научение прекращается в тот момент, когда высокоуровневые репрезентации становятся столь точны, что сделанные предсказания полностью соответствуют данным, идущим снизу вверх. Получаемый мозгом на этом этапе сигнал об ошибке (то есть о разнице между прогнозом и наблюдаемыми сигналами) ничтожно мал, и, как следствие, удивляться становится нечему: входящий сигнал перестает быть сколь-либо интересным и уже больше не запускает процесс обучения.
А теперь вообразим, что в случае шизофрении количество поступающих сверху вниз сообщений сокращается ввиду повреждения длинных связей или дисфункции NMDA-рецепторов. Это, по утверждению Флетчера и Фрита, приводит к сильнейшему нарушению настройки механизмов статистического научения. Поступающая сенсорная информация не получает удовлетворительного объяснения. Сигналы ошибки продолжают и продолжают поступать, их воздействие влечет за собой бесконечную лавину возможных интерпретаций. Шизофреник постоянно чувствует, что чего-то недопонял, что в мире остается множество скрытых слоев смысла, глубинных уровней объяснений, которые только он может ощутить и просчитать. И тогда он принимается придумывать бесконечные неестественные интерпретации всего происходящего вокруг.
Посмотрим, например, как мозг шизофреника отслеживает движения тела. В норме, когда мы совершаем движение, прогнозирующий механизм обнуляет то, что мы чувствуем в результате. Таким образом, когда мы берем чашку с кофе, то не удивляемся ощущению тепла или тяжести в руке, поскольку все это было предсказуемо. Мы еще не успели сомкнуть пальцы, а моторные области мозга послали вниз, в сенсорные области прогноз о том, что сейчас они ощутят все сопутствующее захвату. Прогноз этот работает так хорошо, что когда мы берем чашку, то даже не осознаем прикосновения к ней, и сознавать происходящее начинаем лишь в случае, если прогноз оказался ошибочным — например, чашка, которую мы схватили, оказалась слишком горячей.
А теперь вообразите себе, что в вашем мире спускаемые вниз предсказания оказываются ошибочными постоянно. Чашка с кофе и та подводит: когда вы ее берете, то ощущения, которые испытываете, чуть-чуть отличаются от того, что ожидали. Вы начинаете гадать, кто или что влияет на ваши чувства. Еще очень странным делом кажется речь. Когда вы говорите, то можете слышать свой собственный голос — как забавно он звучит! Странности звучания все время привлекают ваше внимание, вы начинаете думать, что кто-то посторонний искажает вашу речь. Отсюда уже недалеко до того, чтобы поверить в голоса в собственной голове, а заодно и в то, что некие злые силы, может, ваши соседи, а может, агенты ЦРУ, захватили контроль над вашим телом и порушили вам всю жизнь. Вы постоянно замечаете вещи, которых другие не видят, и постоянно ищете породившие их причины — собственно, таково довольно точное описание шизофренической симптоматики.
Таким образом, представляется вполне вероятным, что шизофрения — это болезнь, связанная с нарушением длинных связей, передающих в мозгу сигналы и формирующих систему рабочего пространства сознания. Я, конечно, вовсе не хочу сказать, что больные шизофренией — зомби, лишенные сознания. Я просто полагаю, что при шизофрении больше всех прочих автоматических процессов страдает сознательная передача данных. Обычные болезни не решаются пересечь границу и атаковать нервную систему, а вот шизофрения вполне может поражать биологические механизмы, лежащие в основе длинных нейронных связей, идущих сверху вниз.
