"... что вы теряете при входе в глубокий сон без сновидений ... глубокую анестезию или кому ... что вы восстанавливаете после выхода из этих состояний. переживание единой сцены, состоящей из различных сенсорных реакций ... воспоминаний. .. расположений ... "Джералд Эдельман
Мы проводим большую часть жизни в бодрствующем состоянии, занимаясь сознательной деятельностью, и даже во время сна мы слышим «шепот сознания». В противном случае как бы мы могли пробудиться, реагируя на крик своего ребенка, или вскочить от ковша холодной воды, выплеснутого в лицо? Когда мы полностью приходим в сознание после глубокого сна, по всему мозгу отмечается массивное изменение электрической активности; быстрые, маленькие и несимметричные волны свойственной состоянию бодрствования ЭЭГ заменяют большие, медленные и правильные возвышения и впадины ЭЭГ глубокого сна. Вместе с тем мы, люди, начинаем испытывать богатое разнообразие сознательных переживаний: цвета и звуки, чувства и запахи, образы и мечты, богатое зрелище повседневной действительности. Поскольку эти сообщения сознательного опыта так хорошо синхронизированы с мозговой активностью, психологи заключают, что они отражают одну и ту же основную реальность — реальность бодрствующего сознания. Но что такое эта реальность!?
Макс Планк считал, что мы никогда не разгадаем эту тайну Вселенной, потому что мы сами — тайна....
Простыми словами: Сознание — это наша осведомленность о внешних и внутренних событиях
Сознание как научный конструкт
Сознание всегда казалось загадкой, не физической, а метафизической. На протяжении ХХ столетия сознание не рассматривалось как предмет для научного исследования. Хотя бихевиоризм умер, его наследство жило в нежелании ученых рассматривать субъективные явления, и сознание в частности, как объект научного исследования. Ситуация изменилась, когда Фрэнсис Крик обратил внимание на эту проблему.
После того как Фрэнсис Крик с Джеймсом Уотсоном в 1953 году открыли двойную спираль структуры ДНК, Крик продолжил работу и показал, каким образом генетическая информация закодирована в ДНК. Эти достижения подвели твердую эмпирическую базу под эволюционную теорию Дарвина и теорию наследственности Менделя, которой им недоставало. В середине семидесятых Крик переехал из Кембриджа (Англия), где в основном проходила его научная деятельность, в Солкский институт биологических, исследований (расположенный к северу от Сан-Диего, Калифорния), напоминающий собой крепость в форме куба, выходящую на Тихий океан.
Здесь Крик работал над вопросами биологии развития и происхождения жизни, но, в конце концов, обратил внимание на самое неуловимое явление жизни— сознание. В итоге, Фрэнсис Крик сделал сознание законным предметом науки.
В 1990 году Фрэнсис Крик вместе со своим молодым коллегой Кристофом Кохом, неврологом, родившимся в Германии, работающим в Калифорнийском технологическом институте, объявили на «Семинарах по неврологии», что пришло время сделать сознание предметом эмпирического исследования.
Они провозгласили, что нельзя надеяться достичь истинного понимания сознания или другого психологического феномена - разума, если относиться к мозгу как к непостижимому черному ящику, то есть к состоянию, внутренняя структура которого неизвестна. Только исследуя нейроны и взаимодействие между ними, ученые могут аккумулировать объективное знание, которое позволит создать научные модели сознания, аналогичные созданной модели наследственности на основе ДНК.
Таким образом, Крик и Кох разрушили миф о невозможности объяснить феномен сознания в терминах научного знания. Крик и Кох отвергли утверждение, что сознание не может быть научно определено и экспериментально изучено. Сознание, утверждали они, тождествено пониманию, и все формы понимания — как направленные на предметы окружающего мира, так и очень абстрактные, внутренние концепции — включают один и тот же лежащий в основе механизм, который соединяет избирательное внимание с кратковременной памятью.
Метафора прожектора
Во многих языках есть древняя идиома, описывающая сознание как нечто, направляющее свет на интересующие нас предметы, чтобы прояснить их понимание («Ах, я вижу!»). Образ луча света как метафора сознания использовал еще Платон. Метафора прожектора — наш современный способ выразить идею, что в центре сознания находится избирательное внимание.
Крик и Кох полагали, что за феномен единства сознания анатомически ответственны нейронные корреляты - особый набор нейронов, обладающих специфическими нейроанатомическими признаками, эти нейронные корреляты, по-видимому, требуют лишь небольшого числа нейронов, работающих подобно прожектору, направляющему луч избирательного внимания. По их мнению, первоначальная задача состоит в том, чтобы выяснить, где именно в мозгу располагается этот небольшой набор нейронов, активность которого лучше всего коррелирует с единством сознательного опыта, а затем выявить нейронные цепи в состав которых входят эти нейроны.
