Кора головного мозга и сознание
Кора головного мозга — характерная для мозга млекопитающих складчатая внешняя оболочка — начала развиваться, вероятно, у рептилий более 300 млн лет назад, в каменноугольном периоде (карбоне). То были времена бескрайних топких джунглей, мир все еще объединялся в суперконтинент Пангею, кислорода в воздухе содержалось больше, чем сегодня, и от этого насекомые вырастали до гигантских размеров, несмотря на невысокую эффективность их дыхательных систем. С тех времен в окаменелостях сохранились двухметровые многоножки и полуметровые стрекозы. Период называется каменноугольным, поскольку после увядания пышных джунглей весь огромный объем биомассы превратился в угольные пласты.
Ранний каменноугольный мир, скорее всего, кишел беспозвоночными и амфибиями — единственными на тот момент животными, которые приспособились к жизни на суше. Амфибии эволюционировали в рептилий к концу каменноугольного периода, когда климат стал менее влажным. У них появился водонепроницаемый чешуйчатый покров, а у яиц рептилий — чтобы можно было откладывать их вдали от воды — твердая скорлупа.
Также у них развилась часть мозга, которую называют Wulst (гиперпаллиум конечного мозга): это вырост его наиболее фронтальной части, именуемой передним мозгом. Wulst у рептилий выполняет главным образом сенсорную функцию. Он содержит специфическим образом организованную карту зрительного пространства и карту осязательных рецепторов на коже — наподобие сенсорных карт в тектуме, о которых я писал в предыдущей главе. Wulst — что-то вроде тектума 2.0, радикальная эволюционная инновация; это как айфон в сравнении со старым дисковым телефоном.
Рептилии незаслуженно “прославились” своей глупостью. “Рептильный мозг” в расхожем представлении — это древнее ядро, таящееся за разумными частями. Но на самом деле у этих животных уже есть зачатки того, что станет корой головного мозга у человека. В них и правда есть искра интеллекта. Многие виды рептилий умеют решать сложные задачи и вступать в сложные социальные взаимодействия.
Вскоре после своего появления в позднем карбоне рептилии разделились на две основные группы. Синапсиды — так называемые звероподобные — вначале несильно отличались от представителей другой группы, зауропсид. У синапсид была немного иной структура черепа, которая обеспечивала более надежную опору мышцам челюсти. Проще говоря, у них лучше получалось питаться, а это давало им энергетическое преимущество. Самый известный из ранних синапсид — диметродон пермского периода. Это доисторическое создание, фигурка которого есть в наборе динозавров каждого ребенка: посадка низкая, как у крокодила, на спине большой ребристый парус. Но это не динозавр. Это звероподобная рептилия, которая ближе к нам, чем к тираннозавру. Вероятно, она была выше и меньше стелилась пузом по земле, чем может показаться при взгляде на убогие пластиковые игрушки.
Шло время — сотни миллионов лет, звероподобные рептилии постепенно превращались в современных млекопитающих, а Wulst разрастался в многослойную оболочку из нейронов над остальным мозгом. У многих млекопитающих кора — это гладкое наружное покрытие мозга. Но у некоторых видов кора так разрослась и площадь ее поверхности настолько увеличилась, что ей пришлось собраться в складки — кора стала напоминать утрамбованный в черепе ком ткани. Разглаженная, она размером и толщиной походила бы на большое махровое полотенце.
Другие связанные с корой структуры в мозге также разрослись: особенно это касается крупного, напоминающего авокадо по форме участка в основании мозга, который называется “таламус”. Название ему подходит: thalamus на латыни значит “ложе” или “основание” (изначально — “спальня” по-гречески). С таламусом соединяется каждая область коры, и почти вся поступающая в нее информация сначала проходит как раз через таламус, отчего его прозвали вратами в кору. Ведя речь об этой специализированной сети, для точности следовало бы пользоваться неуклюжим техническим термином “таламо-кортикальная система”, но для простоты я ограничусь сокращенным “кора”.
Пока у звероподобных рептилий в течение 300 млн лет развивалась сложная кора головного мозга, их незвероподобные собратья (зауропсиды) нашли другой путь к повышению интеллекта. Этот путь вел от животных, которые называются архозаврами, к динозаврам и, наконец, современным птицам. Архозавры были крупными хищными рептилиями с низкой посадкой и чуть более крупным мозгом, нежели у их непосредственных предшественников. Крокодилы — современные архозавры — одни из умнейших и поведенчески сложно организованных рептилий. Об их интеллекте наглядно свидетельствуют примеры того, как они искусно подстерегают добычу, делятся едой, воспитывают детенышей.
