В наших головах в каждую секунду обрабатывается огромное количество информации. Что из этого мы осознаем, а что нет? Прежде чем мы обратимся к теориям сознания и их предсказаниям, давайте посмотрим, что мы можем узнать из экспериментов, начиная от традиционных низкотехнологичных или совсем топорных наблюдений до новейших исследований, проводившихся над мозгом.

Умножая в уме 32 на 17, вы осознанно, шаг за шагом, совершаете множество внутренних вычислительных операций. Но, предположим, я показываю вам портрет Альберта Эйнштейна и прошу назвать имя изображенного на нем человека. Как мы видели в главе 2, это тоже вычислительная задача: ваш мозг производит приближенное вычисление функции, которая любой информации о множестве разноцветных точек, полученной от ваших глаз, ставит в соответствие сигналы, управляющие движением мышц вашего рта и голосовых связок. Специалисты по информатике называют эту задачу “классификация изображений” с последующим “речевым синтезом”. Хотя в этом случае вычисление намного сложнее, чем простое перемножение чисел, вы справляетесь с ней гораздо быстрее, без видимых усилий и не осознавая последовательности действий, приводящих вас к успеху. Ваши субъективные переживания сводятся только к рассматриванию фотографии, опознанию лица и слуховому восприятию собственного голоса, когда он произносит: “Эйнштейн”.

Психологи давно уже знают, что вы можете бессознательно совершать величайшее многообразие всевозможных поступков и действий: моргать и дышать, хватать и подбирать, наконец, сохранять равновесие. Как правило, вы осознаете, что именно вы сделали, но не осознаете как. С другой стороны, поведение в незнакомой ситуации, требующей самоконтроля и следования сложным логическим правилам, абстрактных рассуждений или языкового манипулирования, имеет тенденцию быть осознанным. Это поведенческие корреляты сознания, и они тесно связаны с трудоемким, медленным и контролируемым способом мышления, который психологи называют “Системой 2”.

Известно также, что длительной практикой многие обыденные действия превращаются из сознательных в бессознательные: вспомним ходьбу, плавание, езду на велосипеде, вождение автомобиля, набор текста на компьютере, бритье, завязывание шнурков на ботинках, игры на компьютере или игру на фортепиано. Действительно, хорошо известно, что у настоящих специалистов своего дела лучше всего выходит то, что они умеют делать “на автомате”, следя за происходящим словно со стороны, и выполняют конкретные действия бессознательно, не привлекая контроль нижнего уровня. Например, попробуйте прочитать следующее предложение, осознанно проговаривая каждую букву, как вы делали, когда учились читать. Вы можете почувствовать, насколько медленнее пошло дело по сравнению с тем, когда вы просто воспринимали текст на уровне слов или идей?

Действительно, бессознательная обработка информации не только возможна, но представляется теперь скорее правилом, чем исключением. Данные свидетельствуют о том, что из примерно 10⁷ битов информации, которые каждую секунду наш мозг получает от органов чувств, мы можем осознавать только крошечную часть, не превосходящую, по разным оценкам, от 10 до 50 бит. То есть от той информации, что перерабатывает наш мозг, сознанию открыта разве что верхушка айсберга.

Все эти данные в совокупности привели некоторых исследователей к мысли, что сознательную обработку информации следует рассматривать вроде этакого генерального директора всего нашего ума, который контролирует принятие только самых важных решений, требующих сложного анализа данных всех органов чувств. Такой подход помогает объяснить, почему как раз в качестве директора компании он обычно не хочет отвлекаться на детали, находящиеся в ведении его подчиненных, но при желании он всегда может получить к ним доступ. Чтобы лучше понять, как работает эта избирательность внимания, посмотрите еще раз на слово “желании”, сосредоточив взгляд на букве “а” и, не перемещая глаз, перенесите внимание на весь слог “ла”, а затем и на слово целиком. Хотя информация, получаемая мозгом от вашей сетчатки, осталась той же, осознаваемые ощущения теперь иные. Метафора генерального директора также объясняет, почему при накоплении опыта растет роль бессознательного: измучившись при освоении техники чтения и печатания на клавиатуре, генеральный директор делегирует эти рутинные задачи бессознательным подчиненным, чтобы иметь возможность сосредоточить внимание на новых задачах более высокого уровня.

Остроумные эксперименты и их анализ привели к выводу, что сознание связано не только с определенными типами поведения, но и с некоторыми участками мозга. Кто в числе главных подозреваемых? Первые зацепки пришли из опыта лечения больных с локализованными повреждениями мозга, возникшими вследствие аварии на дороге, удара, опухоли или инфекции. Но они часто дают лишь предварительные сведения. Например, означает ли тот факт, что поражение задней доли коры головного мозга вызывает слепоту, участие этой доли в формировании визуального сознания, или она просто расположена на пути визуальной информации куда-то еще, где она впоследствии станет сознательной, и информация через нее только проходит, точно так же, как до этого проходила через глаз?