Правда, связи эти при шизофрении разрываются не полностью — случись это, больной лишился бы сознания. Но возможно ли и такое серьезное заболевание? В 2007 году нейробиологи университета Пенсильвании открыли поразительную новую болезнь67. В больницу поступали молодые пациенты с разнообразными симптомами. Среди них было много женщин, страдавших раком яичников, но прочие больные жаловались всего лишь на головную боль, лихорадку или гриппозные симптомы. Болезнь быстро развивалась и затем приняла неожиданную и страшную форму. У больных наблюдались «выраженная психиатрическая симптоматика, в том числе тревожность, возбуждение, странное поведение, бред, параноидальное мышление, зрительные и слуховые галлюцинации» — то есть выраженная, приобретенная и быстро развивающаяся разновидность шизофрении. Спустя три недели пациентов начало покидать сознание. На ЭЭГ у них наблюдались медленные волны мозга, схожие с волнами засыпающего или находящегося в коме человека. Больные переставали двигаться, реагировать на стимулы и даже самостоятельно дышать. В последующие месяцы несколько человек умерли; остальные спустя некоторое время выздоровели и вернулись к нормальной жизни, однако утверждали, что ничего не помнят о периоде, когда находились без сознания.
Что это было? Тщательные исследования показали, что пациенты страдали от массированного аутоиммунного заболевания. Вместо того чтобы выискивать враждебные вирусы или бактерии, их иммунная система стала бороться с самим организмом. Она избирательно уничтожала определенную молекулу: NMDA-рецептор нейротрансмиттера глутамата. Как мы уже видели, этот рецептор играет важнейшую роль в процессе передачи информации на кортикальные синапсы сверху вниз. Когда исследователи подвергли культуру нейронов воздействию сыворотки крови пациентов, NMDA-синапсы буквально растворились за каких-то несколько часов — однако восстановились сразу после того, как вредоносная сыворотка была удалена.
Поразительно видеть, как исчезновение одной-единственной молекулы влечет за собой утрату психического здоровья, а затем и сознания. Возможно, мы наблюдаем первое заболевание, избирательно поражающее длинные связи, которые, в соответствии с моей моделью глобального нейронного рабочего пространства, лежат в основе любого сознательного опыта. Разрушение связей быстро приводит к разрушению сознания — вначале это выглядит как искусственная форма шизофрении, а затем человек утрачивает всякую способность бодрствовать. В будущем это заболевание вполне может использоваться как образец болезни, молекулярные механизмы которой позволили пролить свет на природу и развитие психических заболеваний, а также на их связь с сознательным опытом.
Машинное сознание?
И вот мы начали понимать, в чем заключаются функции сознания, какие структуры в коре головного мозга его поддерживают, какие молекулярные процессы для него необходимы и каковы могут быть его нарушения, — так можем ли мы теперь подумать об имитации сознания с помощью компьютера? Лично я не вижу этому никаких логических препятствий, более того, считаю, что это весьма интересное направление научно-исследовательской деятельности, непростой, но захватывающий проект, который может быть реализован в компьютерной отрасли в последующие десятилетия. Нет нужды уточнять, что сегодня о создании такой машины не приходится и мечтать, однако тот факт, что мы можем сделать предположение о некоторых ее основных свойствах, сам по себе указывает на то, что наука о сознании не стоит на месте.
В главе 5 я в общих чертах описал компьютерную модель доступа в сознательный опыт. Идеи, которые легли в основу этой модели, могли бы стать началом создания новой разновидности программной архитектуры. Современный компьютер выполняет множество целевых программ одновременно, и наша модель также могла бы содержать множество специализированных программ, каждая из которых выполняла бы собственную функцию: распознавала лица, отслеживала движения, ориентировалась в пространстве, генерировала речь или управляла моторными функциями. Важно то, что некоторые из этих программ получали бы данные не снаружи, а изнутри системы — так возникла бы некая разновидность интроспекции и самопознания. Так, специализированное устройство для отслеживания ошибок могло бы прогнозировать вероятность отклонения организма от выполнения его текущих целей. В современных компьютерах можно наблюдать зачатки реализации этой идеи — все чаще используются программы, следящие за остатком заряда, дискового пространства, за целостностью памяти или внутренними конфликтами.