Примерно к 230 млн лет назад, в триасовом периоде, архозавры образовали специфическую подгруппу причудливых созданий, которых эволюция заставила бегать на удлиненных задних ногах. К удивлению тех, у кого в голове живут образы гигантских четвероногих динозавров, ископаемые находки показали, что все динозавры произошли от единого предка, который ходил на двух ногах и, возможно, иногда касался земли передними конечностями. В ходе дальнейшей эволюции некоторые травоядные виды вновь опустились на четвереньки, а хищные динозавры остались прямоходящими.
Всем знаком стереотип, что мозг динозавра размером с орех. Это самая что ни на есть клевета. Внутренние слепки ископаемых черепов кое-что сообщают о размере и структуре его мозга. У самых крупных динозавров и мозг был соответствующих массы и размера. К примеру, у тираннозавра этот орган мог по размеру соперничать с человеческим, хотя в нем, скорее всего, было намного меньше нейронов и связей между ними. Мозг динозавров, видимо, был устроен примерно как у крокодилов, включая Wulst — ту самую протокору. Они не были глупыми. Особенно тероподы, двуногие хищные динозавры, — на тот момент они, пожалуй, были умнейшими животными на планете. Их обращенные вперед глаза давали стереоскопическую глубину зрения: вероятно, для лучшей обработки потока входящей информации у них разрослась зрительная часть области Wulst.
Птицы, как известно каждому современному школьнику, произошли от динозавров. Но этот популярный научный факт — упрощение более тонкой и странной правды. Птичий полет возник и постепенно развился, видимо, в юрском периоде, между 200 и 145 млн лет назад. Пожалуй, не имеет смысла указывать конкретную точку во времени и говорить: “Вот тогда-то и появились птицы”. Нечеткость грани между динозаврами и птицами особенно заметна при рассматривании найденного в китайской провинции Ляонин великолепно сохранившегося в вулканическом пепле ископаемого пернатого динозавра. Сейчас складывается представление, что птицы и есть динозавры-тероподы. Живи вы в мезозойскую эру, вам бы никогда и в голову не пришло выделять птиц как отдельную категорию. Мир был полон пернатых динозавров: крупных и мелких, зубастых и клювастых, прогуливающихся на двух ногах или пролетающих над вашей головой. Если бы мимо вас пробежала современная курица или рядом вспорхнул воробей, вы бы подумали: “Смотри-ка, еще один вид динозавров-теропод”. Но вы бы никогда не сказали: “Глядите, динозавры породили новый класс животных!” Так же как сегодня никто бы не сказал, что летучие мыши произошли от млекопитающих. Летучие мыши и есть млекопитающие, которые приспособились к полету. А птицы, получается, и есть летучие динозавры, дожившие до наших дней. И нейробиологи весьма активно их изучают.
Wulst у птиц значительно расширен по сравнению с аналогичным органом рептилий. За сотни миллионов лет, в течение которых ветвь млекопитающих колдовала над своим мозгом, выращивая из рептильного Wulst тонко проработанную кору, ветвь динозавров/птиц тоже не дремала, находя свои способы расширить и улучшить ту же самую, изначальную структуру мозга.
И хотя выражение “птичьи мозги” все еще звучит оскорбительно, птицы — тоже умные существа. У некоторых видов есть сложноорганизованная социальная жизнь, некоторые — искусные охотники, некоторым присуща блестящая память на места хранения еды. В особенности славятся своим умом вороны. Они могут гнуть из проволоки крючья, чтобы подцепить немножко пищи. Сюжет знаменитой басни Эзопа о вороне, которая бросала камни в кувшин, пока уровень воды не поднялся так, что она смогла достать плавающий там кусочек еды, — не выдумка. Вороны и вправду справляются с этой задачей.
Похоже, что своим феноменальным умом птицы обязаны разросшемуся переднему мозгу. Вряд ли интеллект вымерших динозавров шел хоть в какое-то сравнение с нынешним птичьим: современные вороны представляют собой недавнее достижение эволюции, но у всей линии рептилии/динозавры/птицы прослеживаются одни и те же базовые мозговые структуры.
Далее я сфокусирую внимание в основном на коре головного мозга млекопитающих, поскольку мы намного больше о ней знаем и поскольку млекопитающие — единственные животные, которые на сегодняшний день могут словесно засвидетельствовать наличие сознания (это мы, люди). Но неплохо бы иметь в виду, что другие виды животных — птицы, крокодилы — располагают сходными мозговыми системами, благодаря которым возникает сложное и разнообразное поведение.
