К.В. Анохин. Вводное автобиографическое слово.
Я должен сказать несколько слов о себе. Я нейрофизиолог и в течение более 25 лет, занимался изучением памяти. Что, каким образом в памяти формируется, извлекается, хранится. Надо сказать что память по мнению большого числа психологов и нейрофизиологов, в 20 веке в науке о памяти заменила и стала научным выражением представления о душе человека. Действительно, если мы подумаем о том, где мы окажемся, если нашу память пересадят в другое тело, в старом теле или новом, то короткое размышление подсказывает, что мы путешествуем с нашим субъективным опытом и памятью.
В 20 веке очень много говорилось о радикальной научной революции, связанной с расшифровкой химических основ жизни, структурой ДНК и перевода разговоров о жизненной силе, понятии о том, как жизнь кодируется в генетическом коде, как она может развиваться распространяться по нашей планете. На самом деле не менее впечатляющая радикальная редукционистская программа 20 века была редукция процессов, связанных с движением человеческой души и субъективного опыта к движению молекул нервных клеток. И мы участвовали в значительной части этих экспериментов за последние 20 лет, и эти опыты привели, например, к выяснению генетических основ кодирования памяти субъективного опыта. То, как гены отвечают за хранение информации в нервных клетках.
Но последние 2-3 года, я принял решение заняться другой проблемой, посвятив ей как минимум 10-15 лет своей работы. Это было связано и с моим решением перейти из института нормальной физиологии, где я продолжаю работать сейчас в лаборатории нейробиологии памяти, где организован новый центр конвергентных наук, включающих когнитивные исследования. Но эти исследования ведутся в сообществе между биологами, физиками, математиками, специалистами в области информатики. Это решение было связано с моим желанием обратиться ко второй важнейшей проблеме человеческого мозга, сознанию. Я постараюсь сегодня рассказать, почему именно так. Почему сознание и мозг, на мой взгляд, являются самой важной проблемой о науке мозга, и реально стоящей перед ней, как актуальная задача исследований в ближайшие годы.
Начнем с истории
Замечательный английский философ и математик Альфред Норт Уайтхед в своей книге начала 20 века «Наука и современный мир» написал такую фразу, что сознание и разум были изъяты из природы двумя выдающимися личностями Декартом и Галилеем. Что он имел в виду?
Рене Декарт, гениальный исследователь, философ, математик, естествоиспытатель. Один посетитель, пришедший к нему в гости, поинтересовался, где находится его библиотека, не увидев книг. Декарт провел его в дальнюю пристройку, где на столах были разложены органы от вскрытия человеческих трупов, трупы телят, доставленных с бойни, и сказал: «Вот мои книги». Декарт был также глубок в исследованиях анатомии, попытках проникнуть в строение человеческого тела, как и философских, и математических поисков. Так вот, исследуя строение мертвого тела, не находя там души и разума и погружаясь в интроспекцию, наблюдение за самим собой, приходя к заключению, что самым надежным доказательством собственного существования является мышление. Декарт сделал, как мы думаем сегодня, глубочайшую ошибку, которая оставила след, отпечаток на науке человечества на протяжении последующих 350 лет. Великие люди делают великие ошибки. Он предположил, что тело, например, тело животных, работает по определенным законам природы, механическим законам, и может рассматриваться наподобие автомата, наподобие механических часов, устройств, которые выполняют те или иные действия. Тело человека тоже имеет этот автоматизм, и в этом отношении похоже на тело животных.
Но человек обладает еще и вторым свойством, свойством души, которая, соответственно, должна каким-то образом взаимодействовать с физическим телом, для того, чтобы мысленно разгибать пальцы (один из примеров, который он рассматривал), могла привести руку в движение и позволить сгибать пальцы. Он предполагал, что это место взаимодействия находится в шишковидной железе, маленькой структуре мозга эпифизе, которую он обнаружил в своих вскрытиях, и полагал, что вдохи входят в человеческое тело через эту шишковидную железу, управляя дальше движением мышц, и действием тела.
Вот это разделение на пространственную понятную структуру тела, и непространственную душу, поставило острейшую проблему, с которой боролись и продолжают бороться многие ученые на продолжении трех с половиной веков. Наш выдающийся соотечественник Иван Петрович Павлов, который говорил, что в жизни нас интересует наше собственное психическое содержание, которого глубоко интересовали мысли Сеченова в объективном изучении разума. Придя в физиологию нервной системы после получения Нобелевской премии в области физиологии и пищеварения, взял за основу своих исследований теорию рефлекса Декарта, теорию, описывающую механические движения в теле человека и животных. Ион писал: «Надо показывать пальцем, где было раздражение, куда оно перешло. Если вы живо себе представите это, тогда вы поймете всю силу и правду, учения об условных рефлексах, которая совершенно исключила из своего круга психологические понятия, а все время имеет дело только с объективными фактами, то есть с фактами, существующими во времени и пространстве.
Но другой стороной этого является вопрос, а где происходит контроль этого процесса психикой и разумом? Как разум вступает в контакт с физическим телом? И это проблема дуализма. С этой проблемой сталкивались многие другие, но мы в начале обратимся к обратному процессу – выведению сознания и разума из природы, и методов исследования точных наук учеными со стороны физики. Галилей, закладывая основы математической физики, писал, что есть мир растений, есть мир птиц, но его это не интересует, его интересуют законы объективного движения материальных тел. Вот это разделение мягкой и объективной науки, просуществовало на протяжении 3 веков, со времен введения этого разделения Галилеем. Оно может быть символизируется лучше всего в знаменитом выражении Резерфорда, что все науки могут быть разделены на физику и коллекционирование бабочек. Но здесь мы видим ту же самую проблему. Проблема о которой в своей Нобелевской лекции говорил другой физик, Макс Дельбрюк. Проблема того, что молекулярная генетика, раскрыв многие химические законы на уровне отдельных молекул, не разрешила наших сомнений относительно того, как выразить на языке молекулярной биологии такие понятия, как сознание, разум, знание, логическое мышление, истина. А между тем все эти понятия также составляют элементы нашего мира. Мы не можем отказаться от них. И как продолжал эту линию аргументации другой выдающийся физик Юджин Вигнер, современные законы физики, — говорил он, — я убежден, по крайней мере не полны без их переводов терминов, психических феноменов.
Попытки дуалистического решения этого разделения разума и природы, существовали и существуют по настоящее время. Например один из великих нейрофизиологов 20 века Джон Эклс, открыв массу закономерностей в тонком строении операций нервной системы и получив Нобелевскую премию в 63 году за открытие механизмов синаптической передачи, всю жизнь интересовался вопросом о сознании, но решал он его ровно в этой дуалистической традиции. К концу жизни он начал сотрудничать с немецким физиком Фридрихом Беком, и развил теорию, что наш мозг не обладает сознанием как таковым, но сознание способно вступать в контакт с нервными клетками через квантовые эффекты выделения синаптических медиаторов молекул, которые передают нервные импульсы в этих структурах, дендронах. Это сходящиеся вместе отростки пирамидных клеток коры головного мозга, которые как бы служат модулями для входа духа и сознания, контакт с физическим телом.