Хотя исследования ни повреждений головного мозга, ни последствий медицинского вмешательства не дают надежных указаний, в каком именно месте формируются осознанные ощущения, они сужают круг возможных вариантов. Например, я знаю, что, хотя я испытываю боль в руке, как будто она и в самом деле возникает именно там, ощущение боли должно зарождаться где-то в другом месте, потому что один раз хирург обезболил мою руку, ничего не делая с ней самой: он просто ввел анестетик мне в плечо поблизости от проводящего нерва, это называется проводниковой анестезией. Кроме того, некоторые люди с ампутированными конечностями испытывают фантомные боли в несуществующей конечности. Вот еще один пример: я однажды заметил, что, когда я закрываю левый глаз и смотрю только правым, часть поля зрения у меня пропадает – врач определил, что у меня отслоилась сетчатка, и прикрепил ее обратно. В отличие от меня, некоторые пациенты с определенными повреждениями головного мозга испытывают одностороннее пространственное игнорирование, из-за которого у них тоже пропадает половина поля зрения, но они даже не замечают, что что-то пропало, – например, они могут не видеть одной половины своей тарелки и съедать только половину лежащей на ней пищи. Получается так, будто половина мира исчезла из их сознания. Но можем ли мы утверждать, что поврежденные области мозга создают пространственные ощущения, или же они просто передают сознанию какую-то информацию о пространстве, как это делает сетчатка глаза?

Нейрохирург-новатор, живший в США и Канаде, Уайлдер Пенфилд, обнаружил в 1930-х годах, что его пациенты ощущают прикосновения к различным частям своего тела, когда он раздражает электричеством некоторые области их мозга, относящиеся к тому, что теперь называется соматосенсорной корой (рис. 8.3). Он также обнаружил, что его пациенты совершают непроизвольные движения различными частями тела, когда он стимулирует области мозга, относящиеся к тому, что теперь называется моторной корой. Но означает ли это, что информация, обрабатываемая в этих областях мозга, соответствует осознанию осязания и совершения движений?

Аудиовизуальные и соматосенсорные области коры головного мозга отвечают за зрение, слух, осязание и двигательные функции, но из этого еще не следует, что именно в этом месте происходит осознание увиденного, услышанного, ощупанного или произведенного движения. И в самом деле, последние исследования показывают, что в визуальной области коры головного мозга, как и в мозжечке или в стволе мозга, совершенно не происходит никакого осознания. Изображение предоставлено www.lachina.com

К счастью, современная технология дает нам теперь более надежные зацепки. Хотя мы все еще очень далеки от возможности измерить каждую искорку, пробежавшую по какому-нибудь из примерно 100 миллиардов ваших нейронов, технология чтения мозга развивается очень быстро, возникают все новые методы с пугающими названиями: fMRI, EEG, MEG, ECoG, ePhys, флуоресцентное зондирование напряжений. Функциональная магнитно-резонансная томография заключается в том, чтобы, следя за магнитными свойствами ядер водорода, делать 3D-карту мозга примерно каждую секунду с разрешением в один миллиметр. Электроэнцефалография и магнитоэнцефалография заключаются в измерении электростатического и магнитостатического полей вне головы, тысячу раз в секунду снимая карту мозга, но с невысоким разрешением, не позволяющим различать детали размером меньше нескольких сантиметров. Пугливому человеку особенно приятно, что все эти методы не инвазивные. Но если вы не против, чтобы вам вскрыли черепную коробку, у вас появляются дополнительные опции. Электрокортикография предполагает размещение, скажем, сотни проводков на поверхности вашего мозга, в то время как электрофизиология подразумевает внедрение микропроводов, иногда тоньше человеческого волоса, глубоко в мозг для записи электрического напряжения, измеряемого в нескольких тысячах точек одновременно. Многие больные эпилепсией вынуждены проводить в больнице по много дней, пока с помощью электрокортикографии выяснится, какая часть мозга вызывает судороги и должна быть удалена, и они любезно соглашаются, чтобы, пока суд да дело, неврологи проводили свои эксперименты, касающиеся сознания. Наконец, флуоресцентное зондирование напряжения состоит в том, чтобы генетическими манипуляциями над нейронами заставить их испускать вспышки света, когда по ним проходит сигнал, что позволяет следить за их активностью с помощью микроскопа. Из всех методов именно последний обеспечивает самый быстрый доступ к наибольшему количеству нейронов, по крайней мере для тех животных, у кого прозрачные мозги – например, для червя нематоды (Caenorhabditis elegans) с его 302 нейронами и личинок рыбки данио рерио (Danio rerio), у которой их около 100 000.