Но как обнаружить небольшую популяцию нейронов, которая может обеспечивать единство сознания? Каким критериям должны удовлетворять эти нейроны? В своей последней статье (которую Крик продолжал править по дороге в больницу за несколько часов до смерти 28 июля 2004 года) Крик и Кох выдвинули предположение, что участком, обеспечивающим единство нашего опыта, может быть так называемая ограда — прослойка мозговой ткани, расположенная под корой. Об ограде мало известно, не считая того, что она связана почти со всеми сенсорными и моторными участками коры, а также с миндалевидным телом, играющим важную роль в работе эмоций, и обменивается со всеми этими структурами информацией. Крик и Кох сравнили ограду с дирижером, управляющим оркестром. В самом деле, нейроанатомические связи ограды удовлетворяют требованиям, которые можно предъявить дирижеру: она способна связывать и координировать работу различных участков мозга, необходимых для единства сознательного опыта.
Ограда, или клауструм (лат. Claustrum) — тонкая (толщиной около 2 мм) нерегулярная пластинка, состоящая из серого вещества и расположенная под корой больших полушарий головного мозга в глубине белого вещества.
Идея, которой был так увлечен Крик в конце жизни (что ограда играет роль центра внимания — места, в котором различные компоненты восприятия связываются воедино), была последней из ряда выдвинутых им важных идей.
Известный ученый Джералд Эдельман, лауреат Нобелевской премии, в начале 2000 -х годов, заявил что ушел далеко вперед, решая проблему сознания.
Его карьера, как и карьера Крика, была очень успешной. Во время службы в армии в Париже Эдельман прочитал книгу, которая пробудила его интерес к белкам иммунной системы — антителам. Он решил, что по возвращении в США будет изучать природу антител. Исследования Эдельмана в начале 1960-х годов привели к фундаментальным открытиям в понимании химической структуры антител, открыв дверь для дальнейших исследований в области иммунологии. В 1972 году он стал одним из лауреатов Нобелевской премии за эту работу.
Однако все это было только прелюдией к великому проекту Эдельмана — созданию теории сознания.
Нейродарвинизм Эдельмана
В своей ранней теории сознания - нейродарвинизме Эдельман описывает мозг как дарвиновскую систему. Эдельман предложил биологическую теорию сознания, основанную на его исследованиях иммунной системы. Он ассоциировал свою теорию сознания с Теорией естественного отбора Дарвина, цитируя ключевые положения теории популяций Дарвина, которая постулирует, что индивидуальная адаптивная изменчивость внутри вида обеспечивает основу для естественного отбора, который в конечном итоге приводит к эволюции вида.
В процессе развития мозга одни группы нейронов получают преимущество над другими на основании позитивного личного опыта, который усиленно консолидируется в сети нейронных модулей различных отделов головного мозга. В итоге, формируется стабильная сеть отдаленных друг от друга популяций нейронов, ответственных за приобретенный позитивный опыт. Активность такой сети скоординирована пространственно‑временным образом. Прочная, постояннная сеть таких нейронных комплексов и есть местоположение механизмов сознания.
Формирование общей анатомии мозга контролируется генетическими факторами, но у любого человека связь между нейронами на синаптическом уровне и их организация в функциональные нейронные группы определяется соматическим отбором во время роста и развития. Этот процесс порождает огромное разнообразие нейронных схем. Как отпечаток пальца или радужная оболочка строго индивидуальны, также у двух людей не будет абсолютно одинаковых синаптических структур в любой сопоставимой области ткани мозга. Высокая степень функциональной пластичности нейронной сети и необычайная плотность их взаимосвязей позволяет нейронным группам самоорганизовываться во многие сложные и адаптируемые «модули». Они состоят из множества различных типов нейронов, которые обычно более тесно и плотно связаны друг с другом, чем с нейронами в других группах.
Таким образом, нейронный дарвинизм Эдельмана описывает формирование связей между нейронами, в которых одни группы в процессе развития получают преимущество над другими, на основании личного опыта. Группы состоят из отдельных популяций нейронов, зачастую весьма и весьма отдаленных друг от друга. Связи между ними формируются посредством пространственно-временной синхронизации их активности.
На сегодняшний день, наиболее популярная теория сознания – это Теория Глобального Рабочего Пространства (ГРП) Баарса, который создал всеобъемлющую теорию сознания
Теория глобального рабочего пространства началась с вопроса: «Каким образом последовательный, интегрированный и очень ограниченный поток сознания возникает из нервной системы, которая в основном бессознательна, распределена, параллельна и обладает огромными возможностями?»