Другой выдающийся физик и математик нашего времени, Роджер Пенроуз, выступил в литературе в течение последних двадцати лет с несколькими монографиями, в которых утверждает, что разумные процессы не объясняются вычислительными свойствами нервной системы, и поэтому сознание должно иметь некие особые свойства и через квантовые эффекты. В сотрудничестве с этим американским анестезиологом Стюартом Хаммером, они разработали теорию, что эти квантовые эффекты реализуются в тончайших структурах клетки, микротрубочках, способны влиять на нервные процессы в мозге человека.
Мы сегодня находимся на совершенно другой стадии исследования этой проблемы. И эта стадия имеет свои корни. Знаете, как научная парадигма. Одна научная парадигма может существовать десятилетиями, постепенно сменяя другую. И когда новая парадигма приходит на смену, то оказывается, что историю развития этой парадигмы всегда можно переписать на десятилетия назад. Всегда можно найти предшественников этой новой парадигмы. Большинство исследователей сознания, причем даже философов, ученых из естественных наук, считают сегодня что дуализм – это был тупиковый путь, в попытке решения проблем сознания. И что сознание – есть процесс, протекающий в мозге, инструмент мозга и есть активность нервных клеток, организованных определенным образом. Она не находится вне мозга, она не находится между нами и между мозгами, она находится в космосе. Основы этой программы исследований и этой точки зрения становятся ясными, если мы посмотрим на первые шаги предпринятые возвращением сознания назад в природу, и хотя Уайтхед в своей монографии вслед за этой фразой «изъятие сознания из природы», сказал, что возвращение разума в природу началось в конце 19 века в лабораториях выдающихся психологов, впервые попробовавших исследовать объективные психические процессы. Это Вильгельм Отто, Германия, ученик Гельмгольца, сохранившего физические подходы к изучению восприятия, и Уильяма Джеймса в Америке.
Я думаю, что есть другие столпы и предшественники сегодняшнего научного подхода к изучению сознания. Первым из них был безусловно Чарльз Дарвин. Когда мы больше узнаем о Дарвине, например после публикации всех его записных книжек, огромный проект который шел в течении 20 лет в Кембриджском университете, и теперь это все можно увидеть в библиотеке онлайн. Мы начинаем понимать, что Дарвин также глубоко задумывался о происхождении разума мозга и сознания и его биологических основах, как он думал о биологических основах эволюции. Вместе со своими записными книжками, которые были более известны, были опубликованы его внуком, касавшимся теории эволюции, он вел другую книжку, которая называлась М — Метафизическая книжка. В ней он начал вести записи своих разговоров с отцом, по поводу разума, его происхождения и продолжал вести ее в течение многих лет.
Но вот интересно, что в тот момент, когда он сделал свою знаменитую запись, по поводу теории естественного отбора в 38 году, здесь мы видим его молодым, приблизительно в это время, то в своей записной книжке М, он сделал следующую запись: «Происхождение человека теперь доказано. Метафизика должна процветать. Тот, кто понимает бабуина, животное, мозг животного, сделает больше для метафизики, чем философ».
Основы этого биологического подхода к психике и сознанию развил наш выдающийся соотечественник Иван Михайлович Сеченов. Он был переводчиком книги Дарвина «Происхождение человека» на русский язык. Одно из изданий, вышедших очень быстро в России вслед за выходом этой книги было сделано Иваном Михайловичем. Его программа, программа Сеченова, заключалась в том, чтобы исследовать психологические процессы методами объективных наук, методами физиологии. Одну из своих полемических статей в «Вестнике Европы», которая называлась «Кому и как разрабатывать психологию», он изложил основные тезисы этой программы. «Научная психология по своему содержанию не может быть ни чем иным, как рядом учений о происхождении психических деятельностей». То есть это эволюционный подход. «Исходным материалом для разработки психических фактов должны служить, как простейшие, психические проявления у животных, а не у человека». «… физиология представляет целый ряд данных, которыми устанавливается родство психических явлений с так называемыми нервными процессами в теле, актами чисто соматическими». И последнее: «Мысль о психическом акте как процессе, движении, имеющем определенное начало, течение и конец, должна быть удержана как основная».
В моем последующем рассказе, я остановлюсь на четырех моментах Дарвиновской программы предложенной Сеченовым для возвращения разума и сознания в лоно естественных наук. Эволюция сознания, сознание животных, нервные основы корреляты сознания, элементарные акты сознания.
Эволюция сознания
Я ограничусь очень простой схемой, разворачивающей в суммарном виде представление о том, как эволюционировало сознание, предложенной американским философом Дэниелом Деннетом. Для того чтобы объяснить логику постепенного проявления тех или свойств нервной системы, связанных с разумом, он изобразил эволюционные этапы возникновения сознания в виде ряда существ. Первый тип существ он назвал дарвиновскими существами. Это существа, каждое из которых имеет набор генов и соответствующий фенотип строения тела, которое располагает определенные способностями и возможностями.
Эта популяция существ взаимодействует с окружающим миром. Вот эта медуза – это внешняя среда, причем проблемная среда. Ее щупальца – это определенное давление на животных. Проблемы с которыми сталкиваются животные. Как вы видите, когда происходит соотнесение возможностей животных популяции с организмов и существ дарвиновского рода с этой средой, то только у одного из них оказываются нужные генетические свойства для того, чтобы вписаться и выжить в этой среде. Тогда естественный отбор иллюминирует остальных. А этому предоставляет возможность преимущественного размножения. Классические принципы теории естественного отбора Дарвина. Таким образом постепенно, в ходе ряда поколений устанавливается соответствие между организмами и окружающей средой, где организмы являются вписанными в ту экологическую нишу с которой сталкивается их вид.
Но умирать всегда неприятно, и, кроме того, это неэффективный процесс. Поэтому через некоторое время в основных переходах эволюции биологического мира возникла нервная система. Что делает нервная система? Нервная система позволяет, например, возникнуть так называемым скиннеровским существам по Деннету. Скиннеровские от имени известного американского психолога Скиннера, который ввел законы так называемого инструментального оперантного обучения. Когда крыса или голубь, находясь в специальной Скиннеровской камере, делая определенные действия, клюя ключ, или нажимая на педаль, получают пищу.
И пробами и ошибками, очень важно здесь важно понять, перебирая разные варианты, правильные действия для достижения нужного ему адаптивного результата. Вот скиннеровское существо, имеет разные варианты соответствия внешнему миру в виде разных комбинаций активности нервных клеток. И пробуя их по очереди, одно за другим, выбирает то действие и ту активность компонентов нервной системы, которая лучше всего соответствует окружающей среде. Отбор происходит, но он происходит уже соматически в теле животного. И животное отбирает нужные варианты и нужные связи между нервными клетками вместо того чтобы гибнуть самому.
Это большой прогресс. Но этот прогресс можно увеличить. Следующий этап эволюции нервной системы и разумного поведения в схеме Деннета представлен так называемыми попперовскими существами. Поппер – выдающийся британский, австрийского происхождения, философ 20 века в свое время сказал, что одна из функций мозга и мышления заключается в том, чтобы убивать своей гипотезой, вместо того, чтобы убивать себя. Действительно, когда животное, находится в среде и перебирает разные варианты во внешнем поведении, то какие-то из этих вариантов могут оказаться смертельными. Гораздо лучше перебрать эти варианты мысленно, для чего нужен определенный препарат, позволяющий такому попперовскому существу иметь в своем мозге отражение внешнего мира, и свой собственный репертуар, которому он пытается соответствовать. И начинает перебирать варианты собственных действий относительно тех или иных задач во внешнем мира мысленно выбирая один из них и только тогда переходя к проверке его проведения.