Теперь, когда я сжато описал эволюцию коры головного мозга, я объясню, почему считаю, что сознание основывается именно на этой структуре. Для этого мне нужно будет привести некоторые подробности обработки информации в коре. Это не просто увеличенный процессор вроде тектума из мозга лягушки, прилепленный поверх меньших, более ранних моделей. Это принципиально иной вид процессора — машина, предназначенная, чтобы просеивать огромные объемы информации и отбирать оттуда лишь небольшое ее количество. Оно, в свою очередь, проходит тщательную глубинную обработку и в конечном итоге направляет поведение. В силу этого непрерывного отсеивания кора предстает, в сущности, машиной внимания.
Кора головного мозга чем-то напоминает Национальную футбольную лигу (НФЛ). Команды в НФЛ проходят ряд матчей-соревнований, пока Супербоул не определит окончательного победителя. В коре информация фильтруется по иерархическим уровням, в постоянном соревновании по принципу “победитель получает всё”. Независимо от модальности информации — зрительной, слуховой, эмоциональной, интеллектуальной — архитектура коры создает соревновательные раунды на выбывание. Отбираемые со все возрастающей придирчивостью сигналы проходят более глубокую обработку и получают больше шансов повлиять на поведение. Наконец, некий комплекс информации побеждает в корковом Супербоуле, и (хотя бы на миг) вся обработка сосредоточивается на нем.
Такой способ обработки-на-выживание особенно хорошо изучен для зрения. На рис. 4.1 показана частичная схема зрительной системы, которую удалось построить благодаря многим десятилетиям исследований на приматах — как обезьянах, так и людях. Свет входит в глаз и образует картинку на сетчатке — светочувствительном слое ткани в глубине глаза. Нейроны сетчатки активируются и немедленно начинают соревнование местного уровня. Сигналы соперничают с соседями, более сильные подавляют более слабых. Особое преимущество получают те, что соответствуют резким зрительным контрастам.
Затем информация покидает глаз по зрительному нерву (кабелю из примерно 1,5 млн волокон) и попадает в таламус у основания мозга. Входящая зрительная информация направляется в определенную часть таламуса — выступ на его боку, который называется “латеральное коленчатое тело”. Там она снова процеживается сквозь соревновательное сито.
Пройдя латеральное коленчатое тело, информация отправляется по волокнам на первый уровень зрительной коры, в область затылочной доли мозга, которая называется первичной зрительной корой, или V1, где снова происходит вышеописанное соревнование нейронов.
Из V1 данные идут в хитросплетение высших зрительных областей — V2, V3, V4, MT, MST, TEO, TE и т.д. — в буквенный суп вместо названий. За последние полвека нейробиологи разметили зрительную кору во все более мелких подробностях, выделив десятки зон, в общей сложности покрывающих 60т.о. коры, в основном в затылочной, височной и теменной долях. В каждой из этих зон размером с почтовую марку фрагменты информации постоянно соревнуются — нейроны тормозят своих соседей.
Зрительные области коры в целом организованы так, что сложность повышается по мере того, как данные текут от низкоуровневых зон в задней части мозга к зонам высоких уровней ближе к передней. К примеру, нейроны в V1, внизу иерархии, раскладывают зримый мир на контуры и цветовые пятна. Там происходит простое, поверхностное, но подробное разбиение видимого мира. Напротив, нейроны в TE, зоне намного выше в иерархии, чувствительны к сложным зрительным образам, таким как лица и руки. Они обрабатывают информацию о сущности объектов, а не о подробностях. И тем не менее данные текут не только вверх по иерархической лестнице. Сигналы могут идти обратно или вбок — в каких угодно направлениях по сети. Но и это еще не всё — вдобавок к сказанному выше кора также постоянно сообщается с глубинными структурами мозга, особенно с таламусом.
По мере того как информация течет по этой системе обработки, соревнование между сигналами все больше напоминает нечестный вариант НФЛ. Сильнейший входной сигнал побеждает не всегда. Другие источники могут обманом склонить чашу весов в свою пользу. Если посмотреть по сторонам, можно заметить самый яркий, самый быстрый объект, от которого исходит самый большой сигнал, но механизмы мозговой обработки необязательно берутся именно за него. Сигнал из лобной доли может быть перенаправлен обратно в зрительную кору, и фокус обработки сместится на менее очевидный стимул, который и победит в соревновании. Когда выигрывает самый перцептивно значимый стимул снаружи, это называется восходящим (bottom-up) вниманием; когда сигнал изнутри дает взятку судье и состязание становится неравным, это называется нисходящим (top-down) вниманием. Но на самом деле это два разных аспекта одного и того же процесса.
В описании этих корковых разборок участвовал нейробиолог Роберт Десимон, на редкость уместно назвавший их предвзятым соревнованием. Мне это видится одной из основных организационных истин о коре. Локальное торможение нейронами друг друга, из которого возникает соревнование, — главенствующий механизм в ее работе. Неслучайно эпилепсия — это заболевание коры. Эпилептический припадок происходит, когда отказывает локальное торможение. Сигналы, которые обычно сдерживают друг друга, внезапно начинают распространяться, и неконтролируемая активность захлестывает всю кору без разбору. Болезнь показывает, насколько важно торможение в коре и насколько катастрофичны последствия его сбоев.