Хотя Фрэнсис Крик предупреждал Кристофа Коха об опасностях, связанных с изучением сознания, Кристоф отказался сдаваться, и время показало его правоту. В 1990 году они вместе написали основополагающую статью о том, что они называли “нейронными коррелятами сознания” (NCC), в которой они выясняют, какие конкретно процессы в мозгу соответствуют осознанным ощущениям. На протяжении тысячелетий мыслители могли следить за обработкой информации в мозгу только через посредство собственного субъективного опыта и поведения. Крик и Кох указывали, что новые методы исследования процессов внутри мозга внезапно предоставили независимый доступ к этой информации, позволяя ученым исследовать, как должна обрабатываться информация, чтобы возникали определенные осознанные ощущения. Что и говорить, теперь методы измерений, основанные на новых технологиях, превратили поиски нейронных коррелятов сознания в настоящий мейнстрим нейробиологии, и тысячи публикаций по этой теме поступают в самые престижные из научных журналов.

Какие выводы мы можем сделать? Чтобы получить вкус к детективному поиску нейронных коррелятов, давайте сначала выясним, обладает ли сознанием ваша сетчатка, или же она просто зомби-система, которая записывает визуальную информацию, обрабатывает ее и посылает вниз по течению куда-то еще в вашем мозгу, где и рождается субъективное переживание визуального. Вы можете указать, какой квадрат на левой половине рис. 8.4 темнее, а какой светлее – тот, что помечен буквой A, или тот, что помечен буквой B? Квадрат А, правда? А вот и нет, на самом деле оба квадрата одинаково светлые, в чем можно убедиться, рассматривая их через небольшие просветы между пальцами, закрывающими бóльшую часть картинки. Это доказывает, что сетчатка не может быть всецело ответственной за ваши визуальные ощущения, иначе оба квадрата выглядели бы одинаково.

А теперь посмотрите на правую половину рисунка. Что вы видите: профили двух женщин или вазу? Если вы всматриваетесь достаточно долго, в вашем сознании будет возникать то один образ, то другой, чередуясь примерно через равные интервалы времени, хотя информация, получаемая вашей сетчаткой, остается все это время одной и той же. Проводя измерения тех процессов, которые происходят в вашем мозгу, когда меняется ощущение, можно выяснить, откуда же берется различие, – и дело явно не в сетчатке, в которой ничего не меняется.

Смертельный удар гипотезе о сознательной сетчатке наносит метод, получивший название “непрерывного подавления мерцанием”, который был открыт Кристофом Кохом, Станисласом Деаном и их коллегами: как выяснилось, если одному вашему глазу показывать нечто сложно организованное и быстро меняющееся, то это будет отвлекать ваши системы визуального восприятия до такой степени, что неподвижное изображение, показываемое другому глазу, совершенно не сможет достичь вашего сознания. Иначе говоря, на вашей сетчатке может находиться изображение, которое не вызывает у вас никаких визуальных ощущений, и в то же время вы можете испытывать визуальные ощущения тогда (например, во сне), когда никакого изображения на вашей сетчатке нет. Это доказывает, что две ваши сетчатки не в большей степени способствуют возникновению у вас визуального сознания, чем видеокамера, хотя в них производятся сложнейшие вычисления с участием более ста миллионов нейронов.

Какая из клеток темнее – А или В? Что вы видите на правой половине рисунка – вазу, силуэты двух женщин или и то и другое по очереди? Иллюзии подобные этим доказывают, что зрительное осознание не может происходить в глазу или где-то в начале вашей зрительной системы, потому что увиденное зависит далеко не только от того, что было на картинке.

Исследователи нейронных коррелятов используют непрерывные подавления мерцанием, неустойчивые визуальные / слуховые иллюзии и другие трюки также и для того, чтобы определить, какие области мозга отвечают за каждое из ваших осознанных ощущений. Основная стратегия заключается в том, чтобы сравнить, что делают ваши нейроны в двух идентичных ситуациях, когда по существу всё (в том числе и сигналы от органов чувств) одно и то же, а осознанные ощущения различаются. Те участки головного мозга, которые в измерениях обнаруживают различное поведение, и определяются как нейронные корреляты сознания.