На мой взгляд, этим компьютерам не хватает трех основных функций: гибкости коммуникации, пластичности и автономности. Во-первых, программы должны иметь возможность гибко коммуницировать друг с другом. В идеале результат деятельности любой из программ в любой момент может оказаться в центре внимания всей системы. Выбранная информация попадет в рабочее пространство — систему, которая обладает ограниченной емкостью, работает медленно и последовательно, однако имеет большое преимущество, заключающееся в способности снова передавать информацию в любую из программ. В современных компьютерах обмен подобного рода обычно запрещен: каждое приложение использует отдельное пространство памяти и не может передать другому приложению результаты своей работы. Отсутствуют способы, с помощью которых программы могли бы обмениваться экспертной информацией — ну разве что буфер информационного обмена, но он крайне примитивен и находится под контролем пользователя. Архитектура, которую вообразил себе я, позволила бы значительно повысить гибкость процессов информационного обмена, поскольку имела бы некий универсальный и автономный буфер обмена — глобальное рабочее пространство.
Как будут использовать информацию программы, которые получат ее из буфера обмена? Здесь потребуется вторая составляющая из моего списка: мощный алгоритм обучения. Каждая отдельная программа не будет сохранять статичность, но будет наделена способностью искать наилучшее применение полученной информации. Каждая программа будет приспосабливаться к алгоритму обучения, схожему с мозгом и способному охватить множество прогнозируемых связей между входящими данными. Таким образом система будет адаптироваться к окружающей среде и даже к особенностям собственной архитектуры и потому устоит даже в случае, когда, например, подведет подпрограмма. Она сама разберется, какие входящие данные заслуживают внимания и как можно их сочетать для выполнения полезных функций.
И здесь мы подходим к третьему свойству нашей воображаемой системы: автономности. Даже в отсутствие какого-либо взаимодействия с пользователем компьютер станет использовать собственную систему ценностей, чтобы решить, какие данные заслуживают медленного осознанного рассмотрения в глобальном рабочем пространстве. Спонтанная активность постепенно приведет к появлению в рабочем пространстве случайных «мыслей», которые будут сохранены или отвергнуты в зависимости от их соответствия базовым целям организма. Последовательность колебаний внутренних состояний возникнет даже в случае, если информация извне поступать не будет.
Поведение этого организма-имитации будет напоминать деятельность нашего собственного сознания. Он сможет без помощи человека ставить собственные цели, исследовать мир и определять собственное внутреннее состояние. Он сможет в любой момент задействовать свои ресурсы для создания внутренней репрезентации — иными словами, содержания своего сознания.
Конечно, все это пока еще очень смутно и неясно. Для того чтобы эти рассуждения превратились в реальную схему со всеми подробностями, понадобится очень много работы. Однако лично я в принципе не вижу никаких причин, которые помешали бы созданию искусственного сознания.
Многие мыслители с этим не согласны. Приведем вкратце их аргументы. Одни полагают, что сознание невозможно свести к обработке информации, потому что, сколько информации ни обработай, сознательный опыт из этого не возникнет. Так, философ университета Нью-Йорка Нед Блок признает, что теорией рабочего пространства можно объяснить сознательный доступ, однако утверждает, что теория эта не способна объяснить наши первичные ощущения, так называемые квалиа, — субъективные состояния или необработанные ощущения того, «как на самом деле» мы воспринимаем чувство, боль или прекрасный закат68.