Во второй главе я описал исполняемый в глазу краба незамысловатый трюк, который называется латеральным торможением — когда соседние нейроны подавляют друг друга. Результат латерального торможения — повышение резкости изображения. Яркие участки кажутся ярче, темные — темнее. Предвзятое соревнование — корковая версия латерального торможения, увеличенная в миллионы раз, раздутая от локальной конкуренции в глазу до бурного мира состязаний на выбывание в этой многоступенчатой иерархии.
Эта иерархия не ограничивается зрением. Просачиваясь сквозь взаимосвязанные сети областей мозга, информация зрительная сталкивается с другими ее видами. Осязание, слух, управление движениями, абстрактное мышление — обширные группы сигналов сходятся в нескольких областях, которые, возможно, занимают самое высокое положение в иерархии, играя роль общих интеграционных сетей в мозге. Эти области в основном располагаются в двух долях: теменной и лобной, и поэтому их не мудрствуя лукаво назвали теменно-лобными сетями. Дошедшая до них информация выиграла Супербоул. Она достигла того, что философ Дэниел Деннет назвал “славой в мозге”. Корковые механизмы раундов на выбывание отобрали из окружающего мира всего несколько предметов, которые теперь влияют на работу руководящих сетей коры и обладают большими шансами на то, чтобы организовать поведение и сохраниться в памяти. Но то, что находится в фокусе сейчас, может покинуть его через минуту. Соревнование не прекращается, и новые фрагменты информации пробиваются по нейронным сетям на высшие уровни обработки. Корковая система не знает покоя, в этом суть ее работы. Состязание никогда не приводит к устойчивым результатам.
Описанный безостановочный процесс отсеивания в коре — самый мощный механизм нашего внимания. Это наиболее изощренный инструмент, которым располагает мозг для понимания мира. Иногда меня спрашивают, почему я построил теорию сознания вокруг, казалось бы, такой узкой темы, как внимание. Внимание — не узкая тема. В нем сущность того, как кора головного мозга постигает мир.
Тектум — та примитивная структура мозга возрастом в полмиллиарда лет, которую я описывал в предыдущей главе, — главенствует в явном внимании. Он может поворачивать ваши глаза и уши подобно спутниковым тарелкам, чтобы собрать побольше информации о конкретной части мира. Но эволюция коры головного мозга открыла новую возможность обработки окружающей среды: скрытое внимание. Вы можете уделять внимание чему-то не находящемуся в центре поля зрения.
Я не имею в виду, что кора никак не связана с движениями глаз. Она играет большую роль в координации глаз и головы. Но корковое внимание не обязано устремляться туда, куда направлен взгляд. Вы можете нервно рассматривать свои шнурки, а корковое внимание при этом будет пригвождено к начальнику, который стоит перед вами. У вас может сильно и неприятно зачесаться поясница, которая завладеет всем вашим вниманием, пока вы с улыбкой смотрите прямо на друга, не слыша ни единого его слова. Вы можете пялиться на станицу книги, а внимание сосредоточится на каком-то воспоминании или мысли, которые ну никак не связаны с направлением взгляда.
Разница между явным и скрытым вниманием такова: явное вбирает объект органами чувств, скрытое — мощной моделирующей машинерией коры. Вы можете “направить” эту машинерию на что угодно — на конкретный предмет, находящийся перед вами, на что-то, располагающееся в стороне, или на нечто внутреннее — мысль, переживание.
Ученые иногда сравнивают скрытое внимание с прожектором. У него есть яркий сноп лучей в центре, направленный на один-два предмета, и размытая периферия, в зону которой могут попадать другие объекты. Из сотен предметов, окружающих вас в каждый конкретный момент, корковый прожектор освещает лишь немногие, а остальные остаются совсем без внимания, вы их даже не замечаете. Если представлять прожектор, который может озарять только реальное окружение, аналогия оказывается слегка натянутой: скрытое внимание в состоянии перемещаться по измерениям, никак не связанным с пространством. Можно смотреть на картину Мондриана и так сосредоточиться на цветах и оттенках, что совсем упустятся и не запомнятся формы, хотя цвета и формы были в одном и том же месте в пространстве. Такое внимание не очень похоже на прожектор. С учетом этих соображений аналогия с прожектором впала в немилость. Лично мне она нравится, но только если считать, что луч прожектора блуждает в пространстве абстрактных измерений, а не только в трех измерениях физического пространства.
