КАК НЕЙРОНАУКА РЕШИЛА ПОЙМАТЬ СОЗНАНИЕ

Представьте, что вы решили найти музыку. Вы берёте скрипку, разбираете её на части, измеряете каждую деталь с микронной точностью, изучаете состав лака на деке. Вы узнаёте о скрипке всё. И в какой-то момент понимаете: музыки в этих данных нет. Ни в одной детали по отдельности, ни во всех вместе. Примерно в таком положении находится нейронаука последние полвека.

Она знает о мозге больше, чем когда-либо в истории. Она умеет смотреть, какие нейроны загораются, когда вы видите лицо любимого человека. Она может отследить, как волна возбуждения прокатывается по коре за миллисекунды до того, как вы осознаёте решение. Она разобрала мозг на части с такой тщательностью, что карты нейронных связей уже занимают терабайты. И при этом главный вопрос — как из всего этого возникает субъективное переживание, то самое ощущение, что вы вообще существуете и что-то чувствуете — остаётся без ответа. Это, возможно, самая захватывающая ситуация в истории человеческого знания.

Редукционизм — один из самых плодотворных принципов в истории науки. Суть его проста до банальности: если хочешь понять сложное явление, разложи его на части и изучи каждую. Именно так химия свела вещество к молекулам, молекулы — к атомам, атомы — к элементарным частицам. Именно так биология объяснила жизнь через биохимию клетки. Этот метод работал так хорошо и так долго, что к середине двадцатого века казалось естественным применить его к последней из великих загадок — к сознанию.

Логика была такая. Сознание явно связано с мозгом — это не вызывало сомнений уже давно. Повреждение определённых участков мозга меняет личность, память, восприятие. Значит, нужно найти, какие именно нейронные процессы соответствуют тем или иным состояниям сознания. Найти корреляты — и дело сделано. Понять механизм — значит объяснить явление.

Программа выглядела выполнимой. Франсис Крик — тот самый, один из первооткрывателей структуры ДНК — на склоне лет переключился именно на эту задачу. В 1994 году он опубликовал книгу «Удивительная гипотеза», где прямо написал: «Вы — не что иное, как совокупность нейронов». Это было сказано с намеренной провокативностью, но отражало общее настроение эпохи. Казалось, остались технические детали.

Крик работал вместе с молодым нейробиологом Кристофом Кохом, и вместе они ввели в широкий оборот термин, ставший центральным для целого направления исследований: нейронные корреляты сознания, или НКС. Идея такова: найти минимальный набор нейронных событий, которые необходимы и достаточны для того, чтобы возникло конкретное сознательное переживание.

Программа звучала элегантно. С неё начались десятилетия упорной работы. И именно она привела науку к вопросу, который Дэвид Чалмерс в 1995 году назвал «трудной проблемой сознания» — формулировке, которая изменила всю дискуссию.

Прежде чем говорить о том, чего найти не удалось, надо отдать должное тому, что удалось. А удалось немало. Нейронаука второй половины двадцатого века и начала двадцать первого собрала огромный массив данных о том, как мозговая активность соотносится с содержанием сознания. Появились методы, о которых первые нейробиологи не могли мечтать: функциональная магнитно-резонансная томография позволила смотреть на работающий мозг в реальном времени, электроэнцефалография с возрастающей точностью отслеживает ритмы электрической активности, оптогенетика позволяет включать и выключать отдельные нейроны с помощью света.

Выяснилось, что зрительное восприятие устроено поразительно сложно: мозг не просто регистрирует картинку, он активно конструирует её из разрозненных сигналов, достраивает то, чего нет, и игнорирует то, что есть. Слепое пятно на сетчатке — место, где нет фоторецепторов — мозг аккуратно закрашивает «из воображения», и мы никогда его не замечаем, пока специально не ищем.

Нашли гамма-ритмы — высокочастотные колебания нейронной активности около 40 герц, которые Крик и Кох связывали с процессами сознательного внимания. Нашли участки коры, которые специфически активируются при сознательном восприятии стимула, в отличие от восприятия бессознательного. Нашли «нейрональный коррелят» для лиц — так называемую «нейронную клетку Дженнифер Энистон», одиночный нейрон в гиппокампе, который реагировал на фотографию актрисы при полном молчании на другие стимулы. Это открытие 2005 года поразило исследователей: оказывается, в мозге могут существовать клетки, кодирующие конкретные концепции.