Этот этап мышления сделал большой скачок в человеческом мозге. В Грегорианских существах по имени английского психолога Ричарда Грегори. Грегорианские существа, к которым относится человек по Деннету и, может быть некоторые высшие приматы, имеют гораздо более сложную структуру. В структуру того или иного принципа у них включены те или иные концепции, отражающие инструменты, которыми может пользоваться организм, и манипуляция этими инструментами, среди которых через язык входят и опыт достигнутый большими группами людей, как коллективный результат, сохраняющийся в культуре и знаниях, для отражения всего этого у объекта, у которого появляется чувство собственного «я» и место в историческом процессе.
Таким образом, мы можем рассмотреть эволюцию разума, как процесс который имел ряд стадий и этапов. Если хотите, это постепенно, градуально усложняющаяся вещь, которая не возникла как синтегрированный и существующий процесс сознания в тот или иной момент, у тех или иных животных, а скорее двигалось от первичного протосознания, примитивных инструментов, которыми обладали организмы с примитивной нервной системой в сторону все большего и большего усложнения и совершенствования этих инструментов у организмов с высоко развитой нервной системой.
Мы можем сделать еще два важных вывода в отношении эволюции сознания. Первое, что различные механизмы первичного сознания, то есть сознания, которое не включает язык и культуру, возникали в эволюции у разных таксонов, независимы и имеют разные нервные основы. Действительно, например, мозг птиц устроен совершенно иным образом, чем мозг млекопитающих. У них другие нервные структуры, у них нет развитой коры головного мозга, и тем не менее многие из птиц, попугаи некоторые, обладают высоким интеллектом, абстрактным мышлением, способны приобретать человеческий язык и использовать его для коммуникаций. И по оценкам многих специалистов, на уровне интеллекта находятся там же, где находятся приматы, в ряду млекопитающих. Чемпион в области интеллекта беспозвоночных – осьминог обладает абсолютно другой нервной системой, и тем не менее, он обладает такими же внешними свойствами целеполагания, различения категорий, предвидения, принятия решения, которыми обладают птицы и млекопитающие.
Эволюция человека связана с развитием вторичного сознания и символического мышления языка. Об этом мы говорили. Итак, основные уроки, которые мы можем извлечь из анализа биологии сознания и эволюции сознания, что сознание возникало постепенно в ходе эволюции. Сознание было адаптивным элементом мозга и должно было обеспечить приспособленность. Это очень важно. Чтобы быть адаптивным, следующий важный вывод, который нам нужен для понимания нервных механизмов сознания, для того, чтобы поместить сознание в работу мозга, оно должно быть эффективным в архитектуре приспособительного поведенческого акта. Это означает, что все, что делает нервная система оценивается естественным отбором. И любые прибавки в свойствах нервной системы, в том числе, связанные с разумом и психикой, должны вписаться в какие-то из действий, обеспечивающих поведение животных и адаптацию.
Эти действия имеют определенную внутреннюю архитектуру, логику. Для того чтобы начать действие, необходимо принять решение. А для того, чтобы принять решение, необходимо синтезировать информацию об окружающей среде, сопоставить ее с памятью и сделать это на фоне выбора доминирующего действия из многих вариантов поведения, мотивации, которые могут существовать. После принятия решения нужно поставить цель к действию и контролировать ее в момент осуществления программы действия, сличая результаты с акцепторов результатов действия, одно из названий некого опережающего образа, который ведет к нашему поведению или поведению животных. Нужные результаты позволяет им понять правильно ли то или иное действие или нет. Этот механизм позволяет скиннеровским существам выбирать свои действия в пробах и ошибках, а попперовским существам, осуществляя весь этот цикл в мысленном режиме, сравнивать мысленные результаты с мысленным образом нужных результатов.
И по результатам такого внешнего поведения естественный отбор может выбрать или лиминировать животное. Наш инструмент, разные лезвия инструмента разума и сознания должны были развиваться и совершенствоваться, накладываясь на какие-то из механизмов этой операционной энергии архитектуры.
Сознание у животных
Здесь я ограничусь только двумя примерами. Очень много литературы существует по поводу разума у животных. Дарвин, по сути говоря, был в своей программе «Возвращение разума в природу», которая была начата им, но не завершена, одним из первых он написал прекрасную и передовую, и революционную по тем временам монографию о выражении эмоций у человека и животных, показывая, как эти субъективные процессы имеют преемственность между разными видами животных и человека. И в 20 веке существовало несколько школ, исследовавших разумную деятельность животных. Например, у нас в московском университете была школа знаменитая Льва Иванович Крушинского, занимавшегося элементарной рассудочной деятельностью животных. Но я сегодня расскажу только о двух примерах, которые вытекают не из поведенческих исследований, как это пробовал делать Дарвин, или биологи 20 века, а из нейропсихологических исследований. Что мы можем понять о разуме и сознании животных, о процессах мышления, о процессах целеполагания, если мы заглянем вглубь мозга животных, когда они осуществляют поведение. И здесь выясняется удивительная вещь. Вот эта работа была опубликована в 2006 году, в США в Массачусетском технологическом институте. В этой работе в поведении у крысы, которая бегала в таком двухметровом тоннеле, в концах которого находились кормушки, где она получала пищу. Ей нужно было научиться, ее помещали в первый раз. Она не могла понять, что происходит, обследовала обстановку. Потом ей нужно было научиться, что если она его пробежит целиком от стартового отсека, до конца, она получит здесь что-то приятное типа шоколадного кекса, съев его, она может получить следующий кусочек, если она пробежит назад. В это время в мозге у животного в структуре, которая называется гиппокамп, лежит под корой головного мозга и связана с процессами запоминания, механизмами памяти, регистрировали активность отдельных нервов. И вот на этой картинке вы видите показанную во времени траекторию движения животного, туда-сюда. Это трек отслеживания видеокамерой. А красными точками, места где разряжался этот нейрон записанный у данного животного. На самом деле исследователи записывали около сотни клеток, и вещь которую они выяснили, что животные движутся отдельными поведенческими актами. Вот здесь на красной площадочке показан такой сегмент. Она перебегает из одного места в другое, заканчивает, перебегает в другое и т.д. Особенно, когда начинает учиться и у нее еще это не соединено в единую непрерывную пробежку. И для каждой из таких перебежек существуют нейроны, которые работают специфически для того чтобы обеспечить этот процесс. Вот, одни здесь, другие здесь. И мы можем всю перебежку разделить на последовательные, отдельные акты, за каждый из которых отвечает своя популяция клеток. Когда животное достигает целевого отсека и съедает кусочек кекса, оно некоторое время сидит и умывается. Это к вопросу о поведении. Исследователи долгое время называли это комфортным поведением. Крыса кажется ничего не делает, она еще не приняла решение бежать в другое место. Она пассивна, может иногда смотреть по сторонам. Но когда исследователи посмотрели, что происходит в мозге у животного в этот интервал времени, то оказалось, что здесь выстроены последовательно элементы активности, это разные нейроны, записанные у этого животного. Во время этого отдыха. Вот она сейчас перебежала из одного места в другое, а здесь она сидит ничего не делает. Оказалось, что есть всплески активности, когда все эти клетки из разных поведенческих актов, начинают работать вдруг все вместе. Когда же экспериментаторы развернули этот эпизод, в больших деталях, то оказалась удивительная вещь: они не только работают вместе, как может оказаться из короткого анализа, на самом деле они работают в последовательности, восстанавливающей в активности мозга животного ту последовательность действий, которыми она перебегала этот лабиринт, то есть, как она достигала цели. Она проигрывает у себя системы клеток, осуществлявших последовательные действия. И чтобы не думать, что это пассивное механическое проигрывание, следы каких-то остаточных возбуждений, которые были после этого поведения, вторая удивительная вещь, открытая в этих экспериментах, она проигрывает с заду наперед. Она вначале активирует у себя в мозге те акты, которые были ближе всего к тому, как достичь кекса, потом отходит назад, отходит назад и назад. То есть она разворачивает эту последовательность от нужной цели до более ранних периодов. Когда животное автоматизирует свое поведение, животное тоже это делает за несколько дней обучения, то такие повторные проигрывания реплеи, как они получили название в физиологии, исчезают из активности ее мозга.