Кора головного мозга создает внутренний прожектор, позволяющий нам исследовать безграничный многомерный ландшафт, на котором в фокус обработки информации могут попадать и конкретные предметы, и самые абстрактные идеи.
Глубоко обрабатывать информацию невозможно без смещения фокуса внимания. Если бы вам пришлось перелопачивать все доступные данные одновременно, вам понадобился бы мозг размером с планету. Эволюция нашла оптимальный способ, как при ограниченных мозговых мощностях обрабатывать мир с умом. Предложенное ею решение состоит в том, чтобы подвергать информацию настолько суровым состязательным испытаниям, что в каждый конкретный момент обрабатывалась бы лишь небольшая ее доля, а при этом в систему был бы встроен изощренный механизм, управляющий смещением и подстройкой фокуса обработки. Внимание — ключ, открывающий комплексное понимание мира.
Ученые, пишущие об эволюции сознания, подчеркивают постепенное увеличение сложности мозга. Интуитивно появляется соблазн считать, что от этого-то и возникает сознание. Согласно такой точке зрения, где-то в ходе эволюции нервная система стала настолько сложной, что перешла некий порог, пробудилась и обрела субъектность. Будь это так, вопрос сознания свелся бы к поиску порога, — но здесь мы ступаем на скользкую дорожку.
Мы можем начать с допущения, что рыбы — тупые автоматы, у которых сознания быть не может. Однако вскоре эксперт по рыбам рассеет наше заблуждение, описав неожиданное разнообразие их поведения, и мы окажемся готовы заключить, что они все-таки могут обладать сознанием. Пчелы — всего лишь насекомые с крошечными мозгами, но моделирующая сложность и у них такова, что иногда по уровню выполняемых задач они могут посоперничать с домашними собаками. Мой знакомый, который держит дома тарантула, утверждает, будто у этого животного настолько сложное поведение, такая яркая личность и темперамент, что оно явно обладает сознанием. Затем в дискуссию тихой сапой начнет проникать целый набор человеческих эмоциональных предубеждений. Раз тараканы осознают, может быть, не стоит их давить? А проведу-ка я (в целях собственного удобства) границу на шкале нервной сложности чуть повыше прежней и предположу, что теперь у тараканов сознания нет. И это оставит меня с некоторыми противоречиями, которые прокрадутся в силу простой человеческой иррациональности.
Недостатки подхода, опирающегося на сложность, заключаются в том, что чем дальше вы углубляетесь в тему, тем более ускользающей и произвольной становится граница этой сложности, тем сильнее она зависит от людских капризов. У одноклеточных животных есть свои собственные непростые методы обработки информации при помощи взаимодействующих химических сигналов. Если вы специалист по амебам и проводите жизнь, выслеживая их в микроскоп, то, видя всю сложность их поведения, вы, возможно, начнете отстаивать наличие сознания у амеб. У растений есть свои системы электрохимической передачи данных об окружающем мире — так, может быть, и растения обладают сознанием? Геном в ядре клетки вкупе со всей тяжелой химической артиллерией, управляющей генетическим кодом, — информационно насыщенная вычислительная система. Так не исключено, что у ядра клетки тоже есть собственное сознание?
Но мы пойдем еще дальше! Камни, вода, отдельные электроны наполнены информацией, колебанием состояний, чувствительны к своему окружению. Почему бы и им не обладать сознанием?
Начав с предположения, что сознание естественным образом возникает из сложной обработки информации, трудно не впасть в панпсихизм — убеждение, что всё во Вселенной в какой-то степени обладает сознанием. Заменяя сознание информацией и сложностью, которые можно найти буквально везде и во всем, мы оказываемся на нечеткой шкале, по которой можно скользить и вверх и вниз.
Я предполагаю, что сознание поддерживается корой головного мозга. Но не потому, что кора — самый сложный механизм в изученной Вселенной, хотя это так. Причина намного более конкретна.
Представьте себе, что вы смотрите на самый обычный предмет — скажем, яблоко. Оно лежит на столе перед вами, вам его хорошо видно. Зрительная информация о фрукте течет по вашей системе обработки данных от сетчатки в кору. Предположим, что сигналы от яблока побеждают в соревнованиях на выбывание. Взбираясь выше по корковой иерархии, информация о нем обрабатывается все глубже, а сигналы-конкуренты подавляются. И вот информация о яблоке добирается до центральных сетей в мозге — теменно-лобных. Десятки тысяч других возможных фрагментов информации в этот момент проиграли в соревновании. Звуки и видимые предметы вокруг вас, ощущение одежды на теле, воспоминания, мысли, эмоции — все это уступило сочному плоду. В данный конкретный момент времени корковая машина внимания захвачена зрительным образом яблока (и, возможно, нескольких других предметов), а информационные соперники обрабатываются лишь поверхностно, в гораздо более ограниченных областях вашей коры.