Такие исследования доказали и то, что никаких следов вашего сознания нет в кишечнике, несмотря на то что там располагается обширная нервная сеть с полумиллиардом нейронов, которые участвуют в вычислениях, как в регуляции переваривания пищи; все же ощущения, вроде чувства голода и тошноты, возникают в мозгу. Аналогичным образом нет никаких признаков сознания и в стволе головного мозга, нижней его части, которая подключается к спинному мозгу и управляет дыханием, сердечным ритмом и артериальным давлением. Самое поразительное, что ваше сознание не зависит, очевидно, и от вашего мозжечка (рис. 8.3), который содержит около двух третей всех нейронов: пациенты с поражениями мозжечка страдают от расстройства речи, а своими неуклюжими движениями они похожи на пьяных, но по-прежнему остаются в полном сознании.

Вопрос о том, какие же части мозга ответственны за возникновение сознания, остается открытым и служит поводом для непрекращающихся споров. Некоторые недавние исследования свидетельствует о том, что ваше сознание проживает главным образом в “горячей зоне”, с участием таламуса (примерно в середине вашего мозга) и задней части коры (внешнего слоя мозга, состоящего из скомканного шестислойного листа, который, будучи расправлен, сравнился бы по площади с большой обеденной скатертью). Из этого же исследования, как это ни удивительно, следует, что первичная зрительная кора в затылочной части головы отлична от всего, что тут еще есть, тем, что так же бессознательна, как глазные яблоки и сетчатки.

До сих пор мы искали экспериментальные подсказки, которые помогли бы нам распознать, какие типы обработки информации можно считать осознанными и где сознание возникает. Но когда оно возникает? Будучи ребенком, я был уверен, что мы осознаем события в тот же самый миг, как они происходят, абсолютно без какой-либо задержки во времени. И хотя часто мне так кажется и до сих пор, это явно субъективное чувство, которое не может быть правильным, поскольку моему мозгу требуется время, чтобы обработать ту информацию, которая поступает к нему от моих органов чувств. Исследователи нейронных коррелятов тщательно измеряли, сколько именно времени на это требуется, и окончательный итог, подведенный Кристофом Кохом, сводится к тому, что проходит около четверти секунды от момента, когда свет от какого-то сложного объекта проходит через глаз, до тех пор, пока вы осознанно его воспримете таким, каков он есть. Это означает, что если вы за рулем своего автомобиля едете по шоссе со скоростью в пятьдесят пять миль в час и вдруг видите белку в нескольких метрах перед машиной, то предпринимать что-нибудь уже слишком поздно: вы ее уже переехали!

Таким образом, ваше сознание живет в прошлом, оно отстает от внешнего мира, по оценке Кристофа Коха, примерно на четверть секунды. Любопытно, что вы часто можете среагировать быстрее, чем осознаете, что происходит, и это, между прочим, доказывает, что обработка информации, нужной для самых быстрых реакций, должна быть бессознательной. Например, если к вашему глазу приближается какой-то посторонний предмет, моргательный рефлекс опускает веко в течение всего лишь десятой доли секунды. Все происходит так, как будто одна из систем вашего мозга получает угрожающую информацию от зрительной системы, производит вычисление, показывающее, что вашему глазу грозит опасность получить удар, и сразу шлет мейл мышцам глаза с инструкцией совершить моргание, одновременно информируя другим мейлом часть мозга, заведующую сознанием: “Эй, мы будет моргать!”. К моменту получения этого мейла и включения его в ваш сознательный опыт, моргание уже завершилось.

Действительно, система, читающая все эти мейлы, постоянно подвергается бомбардировке сообщениями изо всех частей вашего тела, и некоторые из этих сообщений отстают больше, чем другие. Нервным сигналам от ваших пальцев требуется больше времени, чтобы добраться до мозга, чем нервным сигналам от лица, потому что расстояние от пальцев больше. На анализ изображений у вас уходит больше времени, чем на анализ звуков, потому что это сложнее: именно поэтому старт олимпийской гонке дается гонгом, а не вспышкой. И все же: если вы касаетесь пальцами своего носа, то осознанные ощущения прикосновения пальцев к носу и носа к пальцам возникнут одновременно, а если вы хлопаете в ладоши, то и вид смыкающихся ладоней, и звук хлопка, и ощущение шлепка на коже также родятся в вашем сознании в одно и то же мгновение. А это означает, что полного сознательного переживания вами события не произойдет до тех пор, пока самый последний мейл не прибудет на самой медленной из улиток и не будет проанализирован.

Знаменитая серия NCC-экспериментов, начало которой положил физиолог Бенджамин Либет, показала, что действия, которые можно выполнять бессознательно, не ограничиваются быстрыми реакциями вроде моргания или отбивания ракеткой шарика в пинг-понге, иногда сюда попадают и некоторые решения, принятие которых свидетельствует, можно подумать, о свободе воли – и тем не менее, измерение иногда скажет, какое решение принято, еще прежде, чем вы сами его осознаете.