Дэвид Чалмерс, знаменитый философ из Университета Аризоны, также утверждает, что, даже если теория рабочего пространства позволяет объяснить, какие операции могут выполняться сознательно, а какие нет, она все равно не годится для объяснения загадки субъективного восприятия от первого лица69. Чалмерс известен тем, что ввел деление на легкие и трудные проблемы сознания. Легкая проблема сознания, утверждает он, сводится к объяснению разнообразных функций мозга: каким образом мы узнаем лицо, слово, пейзаж? Как мы извлекаем информацию из ощущений и руководствуемся ею при дальнейшем поведении? Как мы создаем предложения для описания наших ощущений? «Хотя все эти вопросы мы относим к вопросам о сознании, — утверждает Чалмерс, — на самом деле все они касаются объективных механизмов когнитивной системы, и, следовательно, мы имеем все основания ожидать, что ответы на них будут получены в ходе дальнейшего развития психологии и нейробиологии»70. А вот трудная, с его точки зрения, проблема — это:
«вопрос о том, каким образом происходящие в мозгу физические процессы порождают субъективный опыт… каким образом субъект переживает то, что его окружает. Например, когда мы видим нечто, то испытываем зрительные ощущения, например ощущение ярко-голубого. Или взять неописуемый звук далекого гобоя, пронзительную слепящую боль, искристое счастье или то, что мы ощущаем, когда уносимся в своих мыслях прочь и забываем о времени… Эти явления представляют собой настоящую тайну разума».
Лично я считаю, что Чалмерс перепутал этикетки: его «легкая» проблема относится к разряду тяжелых, а тяжелая кажется непростой лишь ввиду того, что лежит в не самой развитой области знаний. Когда наши познания обогатятся находками в области когнитивной нейробиологии и компьютерных имитаций, трудная проблема Чалмерса исчезнет сама собой. Гипотетическая концепция квалиа — чисто психического опыта, оторванного от любой функции обработки информации — когда-нибудь будет считаться таким же причудливым вымыслом донаучной эпохи, как витализм (бытовавшее в середине XIX века мнение о том, что в каких бы подробностях мы ни изучили химические процессы, протекающие в живых организмах, познать истинные свойства жизни мы не сможем). Современная молекулярная биология не оставила камня на камне от этого убеждения, показав, как молекулярные механизмы наших клеток образуют самовоспроизводящийся автомат. Точно так же наука о сознании будет откусывать от «трудной проблемы» по кусочку до тех пор, пока проблема не исчезнет совершенно. Так, например, нынешние модели зрительного восприятия уже позволяют объяснить не только почему в человеческом мозгу возникают самые разные зрительные иллюзии, но и почему подобные иллюзии возникнут в любой рациональной машине, если поставить перед ней туже самую вычислительную проблему71. Наука о сознании уже дает объяснение важным фрагментам нашего субъективного опыта, и я не вижу на этом ее пути никаких ограничений.
Близкий довод философского плана звучит так: как бы мы ни старались создать имитацию мозга, всем нашим программам будет не хватать главного свойства человеческого сознания, а именно свободы воли. Для некоторых словосочетание «машина со свободой воли» — оксюморон, поскольку машина детерминистична: ее действия предопределены внутренним устройством и изначальным состоянием. Она может действовать непредсказуемо ввиду неточности измерений и хаоса, но не способна сойти с причинно-следственного пути, который продиктован ей ее же физическим устройством. Этот детерминизм не оставляет места личной свободе. Как писал поэт и философ Лукреций в I веке до н. э.:
Если ж движения все непрерывную цепь образуют
И возникают одно из другого в известном порядке,
И коль не могут путем отклонения первоначала
Вызвать движений иных, разрушающих рока законы,
Чтобы причина не шла за причиною испокон веку,
Как у созданий живых на земле не подвластная року,
Как и откуда, скажи, появилась свободная воля?72
(Пер. Ф. Петровского)
Даже самых передовых современных ученых эта проблема озадачивает настолько, что они ищут спасения в новейших законах физики. Отыскать недостающий компонент свободы, утверждают они, поможет только квантовая механика. Одним из таких скептиков был Джон Экклс (1903—1997), получивший в 1963 году Нобелевскую премию за открытия, касающиеся химических механизмов передачи сигналов в синапсах. С его точки зрения, главная задача нейробиологии заключалась в том, чтобы выяснить, «каким образом личность контролирует мозг» («Личность и мозг» — так назывался один из его трудов)73 — спорный вопрос, отдающий к тому же дуализмом. В конце концов Экклс пришел к ничем не обоснованному выводу, что нематериальные мысли воздействуют на материальный мозг за счет изменения вероятности квантовых событий на синапсах.