Следуя одной из основных теорий сознания — теории глобального рабочего пространства, — на этом можно ставить точку. У нас есть полный комплект данных об опыте сознательного переживания яблока. Я вернусь к этой теории позже, когда буду сравнивать теорию схемы внимания с другими подходами и выдвину предположение, что многие из основных теорий на самом деле не конкурируют, а глубоко связаны друг с другом. В этой главе я хочу коротко осветить теорию глобального рабочего пространства, потому что она дает удобное представление о процессах внимания в коре головного мозга.
Согласно этой теории, информация просачивается сквозь корковую систему. Внимание отбирает и усиливает ее, пока она не превысит определенный порог и не начнет воздействовать на обширные распределенные нейронные сети в коре. В данный момент информация победила на высшем уровне — в Супербоуле соревнований по вниманию в мозге. Войдя в то состояние, при котором она может влиять на распределенные сети, информация достигла глобального рабочего пространства. По этой теории, информация в глобальном рабочем пространстве и есть она же в сознании. Почему глобальному рабочему пространству приписывается свойство сознания — не объяснено. В известном смысле теория эта — описательная, но не объясняющая.
Чтобы показать неполноту теории глобального рабочего пространства, давайте спросим мозг (как он описан здесь) о том, что происходит в его мире в этот момент. В предыдущих главах, когда речь шла о бессловесных животных, я “пользовался” Речинатором-5000 — гипотетическим устройством, которое можно подключить к мозгу, и оно переведет информацию в речь. Здесь нам такое устройство не понадобится, но важно, чтобы мы действовали по той же логике. Речевые механизмы в человеческом мозге могут вербализовать информацию, содержащуюся в глобальном рабочем пространстве. На первый взгляд кажется очевидным, что речь определяется внутренней информацией, но тут легко ошибиться. Интуитивно нам представляется, что, когда люди говорят, они попросту выражают свои внутренние переживания. Но на самом деле речь — это вид выходного устройства для информации. Если в системе нет определенных данных, то и словами их выразить не получится.
Иными словами, если я спрошу: “Что это перед вами?”, вы сможете ответить: “Яблоко”.
Если же я буду докапываться до деталей, вам удастся выдать и их — цвет, текстуру, форму, расположение. Вся эта информация есть у вас в глобальном рабочем пространстве.
Но предположим, я поинтересуюсь: “Осознаете ли вы яблоко? Переживаете ли его субъективно?” Тут возникнет загвоздка. Рассказывая о корковом внимании, я так и не объяснил до сих пор, как/почему в глобальном рабочем пространстве или в любой другой части коры окажется информация о сознании. Там есть информация о яблоке, а значит, можно вербализовать зрительные детали, но на чем вы могли бы основать ответ на вопрос о сознательном опыте? Вы бы не поняли и самого понятия сознания.
Нам все еще не хватает важнейшей части объяснения, что же это такое. Как я сейчас поясню, необходимо сюда добавить схему внимания.
Выше я уже говорил, почему кора головного мозга в сущности является машиной внимания. Но во внимании нет смысла, если оно мечется куда попало или им полностью управляют внешние факторы — например, яркость или громкость стимулов. Ему нужна внутренняя система управления, а она не может работать без внутренней модели. Схема внимания и есть внутренняя модель: набор данных о самом процессе внимания.
Чтобы донести до вас важность схемы внимания, я воспользуюсь аналогией, которая вначале может показаться натянутой, но вскоре вы увидите, что она работает. Я вспоминаю яркую сцену из фильма “Бутч Кэссиди и Сандэнс Кид”. Кид (в исполнении Роберта Редфорда) претендует на роль помощника главаря банды. В качестве испытания ему нужно попасть в цель, стоя с пистолетом в руке неподвижно и прямо — это считается признаком хорошего стрелка. Однако Кид не может поразить цель и раздраженно спрашивает, нельзя ли ему пошевелиться. И тогда, в одно мгновение присев на колено и выхватив пистолет из кобуры, он делает два выстрела, каждый из которых оказывается точным. “Мне бы лучше в движении”, — небрежно замечает он.
Эта сцена — прекрасная иллюстрация инженерии управления. Лучше оставить большинство степеней свободы “свисать незакрепленными”, если это возможно. Не стоит пытаться отслеживать и контролировать всё. Вам не нужна модель во всех подробностях. Хороший управляющий механизм наблюдает, моделирует и ограничивает самое главное — в случае Сандэнса Кида это попадание пули в цель.