Еще одна удивительная вещь, открытая этими же авторами, что такие повторные проигрывания происходят у животных во сне, которые следуют за эпизодами обучения. Мозг проигрывает следы прошедших событий, и важного для животного эпизода поведения. Происходит это только после новых событий. Сон после автоматического поведения не содержит таких реплеев. Таким образом нейрофизиологические эксперименты позволяют нам говорить, что объективно, глядя на процессы в мозге, мы видим, что мозг способен как бы виртуально проигрывать следы прошлых событий, причем делать это осмысленно в связи с целями и задачами, которые преследовало животное. Мозг животного способен и к другим действиям, он способен проигрывать события не только назад, но и вперед. Другое исследование показывает, как животное, находящееся в ситуации выбора, между довольно сложной траекторией движения, где есть разные разветвления, и оно должно достичь пищи, которая спрятана в другом месте лабиринта, к которому она не может пройти непосредственно из стартового отсека должно принять решение. Животные прошедшее несколько сеансов обучения, находясь в этапах принятия решения ведет себя как попперовское существо. Оно проигрывает вперед некоторые программы поведения, прежде чем принять решение. Это видели многие, кто наблюдал за поведением животных. Животное, оказываясь в условиях альтернативного выбора колеблется между тем или иным действием. Крыса, которая находится в том или ином лабиринте, можно даже поворачивать голову то в одну, то в другую сторону, остановившись в этой развилке. Но посмотрите, что происходит с активностью нервной клетки, чтобы быть убежденным, что на самом деле делает мозг животного. Вот она оказалась здесь. Вот она стоит в клетке, проигрывает варианты поведения, забегая либо вперед в одну сторону, либо в другую. Потом она приняла решение, пошла в эту сторону.
Эти и другие исследования позволяют нам объективными методами сегодняшней нейрофизиологии начать изучать проявление разумного поведения, проявление этажей эволюции сознания дарвиновских существ к попперовским существам. К мысленному выполнению тех или иных действий или перебору вариантов поведения в голове животного в самых разных экспериментах.
Следующий пункт Сеченовские программы. Нервные основы сознания прав человека. То, что за сознанием стоят отчетливые и исследуемые физиологические процессы. В сегодняшних науках о мозге это получило название нервных коррелятов сознания. Чтобы ввести это представление, я расскажу о острой клинической медицинской проблеме, которая сегодня связана с объективным изучением сознания. Вы знаете, наверное, что при ряде несчастных случаев, травм мозга, человек может впадать в кому. Иона может иметь разные проявления и разные последствия. Он может в этой коме находиться в так называемом минимальном сознательном состоянии, и тогда есть надежда что через некоторое время, недели или месяцы, он может вернуться к жизни и обрести сознание. Тело его продолжает существовать, поддерживаемое искусственным дыханием и на искусственных системах жизнеобеспечения. Или находиться, в так называемом вегетативном состоянии, когда он не проявляет никаких заметных признаков сознательных реакций, и прогноз очень неблагоприятен. В медицине существует острая проблема правильного диагноза того, может ли человек вернуться к жизни и обрести сознание или нет. Для этого клиницисты используют разные тесты, проявляя к пациентам в коме те или иные стимулы, обращаясь к ним словами, и смотря, могут ли они реагировать на них хоть каким-то минимальным образом: движением глаз, например, дрожанием рук. И тем не менее, опыт показывает, что по статистике около 40 процентов диагнозов, принимаемых таким образом, является ошибочным. Положительные диагнозы, обещающие возвращение пациента к сознанию, оказываются ложными и приходится через некоторое время отключать этого несчастного пациента от систем жизнеобеспечения. Еще более трагичными являются шаги в обратном направлении, когда человек который имел сознание но не мог его проявить, искусственно отключается от жизни и теряет связь, уходят в другой мир. Поэтому понять объективные критерии, есть ли у человека сознание, когда он не может его проявить, являются острейшей задачей. Несколько лет назад ученые из Кембриджа провели эксперимент, они работали с девушкой, которая возвращаясь назад с одной из вечеринок попала в автомобильную катастрофу и получила тяжелейшую травму головного мозга. И они провели с ней следующее исследование, используя современные методы томографии мозга. Функционально магнитной резонансной томографии. Они помещали ее в томограф, обращались к ней с теми или иными словами, а она находилась по диагнозам клиническим в вегетативном состоянии, то есть в состоянии, которое безнадежно и считается невозвратным. И связано с отсутствием сознания. Они просили ее в одном из исследований, сканируя активность ее мозга, представить себе, как она играет в теннис на теннисном корте. Было известно, что она увлекалась теннисом. И вот здесь показана активность избирательно возникающая в момент этого обращения к ней по сравнению с другими контрольными словами, в так называемой премоторной извилине, премоторной коре. Это область мозга, связанная с планированием целенаправленных действий у человека. Ровно такая же активация, хотя чуть-чуть больше, наблюдается у здоровых, бодрствующих испытуемых. Это средние значения у контрольных здоровых испытуемых, которых попросили представить, что они играют в теннис. Если человеку говорят похожие слова, но не «вы играете в теннис», а «человек играет в теннис», что не связано с обращением к собственному «я», то такой активации не происходит, потому что не происходит мысленного планирования действий. Это позволяет думать, что эта пациентка, несмотря на полное вегетативное состояние, понимала и была способна мыслить и представлять, имела контакт с внешним миром. В другой серии экспериментов с этой же пациенткой, для того, чтобы убедиться в результатах, исследователи просили ее представить себе, как она перемещается по разным комнатам собственного дома. Мы знаем, что такое планирование пространственного поведения опирается на ряд структур в мозге, коре головного мозга, гиппокампе, образующих сеть пространственной карты. Вот как выглядит эта карта, когда здоровых испытуемых просят представить перемещение по комнатам своего дома.
О чем говорят эти эксперименты? О том, что заглядывая сегодня в работу головного мозга мы получаем новыми методами изучения мозга человека доступ к субъективному опыту. Доступ к пониманию того, когда он присутствует, когда он не присутствует, как мозг работает, какие структуры мозга работают, в какой последовательности. Когда этот субъективный опыт возникает.