Метафора театра — лучший способ понять теорию общего рабочего пространства Баарса
Метафора интеграции: театр в обществе разума
Метафора театра сравнивает сознательный опыт с ярко освещенной сценой в затемненном зале. Что бы ни происходило на сцене, это видно всем зрителям, а также директору, драматургу, художнику по костюмам и рабочим сцены. Эта метафора подчеркивает функцию гласности в ряду множества специализированных систем, составляющих аудиторию. События на сцене доступны всей аудитории.
"Сознание связано с общей «радиовещательной системой», которая распространяет информацию по всему мозгу. Если это верно, то пределы пропускной способности сознания могут быть ценой, заплаченной за способность ради координации и контроля делать отдельные мгновенные сообщения доступными всей системе. Поскольку в любой момент есть только одна «целая система», глобальное средство распространения должно быть ограничено содержанием одного мгновения. (Есть доказательства того, что длительность каждого «момента» сознания может быть равна примерно 100 мс, то есть одной десятой доли секунды. ) Баарс развивает эти идеи, используя семь детальных моделей архитектуры общего рабочего пространства, в которых множество бессознательных экспертов одновременно взаимодействуют через последовательное, осознаваемое и внутренне согласованное общее рабочее пространство (или его функциональный эквивалент)." Роберт Солсо "Когнитивная психология"
В теории общего рабочего пространства используются три теоретических конструкта: процессоры-эксперты, общее рабочее пространство и контексты.
Первый конструкт — специализированный не осознающий процессор, или «эксперт». Мы знаем о сотнях типов «экспертов», работающих в мозге. Это могут быть отдельные клетки типа корковых детекторов свойств (цвета, ориентации линии или лиц), а также целые сети и системы нейронов, такие как корковые колонны, функциональные зоны Брока и т. д. Подобно экспертам-людям, бессознательные процессоры-эксперты иногда могут быть весьма необъективны. Они чрезвычайно эффективны в решении задач из ограниченной области, способны действовать независимо или объединившись друг с другом. Работая совместно, они избавлены от узких ограничений пропускной способности сознания. Они могут получать общие сообщения, а, мобилизовав коалицию других экспертов, будут способны управлять перцептивным процессором, который перенесет умственный образ, фразу внутренней речи или даже перцептивное содержание в сознание. Для решения обычных задач они могут работать автономно, без участия сознания, или же демонстрировать результаты своей деятельности в общем рабочем пространстве. Ответ на вопрос: «Какова девичья фамилия вашей матери?» требует участия специфической для этой задачи коалиции бессознательных экспертов, которые сообщают свой ответ сознанию.
Второй конструкт — само общее рабочее пространство.
Общее рабочее пространство — архитектурная способность мозга к системной интеграции и распространению информации.
"Общее рабочее пространство очень похоже на подиум на научном собрании. Группы экспертов могут взаимодействовать вокруг стола переговоров, но, чтобы осуществить изменение, каждый эксперт должен выдержать соперничество с другими, возможно, поддерживаемыми коллегами экспертами, встать на подиум, откуда можно обратиться ко всем присутствующим. Новые связи между экспертами становятся возможными благодаря общим взаимодействиям через подиум, после чего они могут превратиться в новые локальные процессоры. Подиум позволяет новым экспертам образовывать коалиции, работать над новыми или трудными проблемами, которые не могут быть решены существующими экспертами и комитетами. Пробные, предварительные решения проблем могут впоследствии распространяться, тщательно исследоваться и изменяться. ....Так как на сознательный опыт, очевидно, значительно влияет восприятие, логично допустить, что перцептивные процессоры — визуальный, слуховой или мультимодальный — могут конкурировать за доступ к мозговой версии общего рабочего пространства, но при этом перцептивные входные системы могут, в свою очередь, управляться коалициями других экспертов.
Абстрактную архитектуру общего рабочего пространства в мозге можно представить множеством различных способов, и на данный момент мы не знаем, какие структуры мозга являются лучшими кандидатами на эту роль.
Контекст, третий конструкт в теории общего рабочего пространства — это силы, стоящие за сценой театра разума. Контексты являются коалициями процессоров-экспертов, выполняющих функции режиссера, драматурга и рабочих сцены театра сознания. Их можно функционально определить как структуры, которые ограничивают сознательное содержание, не будучи сами осознаваемыми, так же как драматург определяет слова и действия актеров на сцене, не будучи видимым. Концептуально контексты определены как заранее установленные коалиции экспертов, которые могут вызывать, формулировать и направлять общие сообщения, не попадая в общее рабочее пространство." Роберт Солсо
Все фото взяты с Яндекса в свободном доступе.
Спасибо за внимание!