Еще один блестящий современный ученый, знаменитый физик сэр Роджер Пенроуз, считает, что сознание и свобода воли существуют на основе механизмов квантовой механики74. Совместно с анестезиологом Стюартом Хамероффом Пенроуз разработал причудливую теорию, в которой мозг предстает эдаким квантовым компьютером. Квантовая физическая система способна находиться во многих состояниях одновременно, и мозг использует эту ее способность для исследования практически бесконечного числа вариантов в конечное время — так можно объяснить, каким образом математики ухитряются разобраться в теореме Гёделя.
К сожалению, все эти гротескные предположения не имеют под собой серьезной научной основы из области нейробиологии или когнитивистики. Знание о том, что разум выбирает свои действия «произвольно», нуждается, конечно, в подкреплении фактами, однако квантовая физика — современная версия «движений непрерывной цепи», о которой писал Лукреций, — тут не подмога. Большинство физиков согласны с тем, что омываемый теплой кровью мозг не способен к квантовым вычислениям, ведь для них требуются низкие температуры, позволяющие избежать быстрой утраты квантовой когерентности. Да и декогерентность квантов обычно происходит значительно быстрее (одна фемтосекунда, 10-15), нежели мы успеваем осознать те или иные аспекты внешнего мира.
А самое главное — даже если бы квантовые явления и влияли на деятельность мозга, такое их неотъемлемое качество, как непредсказуемость, едва ли могло бы сыграть роль того, что мы называем свободой воли. Как разумно утверждает Дэн Деннет, случайность в чистом виде не дала бы нам «сколь-либо стоящей свободы»75. Едва ли мы пожелали бы, чтобы наши тела хаотично сотрясались от неконтролируемых разрядов, генерируемых на субатомном уровне. Получилось бы что-то вроде тиков и подергиваний, которыми страдают больные синдромом Туретта. Можно ли представить себе что-либо более далекое от нашей концепции свободы?
Говоря о «свободе воли», мы, как правило, имеем в виду другую, куда более интересную свободу. Свобода воли означает, что в соответствующих обстоятельствах мы вольны принимать решения на основе высокоуровневых мыслей, ценностей, убеждений и прошлого опыта, а также держать под контролем нежелательные низкоуровневые импульсы. Принимая решение, мы совершаем акт свободы воли — рассматриваем все возможные варианты, взвешиваем их и выбираем наиболее предпочтительный. К добровольному выбору может примешиваться некоторая доля случайности, однако случайность здесь — далеко не главное. Как правило, наши преднамеренные действия совершаются отнюдь не случайно: мы тщательно изучаем возможности и сознательно выбираем ту, которая нравится нам больше.
Эта концепция свободы воли не требует применения квантовой физики и вполне может быть реализована на стандартном компьютере. Глобальное нейронное рабочее пространство позволяет нам собирать необходимую информацию из текущих ощущений и из воспоминаний, синтезировать ее, оценивать ее последствия, обдумывать все это столько времени, сколько мы пожелаем, и, наконец, использовать внутренние рассуждения для того, чтобы они руководили нашими действиями. Это мы и называем волевым решением.