В сегодняшней литературе это получило название нервный коррелятор сознания. То есть, минимальных, критичных и необходимых для возникновения сознания процессов и структур головного мозга. И как вы видите по нескольким из последних статей эта тема активно обсуждается в нейронауках. Для изучения этих процессов совершенно не нужно каждый раз обращаться к клиническим случаям потери сознания, к пациентам с травмами головного мозга. Психологи разработали целый ряд приемов, в которых можно изучать работу мозга, обрабатывающего внешние сигналы, но в одном случае они доходят до сознания, а в другом случае не доходят. Простой способ, который вы можете проверить после лекции на себе, и существует масса психологических приемов это делать, если разделить наше поле зрения неким барьером, который позволяет левому и правому глазу видеть разные изображения, то в вашем сознании может находиться одномоментно только что-то, поступающее от одного глаза. Нейрофизиологические исследования при этом показывают, что информация в мозг поступает от обоих глаз, только существует конкуренция за процессор сознания между информацией, пришедшей от левого и правого глаза. Точно таким же образом действуют примитивные иллюзии. Вспомните иллюзию «кролик и утка», «старая дама и молодая девушка». Вы можете видеть поочередно только одно или другое. В вашем сознании существует восприятие только одного или другого.
Еще один пример таких приемов, это так называемые маскировки. Если человеку предъявляют какой-то сигнал по одному из органов чувств, звуковой либо зрительный, а вслед за ним с коротким интервалом предъявляют второй, то информация от первого сигнала поступает в нервную систему, но не осознается, потому что она блокируется следующим потоком, который называется маскировкой. Когда применяют такие приемы, то видят следующие процессы в головном мозге. Это активация мозга в тот момент, когда слово, предъявленное на экране испытуемому, осознается. А это в тот момент, когда оно процессируется, но не осознается. Вы видите, что процесс осознания связан с вовлечением большого количества структур мозга, не работающих в подсознательном процесинге этой информации. То же самое в отношении детектируемого и не детектируемого звука. Из этого слайда вы можете увидеть еще одну важную вещь, что различие в том, как мозг вспыхивает в момент сознания видны только на определенном этапе процессинга этой информации. Первые десятки или сотни миллисекунд одинаковым образом процессируются в нервной системе, не вызывая различие между этими двумя состояниями не только через определенное время, о котором я скажу позже. Наш мозг, осознавая происходящее, вспыхивает этой нервной активностью, сопутствующей сознанию. Поэтому вещь, которую Сеченов записал для себя, как важнейшее наблюдение для позитивного исследования механизмов психики сознания, что это процесс, протекающий в нервной системе имеет начало, продолжительность и конец. Мы исследуем не вещь, не результат, а именно нервный процесс является сегодня одним из основных принципов исследования сознания. Изучая это, мы, например, видим самыми разными методами, не обязательно функциональной магнитно-резонансной томографии, но и электроэнцефалографические или магнитноэнцефалографические как, например, здесь при регистрации вызванных потенциалов у испытуемых, в ответ на предъявление длительного стимула, маскируемое и не маскируемое, осознаваемое и не осознаваемое. Здесь показаны карты этой активности двумя методами. И как вы видите, на первых этапах 96-180 миллисекунд, активность мозга и областей, в которых она наблюдаются у испытуемых, осознающих и не осознающих практически не различается. Только начиная с 300 и больше всего к 400-500 миллисекундам момент осознания проявляет себя особым образом в активности головного мозга. Это очень важное заключение, которое видно на самых разных методах исследования. Здесь, например, вы видите другой метод, который оценивает внутримозговые локальные потенциалы и их частотные характеристики. Определенная активность в диапазоне гамма-волн от 20 до 70 герц возникает у людей при восприятии зрительного сигнала в определенных структурах мозга, связанных со зрением, сенсорными областями. И происходит это в районе 400 миллисекунд. Точно такие же вещи можно видеть и в активности отдельных нейронов. В редких случаях, когда испытуемым, это обычно пациенты, подготавливаемые к операции по поводу некурабельной эпилепсии, вживляются в мозг микроэлектроды, позволяющие регистрировать активность отдельных клеток. Испытуемому предъявлялось изображение зданий международного торгового центра, в Нью Йорке. И регистрировали активность нейронов нижневисочной коры. Вы видите, что ситуация только осознания, и только начиная с 166-132 миллисекунд наблюдаются первые активации нейронов, а у неосознаваемых наблюдается небольшая активность нейронов височной коры, но несущественно превышающая порог.
Наш выдающийся психофизиолог и нейрофизиолог Алексей Михайлович Иваницкий в свое время обобщил некие исследования, в значительной степени его собственные исследования, предложив такую схему понимания, того, что происходит в момент осознания. Когда сенсорные сигналы поступают в первичные сенсорные области, такие как зрительная кора, они дальше начинают циркулировать по нервной системе, распространяясь по разным потокам тарзального и вентрального, из зрительной коры, например, в лобную кору. И постепенно через некоторое время они извлекают из памяти субъективный опыт. Для того, чтобы это произошло, они должны активировать нейроны в височной коре, в гиппокампе. Это занимает время, и через некоторое время эта информация, которая уже обогащена содержанием, извлекаемым из памяти, поступает вновь в те же структуры, которые были исходными приемниками этой информации. Это то, что получило название «круга ощущений» у Иваницкого в других моделях сознания к этому тоже приходят, и это называется повторный код. Этот процесс циклической активности, называемый реверберацией, имеет определенные частоты, и эти частоты обычно в гамма-диапазоне считаются одним из нервных коррелятов сознания. Когда происходит эта реверберация, она происходит с задержкой в несколько сот миллисекунд, тогда мы наблюдаем моменты осознания.
Действительно ли, выявленные таким образом нервные процессы, нервные корреляты сознания, являются причинами для выяснения тех или иных фундаментальных вопросов? Не является ли это просто сопутствующим процессом, который не имеет ничего общего? Мы можем проверить это, задав критический вопрос. А если мы будем регистрировать активность таких клеток, или таких процессов и выводить ее наружу, можем ли мы таким образом реконструировать содержание мыслей человека, или попробовать с помощью активности этих нейронов, как с помощью мысли, то есть, того субъективного, как говорил Декарт, управлять движением пальца или управлять внешними устройствами?
Такие исследования были развернуты в последние 10 лет в разных областях нейрофизиологии, нейронах у животных, у человека. Я проиллюстрирую это двумя примерами. Это модель исследования этой обезьянки, которая жила в лаборатории известного американского нейрофизиолога Мигеля Николелиса в Duke University. Вот эта шапочка показывает, как из коры головного мозга с пучком микроэлектродов, имплантируемых туда, регистрировалась активность нейронов моторной коры в тот момент, когда обезьянка пыталась с помощью рычага получить для себя подкрепление: орехи или апельсиновый сок. Через некоторое время, следя за активностью нейронов планирующих это действие, работающих в момент намерения получить это движением рычага, ученые, перекодировав эти сигналы, начали запускать ими внешнее устройство, которое позволяет приблизить подкрепление – кусочек пищи или шприц с соком к обезьяне таким образом, что когда она двигает рычаг, то одновременно подвигает это устройство. Оказалось, что через некоторое время обезьяна бросила двигать рычаг рукой и просто, активируя эти нейроны, пододвигала мысленной командой это устройство.