Другой классический пример инженерии управления — забивание гвоздя. После небольшой тренировки людям удается, размахнувшись молотком, стабильно попадать по его шляпке. Но как именно мы управляем молотком? Один из возможных подходов — отслеживать и контролировать все степени свободы. Плечо вращается, локоть распрямляется, запястье ударяет. Если оптимизировать каждое из этих движений и довести его до стойкого совершенства, возможно, вы станете блестящим забивальщиком. Но обычно, оказывается, поступают не так. Вместо этого мы сосредоточиваемся на головке молотка в момент удара по гвоздю. Мы следим лишь за этой степенью свободы, потому что только этот результат имеет значение. Если заснять на видео, как люди забивают гвозди, можно заметить, что плечи вращаются по-разному, локти колеблются, движение запястья каждый раз иное, — и тем не менее молоток умудряется снова и снова ударять по шляпке (по крайней мере, после того как вы натренируетесь как следует). Системе управления не нужно моделировать или напрямую ограничивать подробности движения, поскольку она может управлять главным результатом — в данном случае попаданием по гвоздю. Детали могут варьировать все то время, пока совокупно они приводят к нужному результату.
Стрельба Сандэнса Кида и тонкое искусство забивания гвоздей — очевидные примеры использования мозгом внутренних моделей. Мозгу нужно смоделировать суть, а не мелкие подробности. Иначе система управления даст сбой и не сможет выполнить задание — как Сандэнс Кид, которого заставили отслеживать и ограничивать слишком много несущественных деталей. Когда мозг управляет вниманием, направляя его сюда, удерживая его там, смещая медленно или быстро, расширяя или заостряя его, — какой внутренней моделью он пользуется? Какие аспекты внимания воссоздает эта модель?
В случае явного внимания, которое я описал в предыдущей главе, мозг может отслеживать его, наблюдая за определенными частями тела, — скажем, глазными яблоками, которые вращаются и направляются на различные предметы. Но в скрытом внимании не участвуют части тела. Когда скрытое внимание смещается с одного предмета на другой — с яблока на звук, а с него на воспоминание, — не происходит физического движения в пространстве. Но неуловимым образом меняется состояние миллиардов нейронов. На микроскопическом уровне скрытое внимание является тоже физическим процессом, но практичная схема внимания не станет моделировать подробности отдельных нейронов, тормозящих связей, раундов соревнований на выбывание, корковой иерархии или нейронных сетей, распределенных по теменной и лобной долям. Мозгу не нужно знать все мелкие внутренние механистические детали, описанные ранее в этой главе. Чтобы приносить пользу, схема внимания должна отображать нечто упрощенное, сводящееся к практической сущности скрытого внимания.
Вот, наконец, мы и дошли до центрального положения теории. Мы с коллегами предполагаем, что корковая схема внимания имеет определенный вид. Информация, содержащаяся в ней, дает карикатурный пересказ того, как высшие формы коркового внимания завладевают своими предметами. Нет простого физического движения глазного яблока, как в случае явного внимания. Этот карикатурный пересказ описывает сущность, у которой нет конкретного физического воплощения, но есть расположение — где-то внутри вас, там, где она может временно завладевать объектами (яблоками, звуками, мыслями и воспоминаниями), — и которая беспрестанно движется в поиске, захватывая одни объекты и бросая другие. Когда упомянутая эфирная ментальная сущность берется за что-то, она делает это что-то ясным, видимым, несомненно присутствующим для вас, — другими словами, превращает его в опыт, переживание. И от нее есть мощный эффект. Эта сущность позволяет вам понять объект, отозваться на него, поговорить о нем или запомнить его, чтобы иметь возможность действовать в связи с ним позже. Она дает полномочия реагировать.
Эта аморфная сила внутри вас — лишенный подробностей отчет о корковом внимании. Не низкоуровневом, вроде состязания зрительных сигналов в V1, а высшего его уровня, на котором предмет, например яблоко, может победить в корковом Супербоуле и повлиять на поведение.
Когда я спрашиваю: “Каково ваше мысленное отношение к этому яблоку?”, ваши механизмы вербализации могут обратиться к информации, доступной в ваших корковых сетях, — тем сведениям, что достигли глобального рабочего пространства. Я имею в виду не только зрительную информацию о яблоке, но и ту, что находится в схеме внимания и сообщает об аморфной силе внутри вас. Эти два комплекса информации связаны в единое целое, типа полного досье на яблоко в данный конкретный момент. Основываясь на обобщенных данных, вы можете сказать: “Глядя на это яблоко, я мысленно присваиваю, сознательно переживаю его красноту”.
Предположим, я спрошу: “Но что такое сознательное переживание? Каковы его характерные физические свойства?” Вам будет непросто ответить на подобные вопросы. Схема внимания, лишенная подробностей, не содержит никакого описания физических свойств внимания как такового.