Таким образом, рассуждая о свободе воли, мы должны четко различать два свойства, которые приписываем своим решениям: их фундаментальную непредопределенность (сомнительно) и их автономность (вполне адекватно). Мозг приходит в то или иное состояние по вполне определенным причинам, и законы физики тут обойти невозможно — по крайней мере, никому еще не удавалось. Однако если мы принимаем решения сознательно, автономно, без каких-либо помех, взвешивая за и против прежде, чем сделать окончательный выбор, — значит, мы в своих решениях свободны. Вполне корректно говорить о собственном решении, даже если оно было принято под влиянием генов, опыта и ценностных функций, которые под их воздействием зафиксировались в наших нейронных цепочках. Да, из-за флюктуаций спонтанной мозговой активности наши решения могут быть непредсказуемыми, даже для нас. Однако эта непредсказуемость вовсе не является определяющим свойством свободной воли, и с абсолютной непредопределенностью ее путать тоже не стоит. В зачет идет только автономное принятие решений.
Таким образом, я полагаю, что «машина, наделенная свободой воли» — это не оксюморон, а просто краткое описание того, чем являемся мы сами. И мне совсем не трудно вообразить искусственное устройство, способное волевым усилием принимать решение о дальнейших действиях. Даже если архитектура нашего мозга абсолютно детерминистична, как та же самая компьютерная стимуляция, мы все равно можем утверждать, что она обладает свободой воли в том или ином виде. Всякий раз, когда нейронная структура действует автономно и преднамеренно, мы можем назвать ее «свободным разумом» — и, когда мы сумеем разобрать ее на части и собрать заново, сможем и воспроизвести ее в искусственных машинах.
В общем, в концепцию наделенной сознанием машины вполне вписываются и квалиа, и свобода воли. Всесторонне исследовав сознание и мозг, мы понимаем теперь, как аккуратно следует относиться к собственным представлениям о том, что может и чего не может сложная нейронная машинерия. Объемы информации, обрабатываемой развитой сетью из шестнадцати миллиардов кортикальных нейронов, так велики, что не поддаются никакому воображению. Наши нейроны непрестанно и частью автономно пульсируют, создавая наш внутренний мир. В зависимости от нашего настроя, целей и воспоминаний они по-разному реагируют на один и тот же сенсорный стимул. Нейронные коды сознания у каждого мозга свои. И хотя нейроны, отвечающие за кодирование цвета, формы или движения, у нас у всех одинаковы, складывающиеся из них структуры являются результатом долгого процесса развития, в ходе которого мозг приобретает уникальность, а действующие и бездействующие синапсы складываются и образуют нашу индивидуальность.
Нейронный код, возникающий на стыке генетических особенностей, прошлого опыта и случайности, уникален в каждый момент и для каждого человека. Немыслимое множество возможных состояний дает исток богатому миру внутренних репрезентаций, которые связаны с окружающим миром, однако не зависят от него всецело. Субъективное чувство боли, красоты, желания или сожаления связано с нейронными аттракторами, которые сохраняют стабильность на этом динамичном фоне. Эти чувства абсолютно субъективны, потому что мозг вплетает входящие данные в ткань прошлых воспоминаний и будущих целей и тем обогащает поступающую сенсорную информацию дополнительным слоем личных данных.
Так возникает «запоминаемое настоящее»76, индивидуальный шифр происходящего здесь и сейчас, дополненный воспоминаниями и прогнозами, постоянный источник восприятия происходящего от первого лица — наполненный сознанием внутренний мир.
И вот эта сложнейшая биологическая машина работает у вас в мозгу прямо сейчас. Закройте книгу, подумайте о собственном существовании — и принявшиеся за дело совокупности нейронов в буквальном смысле слова примутся формировать ваш разум.
Благодарности
Мои теории относительно сознания возникли не на пустом месте. Последние тридцать лет я провел в щедрой на идеи среде, в окружении своих прекрасных коллег, со многими из которых мы стали друзьями. Троим из них я признателен в особенности. В начале 1990-х мой наставник Жан-Пьер Шанжо впервые высказал мысль о том, что загадка сознания может быть не так уж неразрешима и что мы можем попробовать разрешить ее посредством эмпирических и теоретических методов. Затем мой друг Лоран Коэн познакомил меня со множеством разнообразных нейропсихологических явлений, которые подходили к этому случаю. Он же свел меня с Лайонелом Наккашем, в те годы молодым студентом-медиком, а ныне выдающимся неврологом и нейробиологом-когнитивистом, вместе с которым мы подробнейшим образом исследовали процессы, происходящие глубоко на сублиминальном уровне. Наше сотрудничество и наши разговоры не прерывались никогда. Жан-Пьер, Лоран, Лайонел — спасибо вам за дружбу и постоянную поддержку.