Такие эксперименты повторялись в разных лабораториях за последние 10 лет много раз. Вы можете видеть одну из таких работ, опубликованную другой группой американских исследователей, Эндрю Шварцем и соавторами. Это робот – техническая рука, а это обезьянка, которая через активность своих нейронов (здесь микроэлектроды, которые позволяют регистрировать их), подтягивает, она управляет этой рукой. Исследователи специально дают пищу в разных местах, чтобы это не было простым механическим движением, чтобы она использовала все степени свободы этой руки. Она управляет координированными движениями. Уронила, расстроилась. Сейчас еще ей нужно отодвинуть руку, сжать ее. Она вытягивает естественно язык и рот, чтоб поближе приблизиться. Она активностью своих нервных клеток, которые являются мыслью и желанием напрямую через внешний интерфейс управляет внешним устройством. Точно то же самое, сгибаниями пальцев через мысли человека, только мысли представлены физиологическими сигналами, существуют в различных компьютерных интерфейсах, разрабатываемых для человека, например для пациентов, с ампутированными конечностями, или с нарушениями мышечных контролей внешними устройствами. Для этого разрабатываются специальные имплантируемые электроды, которые позволяют снимать сигналы с поверхности коры более глубоко и существовать в мозге пациентов в течение длительного времени. Несколько лет назад американская федерация FDI одобрила первые из таких коммерческих устройств, которые имплантируются в пациентов с параличом. И вы видите операциональные схемы устройств работают. Мысли являются материальными сигналами для операций человеческим окружающим миром.
Кстати, что важно, в экспериментах на обезьянах Николелис несколько лет назад обратил внимание на такую поразительную вещь, которая сейчас исследуется. Что по мере того, как обезьяна участвует в этом эксперименте, управляя мыслью через свои нейроны внешним устройством, например роботом-рукой, она постепенно начинает включать эту руку- робота в схему собственного тела. У нее появляется представительство этой руки в коре головного мозга, она начинает относиться к ней как к своему собственному органу.
Какие заключения мы можем сделать, из этих исследований? Первое, это удивительное прозрение французского антрополога и палеонтолога де Шардена. В своей книге «Феномен человека», написанной еще в середине 20 века, обсуждая эволюцию мозга и эволюцию анатомии мозга, эволюцию разума, он написал: «История жизни есть, по существу, развитие сознания, завуалированное морфологией».
И это действительно так. В этапах развития жизни, как мы понимаем, развитие мозга и сознания было одним из ведущих мотивов биологической генетической эволюции. Исследование работы генов в разных органах, особенно в мозге человека, показало, что более 80 процентов наших генов, составляющих наш геном работают для обеспечения работы мозга. Эволюция вкладывала огромные усилия для построения нервной системы и ее функций. Какие ее функции? Второй важный вывод, который мы должны сделать, что эти функции не были связаны с просто механическим контролем поведения, как предполагал Декарт в концепции животного, как автомата. Развитие сознания и разума с его элементами, мысленным перебором разных вариантов, оценкой тех или иных результатов действий, как они совершены, планированием и интеграцией информации, образующей целостность сцены окружающего мира, сопровождало эволюцию мозга на всех его этапах. Это был постепенный крутуальный процесс, и поэтому здесь может быть уместнее всего привести слова выдающегося американского физика Ричарда Фейнмана. В одной из своих лекций, обсуждая сложность физических законов и естественных законов, с одной стороны фундаментальных законов физики, а с другой стороны биологии и социологии, он сказал, что, продолжая в этом направлении, мы доходим до таких феноменов, как зло, красота, надежда. И какой из концов этого процесса ближе к Господу Богу, если можно использовать такую метафору, красота и надежда или фундаментальные законы? Я думаю, сказал Фейнман, что правильный способ думать об этом – это сказать, что мы должны посмотреть на всю структурную систему связей сил этого мира. И что все науки, даже не только науки, но и все интеллектуальные усилия человечества являются поиском того, чтобы увидеть эти связи в иерархиях. Для того чтобы соединить красоту с историей, для того чтобы соединить историю с психологией человека, для того чтобы соединить психологию человека с работой мозга, а мозг с нервными импульсами, нервные импульсы с химией. И т.д. вверх и вниз в обоих направлениях. Я не думаю, что какой-то из концов этой иерархии ближе к Богу. И вот в этом естественном движении человеческого познания, познания к фундаментальным вопросам того, что такое мир, что такое наше «я», мы находимся, как сказал один из физиков, пришедших в исследование механизмов сознания Кристоф Кох, работающий вместе с другим выдающимся физиком, пришедшим в биологию еще раньше Френсисом Криком. Как вы знаете, Крик был физиком по образованию, занялся проблемой структуры генетического кода и расшифровал это. Последние 25 лет посвятил другой проблеме, которую он считал важнейшей проблемой в науке о сознании. Работая в сотрудничестве, они сделали очень много, чтобы проблема естественных научных основ сознания стала сегодня репутабельной, а не скандальной проблемой на страницах научных журналов. И действительно сегодня в ведущих журналах «Сайнс», «Нейчерс», мы видим результаты исследования объективных механизмов сознания, которые я частично показывал на сегодняшних слайдах. И очень важно понять, что в истории человеческой науки мы живем в уникальный период, когда проблема сознания в течение веков, являвшаяся проблемой философии, как сказал другой выдающийся американский ученый Эдвард Уилсон, вся история Западной философии на протяжении трех с половиной веков представляет собой провалившиеся попытки объяснить разум. Это понятно, потому что философия обладает очень глубокими возможностями для постановки и обсуждения проблем, но нет того, что было произведено Западной цивилизацией, как экспериментальный метод. Проверки тех или иных решений, возвращаясь и отбрасывая неправильные решения. Так вот мы сегодня входим в тот уникальный период истории, когда эта проблема, поддерживаемая философией на протяжении веков, переходит в область исследования психологии, в область исследования нейронаук, в область исследования биологии и в область исследования теории информатики и математики, которые строят представление о том, как используя выражение Ивана Петровича Павлова, материя мозга производит субъективные явления. Спасибо большое.
Вопрос. Можно высказать свою гипотезу? Мозг – это сложное в простом. Вы о сложном разговаривали, у меня сложилось мнение, что это такой суперпроцессор, согласитесь?
Анохин. Нет не соглашусь. Одна из вещей, которая очень остановила развитие науки о мозге и когнитивных процессах, было то что на протяжении последних 50 лет мозг воспринимался как пример цифрового компьютера. На самом деле в мозге работают совершенно другие процессы. И обращение к идее цифрового компьютера, как чего-то, что мы должны найти в мозге абсолютно не верна.
Вопрос. По крайней мере, то что вы показывали, все равно какая-то комбинаторика. С одной стороны суперкомпьютер, с другой стороны мозг – он охлаждает организм, как простой радиатор может работать. Охлаждение мозга идет 70% от общей площади организма. И у меня напросилась третья составляющая мозга. Я думаю, что это какая-то широкодиапазонная антенна.
Анохин. Нет не соглашусь. Вы знаете, я скажу вам другое. Бесполезно пытаться понять мозг, не зная, как он на самом деле устроен, как он работает. Представляя его черным ящиком. Мой ответ: давайте мы будем изучать то, как работает мозг на самом деле, как это устроено в реальности, не пользуясь аналогиями из других технических устройств.
Вопрос. Из ваших рассуждений было видно, что мозг реагирует на внешние раздражители каким-то индукционным эффектом. Не говорит ли это о том, что он работает, как аналоговая машина? Почему? То есть, есть какая-то база данных всей эволюции, которая заложена в мозге и он сравнивает, как ему поступать, что он видит, какой объект, в каком свете и т.д. И тут же второй вопрос. Есть разночтения, если это аналоговая машина. Шахматист, допустим, играет с той же машиной, там вариантов может быть 1020 и больше. Время не позволяет им с такой скоростью обсчитывать эти варианты. У нас был в институте человек в свое время, который просчитывал большие числа, 26 порядков. Он брал логарифмы и прочее. Как в этом случае мозг работает? Ведь нет у него опыта в расчете. Причем довольно различные действия математические производил. Ваши соображения по этому поводу?