Я продолжу вопрошать: “Можете ли вы поцарапать ваше сознательное переживание, чтобы измерить его твердость? Определить его вес? Нагреть и измерить его температуру сгорания? Какие физические измерения вообще можно с ним провести?” Вы, наверное, ответите: “У него нет никаких из перечисленных физических свойств. В каком-то смысле оно нефизическое, или метафизическое. Это просто мысленный опыт — способ моего разума что-то постичь. А вы не знаете, что такое сознание?”
Логически мозг не может сделать утверждение, если в нем не содержится информации, на которой это утверждение основано. Теория схемы внимания обращается к комплексу информации, на котором основано утверждение о субъективном опыте. Поскольку ваш мозг строит схематическую модель коркового внимания, вы знаете, что такое сознание, и считаете, что оно у вас есть. Вы можете отвечать на вопросы о нем, а читая про него книгу вроде этой, вы более-менее представляете себе, о каком свойстве идет речь. Без схемы внимания у вас не было бы информации, необходимой для любого из этих действий, и вы бы не имели понятия, что такое “сознание”.
По моему мнению, теория сознания как схемы внимания несет в себе некоторую неизбежность. Во-первых, мы знаем, что кора пользуется скрытым вниманием. Во-вторых, мы знаем, что ей нужно управлять этим вниманием. В-третьих, мы знаем, что мозгу необходима внутренняя модель внимания, чтобы им управлять. В-четвертых, мы знаем, что подробная, точная внутренняя модель в лучшем случае бесполезна, в худшем же — вредна для работы, поэтому внутренней модели внимания придется отказаться от механистических подробностей. Следовательно, и это в-пятых, схема внимания будет отображать личность как содержащую некую аморфную, нефизическую внутреннюю силу — способность знать, испытывать и реагировать: блуждающий мысленный фокус, суть скрытого внимания без мелких подробностей. Исходя из изначальных утверждений, получается, что, если бы вам нужно было построить исправно работающий мозг с мощным корковым скрытым вниманием, вы бы сконструировали машину, которая, пользуясь созданной в ней информацией, утверждала бы, что обладает нефизическим сознанием.
Эта корковая машина, конечно, не знала бы, что ее субъективный сознательный опыт — конструкт или упрощение. Она бы приняла нефизическую природу сознательного опыта за реальность, поскольку — простите за тавтологию — мозг знает лишь то, что он знает. Он заложник своей информации.
Поразмышляйте обо всех описанных в предыдущих трех главах аспектах функционирования мозга: самих по себе их недостаточно, чтобы объяснить сознание. Сложность — это еще не все. Самый сложный в мире мозг может не содержать информации, относящейся к сознанию. И явного внимания, управляемого тектумом лягушки, недостаточно. Лягушка может поворачивать голову в сторону мухи или хищника, но не иметь в мозге никакой информации о сознании. Но недостаточно и даже более изощренного коркового внимания. Когда информация о яблоке побеждает в корковом соревновании и достигает глобального рабочего пространства, само по себе это состояние не дает сцепления с сознанием. По-прежнему нет логических причин, почему такая машина должна что-то знать о сознании, или считать, что у нее оно есть, или делать о нем утверждения. Нужно еще кое-что. А именно — внутренняя модель, описывающая корковое внимание. Схема внимания выглядит как просто крошечное дополнение, но только с ней у системы есть необходимая информация, чтобы утверждать наличие субъективного опыта. Когда в картине появляется схема внимания, сознание наконец обретает смысл для корковой машины.
Все хотят знать, у каких животных есть сознание. Выше я рассказывал, что отдельные компоненты сознания, возможно, существовали уже полмиллиарда лет назад. На рис. 4.2 показано, как эти компоненты могли в ходе эволюции собираться воедино. Если теория схемы внимания верна, то сознание (в том виде, в котором мы, люди, его понимаем), вероятно, появилось уже давно — примерно 300 млн лет назад. Необходимые для него мозговые структуры начали возникать у рептилий, скорее всего, они есть у птиц и уж точно — у млекопитающих. Эти три группы могут различаться по сложности и разнообразию скрытого внимания и схем внимания, но у всех у них в том или ином виде может наличествовать то, что мы зовем сознанием.
Но я не закончил с эволюцией. Самая человеческая часть еще впереди. Мы не только строим богатые описательные модели самих себя, но и безотчетно приписываем сознание друг другу, создавая социальную экосистему. Мы видим сознание в других людях, домашних животных, игрушках, в обширном и невидимом мире богов и духов, которых проецируем в окружающее нас пространство. В следующей главе я обращусь к этому важнейшему социальному применению сознания, которое так масштабно расширилось у нашего вида.