Главным местом моих исследований в области сознания стал Париж. Моя лаборатория много выиграла от его животворной, насыщенной идеями среды. Особенную благодарность я испытываю, когда вспоминаю об интереснейших беседах с Патриком Кавано, Сидом Куидером, Джеромом Сакуром, Этьеном Коэлином, Кевином О’Реганом и Матиасом Пессильоном. Творческую струю и новый приток энергии в лабораторию привнесли многие замечательные студенты и постдоки, работавшие на гранты фонда Фиссена или на стипендию, предоставляемую в рамках великолепной магистратуры когнитивистики Эколь Нормаль Суперьер. Я благодарю своих студентов-магистрантов Люси Чарлз, Антуана Дель Куля, Рафаэля Гейяра, Жана Реми Кинга, Клэр Серджент, Мелани Штраусс, Линн Уриг, Кэтрин Ваконь и Валентина Виара, а также коллег-пост-докторантов Тристана Бекинштайна, Флорис де Ландж, Себастьяна Марти, Кимихиро Накамуру, Моти Солти, Аарона Шургера, Джакобо Ситта, Саймона ван Гааля и Филипа ван Опсталя за бесконечный поток вопросов и идей. Моя особая благодарность адресована Мариано Зигману за десять лет плодотворного сотрудничества, щедрого обмена идеями и просто дружбы.
Открытия в области сознания происходят в самых разных сферах, лабораториях, исследовательских группах по всему миру. Я рад, что могу поблагодарить за интереснейшие беседы таких людей, как Бернард Баарс (из разговоров с ним родился первый вариант теории глобального рабочего пространства), Моше Бар, Эдоардо Бизиах, Олаф Бланке, Нед Блок, Антонио Дамасио, Дэн Деннет, Дерек Дентон, Джерри Эдельман, Паскаль Фрайс, Карл Фристон, Крис Фрит, Ута Фрит, Мел Гудейл, Тони Гринвальд, Джон Дилан Хейнс, Бийю Джейд Хэ, Ненси Кэнвишер, Маркус Кифер, Кристоф Кош, Виктор Ламм, Доминик Лами, Хокван Лау, Стив Лори, Никое Логотетис, Люсия Меллони, Эрл Миллер, Адриан Оуэн, Джозеф Парвици, Дэн Поллен, Майкл Познер, Алекс Пуже, Маркус Райхле, Джерент Рис, Пьетер Роэльфзема, Нико Шифф, Майк Шадлен, Тим Шаллис, Кимрон Шапиро, Вольф Зингер, Элизабет Шпельке, Джулио То-нони, Вим Вандуффель, Ларри Вайскранц, Марк Вильямс и многие другие.
Спонсорами моих исследований долгое время выступали Национальный институт здоровья и медицинских исследований (INSERM), Комиссариат по атомной энергетике и альтернативным энергоисточникам (СЕА), Колледж де Франс, Университет Пари-Сюд и Европейский совет по научным исследованиям. Благодаря центру NeuroSpin, возглавляемому Денисом Ле Бианом и расположенному на юге Парижа, мы получили превосходнейшее место для работы над нашей крайне неоднозначной темой. Здесь я хочу поблагодарить за поддержку и советы моих коллег из центра, в том числе Жиля Блоша, Жана Робера Девера, Люси Херц-Панье, Бешира Джарайя, Андреаса Кляйншмидта, Жан-Франсуа Манжана, Бертрана Тириона, Гаэля Вароко и Вирджини ван Вассенхоф.