Анохин. Ваш вопрос состоит из двух частей. Мне кажется, что первая и вторая часть находятся в противоречии. Вторая часть опровергает первую. Мозг – не аналоговая машина. Сложнейшая проблема, которая стоит перед нейрофизиологами выглядит следующим образом. В мозге человека около 70 миллиардов клеток, каждая клетка имеет около 10 тысяч контактов. Это сотни триллионов связей и огромное количество степеней свободы. И тем не менее мы знаем, что в считанные миллисекунды это гиперастрономическое количество степеней свободы редуцируется до конкретного четкого определенного сознательного состояния. Никакие из современных вычислительных машин или машин будущего, перебирающих разные базы данных не способны к такому. Он работает по-другому.
Вопрос. У меня возник вопрос насчет механической руки. Она потеряла руку и какие-то, видимо, нейроконтакты у нее в голове обновились, чтобы она могла использовать эту руку. А могла бы она использовать руку, на которой бы было, например, дополнительное сочленение? Еще один локоть, шесть пальцев или вообще две руки, или щупальце какое-нибудь?
Анохин. Это совершенно не важно. В вашем вопросе было два компонента. Первое, она действительно учится этому. И после ее обучения, когда она долго оперирует этим протезом, у нее происходит перестройка связей и включение этой искусственной руки в схему тела. А на самом деле, эти интерфейсы, которые основаны на регистрации прямо от нейронов, осуществляющих мысли и действие, в отличие от других интерфейсов, которые разрабатываются для человека и более щадящие, с электроэнцефалограммой, они практически не требуют обучения. Она думает, что она хочет, и рука это делает. Ей не надо ничему учиться в отличие от электроэнцефалограммы, где нужно определенную активность в определенных областях у человека сочетать с тем, что можно такое движение сделать. Это моментальный процесс, он не требует дополнительного обучения с самого начала. Вторая часть вопроса. Она может перегонять шары по экрану компьютера, может включать те или иные устройства, которые являются педалями, мысленно. То есть, очень большой репертуар. И человек может играть через такой интерфейс нейроновый в компьютерный пинг-понг точно также, как сгибать руку механического протеза. Если будет шестой палец, этого никто не пробовал, но вероятно да.
Вопрос. Все равно два полушария мозга управляют двумя руками. Если я, например, хочу, чтобы у меня были четыре отдельные руки, то мне кажется, что мозг не сможет просто использовать их в достаточной мере. Не хватит мощности мозга. У него же два канала, два полушария – две руки.
Анохин. Да.
Вопрос. Насколько понятно из вашей лекции, то разум и сознание являются синонимами. В таком случае вероятно следует тогда выделять невербальное и вербальное сознание. И какую роль играет в формировании невербального и вербального сознания аппарат эмоций и связанные с ними субъективные переживания, которые мы фактически называем эмоциями?
Анохин. У меня даже имелся слайд, что такое сознание и разные его определения, но я решил, что для настоящей аудитории будет неправильно погружаться в глубокую терминологическую дискуссию. Кроме того в английское, англоязычной и российской терминологии нет полного соответствия, потому что понятие сознания и разума в английской литературе часто используется взаимозаменяемо. Когда говорят mind – это с одной стороны разум, а с другой стороны, когда говорят об этом, то решают проблемы отношения сознания и мозга, например. Это первое. Второе, несмотря на такие сложности, существуют определенные классификации уровней и форм сознания. О некоторых из них я сказал. Например, существуют этажи сознания. Первичное и вторичное сознание. Первое из них не связано с символическим мышлением и использованием языка, а второе связано и требует вербального сознания. Эмоции рассматриваются сегодня в литературе по сознанию, как часть субъективного опыта, то есть, тоже относящейся к низким уровням сознания.
Вопрос. Я бы хотел продолжить эту мысль, связанную с сознанием и эмоциями. Джозеф Ледо часто говорит, что именно эмоции являются модераторами психологических процессов, которые позволяют моментально, за короткие сроки сконфигурировать сознание, что оно принимает конкретное решение. Эмоциональное понимание сложившейся ситуации помогает выбрать тот вариант решения, который практически оптимизирует мозг. И когда говорили, что мозг не компьютерная машина, именно, мне кажется, что дело в эмоциях. Они являются модераторами скорости.
Анохин. Я с вами согласен. Более чем согласен. Мой дед, Петр Кузьмич Анохин пришел к Бехтереву, а потом от Бехтерева к Павлову с желанием понять то, как материальные процессы мозга приводят к возникновению сознания и разума. И вся его жизнь и исследовательская программа изучения мозга была направлена на это. В 40-е годы он написал статью, из-за которой чуть не был выгнан Павловым из лаборатории. Он написал статью в 26 году, которая называлась «Диалектический материализм и проблема психического». И он первым поставил в этой работе вопрос о том, что если сознание связано с мозгом, то оно должно было произойти по биологическим законам, то есть оно должно было иметь эволюционное начало и должны быть какие-то зачатки сознания. Павлову это очень не понравилось, что он привязал условные рефлексы к диалектическому материализму, и состоялся не приятный разговор. Но тем не менее по поводу эмоций. Петр Кузьмич Анохин считал, что первыми проблесками субъективного были именно ощущения, которые возникали как эмоции, как интегральная оценка того, является ли та или иная ситуация или воздействие на организм полезным или вредным для него. Он приводил такой пример, что если в кожу втыкается иголка, то вы конечно можете пробовать оценить глубину погружения, степень повреждающего эффекта по тем или иным рецепторам, но ощущение боли, являющееся интегральным от всего этого, собирает в фокусе все эти сенсорные компоненты и вместе с биологической значимостью позволяют организму быстро отреагировать на это. Поэтому это направление сейчас очень активно развивается. Обсуждается, когда первые такие ощущения, типа эмоций появились в эволюции, обсуждается вопрос, насколько присутствуют эмоции у рыб. Серьезные исследования одной из лабораторий в Кембридже посвящены этому. И я могу еще только отослать к работам Юрия Осиповича Александрова, у которого есть единая концепция сознания и эмоций, рассматривающих это как два аспекта одного и того же, только более дифференцированных в сторону сознания или менее дифференцированных, относящихся к более древним биологическим оценкам в сторону эмоций.
Вопрос. Когда вы показывали существа, пациентку, которая лежала в коме, там всегда явно или неявно фигурировало понятие памяти. Вопрос очень простой, а может быть, очень сложный. Что же все-таки такое память у человека?
Анохин. Очень многие исследователи, и те, кто задумываются над проблемой сознания, связывают это напрямую со свойствами памяти, например, Анри Бергсон в своей книге «Материя и память», говорил о том, что память, особенно память субъективная о том, что сопровождало наш личный опыт и является неким выражением процесса сознания. Шредингер, который кроме физики жизни в своей знаменитой лекции «Что такое жизнь с точки зрения физики» прочитал еще другую лекцию, которая называлась «Mind and Matter» выдвигает в ней такую гипотезу, что сознание связано с обучением живой субстанции. Эти вещи тесно связаны. Действительно, один из методов определить сознание у пациентов в вегетативном состоянии – это определить способны ли они поддерживать в памяти какие-нибудь события. Если у вас нет МРТ или еще каких-то приспособлений, чтобы получить картинки активности мозга, как я это показывал, то эти же исследователи из Кембриджского университета вместе со своими коллегами из Аргентины использовали другой простой метод. Он заключается в павловских условных рефлексах. Если условный сигнал и безусловное подкрепление сочетаются во времени, накладываются друг на друга, то установить такую временную связь по Павлову способны и пациенты в вегетативном состоянии, и люди под наркозом, не имеющие сознания, и большое количество примитивных нервных систем, таких как нервная система улитки. Оказывается, что стоит только сделать задержку в 500 миллисекунд между условным сигналом и безусловным подкреплением, то мозг способен это сделать только находясь в сознании. Это говорит о том, о чем сейчас говорят многие исследователи памяти, что рабочая память, поддержание некоей информации в фокусе внимания и донесение ее до следующего этапа – это одна из функций сознания. Поэтому сознание и память связаны с этим кругом. Возвращаясь к вопросу об эмоциях один из французских авторов середины 19 века говорил об этом. Это очень яркая иллюстрация этого тезиса. «Я готов пережить сколь угодно сильное болевое ощущение невыносимое, если оно будет продолжаться меньше, чем доли секунды, потому что за это время я его не успею осознать».
Вопрос. Скажите, пожалуйста, изучается ли современной наукой такая тема, как осознанные сновидения. А точнее, как осознать себя во сне и управлять собственными снами?
Анохин. Да изучается. В меньшей степени, чем это заслуживает, потому что здесь объективной науке не хватает тестов и методов, но в исследованиях работы мозга во сне активно изучаются процессы во время сновидений, ясно что они сопровождаются сознательными состояниями. Это другие сознательные состояния без выхода на моторные программы, на действия. И целые программы и конференции посвящены этому вопросу. Можно посмотреть эту литературу в интернете.
Вопрос. Вы лихо разделались с Декартом. Хотелось бы его немного защитить. Во-первых, Декарт воевал с религией, вы об этом ничего не сказали, но почему-то о Боге стали вспоминать. Тут вам надо определиться, либо есть, либо нет. Дальше. Предположим есть медицинский факт, что у людей, где-то 1 из 1000 мозга нет. При вскрытии обнаруживается что или почти нет мозга, или большие повреждения и т.д. Получается, что же мыслит? Дальше, ревматологи, и я с ними общался лично, большинство считают, что у человека есть душа. Просто когда люди находятся между жизнью и смертью, потому оживают и начинают говорить. Но рассмотрим вопрос с другой стороны. Предположим вопрос об утюге. Как разделить утюг, датчик и исполнительное устройство? Сделать это даже мне, человеку опытному, для сложного утюга практически невозможно. И получилось, что вы рассказали лекцию и ни одного факта, что вы правы и неправ Декарт, вы не сказали. Это объясняется как с вашей точки зрения, так и с точки дуализма. Тут надо быть аккуратнее. Вы высказали гипотезу, но пока не обосновали.
Анохин. Ни один из ваших тезисов не имеет связи с реальностью. Вы можете посмотреть в интернете биографию Декарта. Я очень много читал, я увлекался Декартом. Вы можете посмотреть его отношение с религией. Для выдающихся людей отношение с религией – это сложная вещь, особенно в религиозном обществе. Поэтому вы отчасти правы в том, что у него могло быть внутреннее противостояние неким религиозным вещам, но то что вы откроете собрание сочинений Декарта и будете читать про бессмертную душу, которая не имеет отношения к телу, которая связана с Божественным происхождением, у меня есть эти тексты, я могу их открыть и в компьютере. Второе, что есть люди, которые рождаются и живут без мозга – это просто не так. Такого не существует. Я понимаю, что вы не специалист, но надо иметь некую ответственность в таких высказываниях. То же самое в отношении дуализма. Да, это сложная система знаний, которыми мы обладаем сегодня, которая позволяет сказать, что дуалистическая гипотеза соответствует фактам в существенно меньшем проценте случаев, чем монистическая гипотеза. Я пытался представить вам некоторые из этих фактов. Если я вас не убедил, то это вопрос свободы выбора.
Те, кто хотел бы сегодня придерживаться идей дуализма и вообще религиозного разделения души и тела, так как происходило религиозное разделение человека и животных во времена Дарвина, должны обязательно прийти на лекцию академика Деревянко, который будет здесь в следующий раз и послушать его рассказ. Я думаю, что он будет касаться этого. О генетическом происхождении человека, его выхода из Африки, его связи с другими вымершими видами: неандертальцами и денисовцами, выяснение этого через геном. Так вот чтение генома, которое позволило нам видеть непрерывность развития человеческого тела имеет прямую аналогию с чтением работы мозга животных и человека, которые показывают, что эти процессы, которые мы видим у себя: мышление, целеполагание, фантазии, сновидения, являются непрерывными и не разделяют животных автоматов от человека с бессмертной душой. Речь идет о науке и о божественной душе.
Вопрос. Существует ли обратная связь компьютер-человек?
Анохин. В каком смысле? Существует, но я пытаюсь понять, что вы имели в виду?
Вопрос. Если сказать грубо, то ведутся ли разработки загрузки информации с компьютера в человеческий мозг, например?
Анохин. И да, и нет. Вопрос не совсем проходит по плоскостям современных исследований. Я вам приведу два примера. Первый. Существует достаточно много исследований, которые показывают, что с помощью локальных стимуляций тех или иных нейронов мозга некими программными средствами, можно имплантировать или управлять определенными идеями и действиями. Это раз. Вторая вещь, что можно в часть мозга (это попытки) имплантировать электронный чип, который заменит вам существенную часть вашего мозга, например, область, которая связана с памятью. То есть позволит вам заменить электронной памятью естественную. Это надежда. В реальном виде это выглядит таким образом. Несколько лет назад, достаточно давно, американское оборонное агентство начало проект с известным нейрофизиологом Тедом Бергером смысл которого заключался в следующем, что они брали структуру мозга гиппокамп, которая отвечает за формирование воспоминаний и пытались делать. Она очень хорошо структурирована и получает входы изо всех областей коры и перерабатывает их через сеть из нескольких нейронных переключений и отдает назад в кору. Если удалить эту область, то человек теряет память. Это происходит, например, при тех или иных кровоизлияниях, инсультах, это актуальная проблема. Они пробовали сделать следующую вещь: моделировать ситуацию подачи этих сигналов, регистрируя их в реальных биологических моделях у кошек, у крыс на вход гиппокампа, регистрируя что есть на выходе, а потом создавая чип, который будет перекодировать это таким же образом. Потом сделали реально чип и сейчас идут эксперименты в которых они имплантировали его в мозг крысы. То есть. Как бы делая короткое замыкание, разрушая гиппокамп, вместо этого вставляя этот чип, который принимает сигналы и будет передавать. Потом собираются это сделать в мозге обезьяны, и следующая надежда этого большого проекта, что это будут нейропротезы такого рода, электронные устройства, заменяющие содержание памяти человека в поврежденном мозге. Если вы еще сделаете шаг в фантазии и представите себе, что вы загрузите в это устройство другую информацию, а не ту, которую получал и перерабатывал мозг, то вы можете иметь таким образом новую информацию поступающую в мозг через это устройство.