Параллельно развивались теории. Глобальное рабочее пространство — модель, предложенная Бернаром Баарсом и развитая Станиславом Деэном: сознательным становится та информация, которая «транслируется» через широкую сеть связей на весь мозг, доступна множеству специализированных модулей одновременно. Метафора проста: есть театральная сцена, есть прожектор, и только то, на что падает свет, становится сознательным. Теория хорошо объясняет многие экспериментальные данные и предсказывает эффекты, которые затем находят в опытах.

Появилась интегрированная информационная теория Джулио Тонони — более математически строгий подход, предлагающий измерять степень интегрированности информации в системе через специальный показатель, обозначенный греческой буквой фи. Чем больше фи, тем выше сознательность. Теория позволяет, в принципе, приписать некоторую степень сознания не только мозгу, но и любой достаточно интегрированной информационной системе — что немедленно порождает философские вопросы.

Всё это — реальные достижения. Серьёзная наука. И всё это — описание коррелятов. Описание того, что происходит в мозге, когда человек что-то переживает. Но не объяснение того, почему это переживание вообще есть.

В 1995 году австралийский философ Дэвид Чалмерс опубликовал статью «Перед лицом проблемы сознания» и провёл разграничение, которое немедленно стало знаменитым.

Есть «лёгкие проблемы» сознания — и это слово «лёгкие» означает лишь то, что у нас есть понятная стратегия их решения, а не то, что они просты. Как мозг обрабатывает информацию из окружающей среды? Как он интегрирует её из разных источников? Как управляет вниманием, сном, поведением? Всё это реальные научные задачи, и нейронаука с ними справляется — медленно, с трудом, но справляется.

А есть «трудная проблема». Почему вообще есть субъективное переживание? Почему физические процессы в нейронах сопровождаются каким-то внутренним опытом? Почему, когда вы смотрите на красный закат, для вас есть что-то, что значит видеть красный — а не просто обрабатывается информация о длине волны 700 нанометров?

Философы называют этот субъективный аспект квалиа — от латинского слова «качество». Боль — это квалиа. Вкус клубники — это квалиа. Ощущение тревоги — это квалиа. И квалиа принципиально ускользают от нейронного описания: сколько бы точно мы ни описали нейронные процессы, из этого описания никак не следует, что эти процессы что-то значат для того, у кого они происходят.

Чалмерс сформулировал это через мысленный эксперимент с «философскими зомби» — гипотетическими существами, физически идентичными людям, выполняющими все те же функции, но лишёнными внутреннего опыта. Звучит абстрактно, но суть острая: если такой зомби логически возможен — а Чалмерс утверждает, что да — то из физического описания мозга никогда нельзя будет вывести наличие сознания. Физика и сознание — разные уровни описания реальности.

Нейробиологи реагировали по-разному. Кто-то отмахивался: «Подождите, мы ещё не закончили, дайте нам время». Кто-то всерьёз воспринял вызов. Криштоф Кох — один из главных архитекторов программы поиска нейронных коррелятов — в 2019 году публично признал, что потратил значительную часть карьеры на работу, которая не решила трудную проблему. Он не сдался, он продолжает работать. Но признание показательное.

Редукционизм как метод победил в естественных науках потому, что там работает принцип, который можно назвать «объяснением через механизм». Мы объясняем, почему вода кипит, описывая движение молекул при определённой температуре. Молекулярное описание исчерпывает явление — когда мы его дали, вопрос «но почему вода всё-таки кипит?» уже не имеет смысла.

С сознанием этот принцип не работает. Сколько бы детальным ни было нейронное описание, вопрос «но почему это сопровождается субъективным переживанием?» не исчезает. Он остаётся с той же остротой.

Философ Томас Нагель в знаменитой статье 1974 года «Каково это — быть летучей мышью?» показал это с другой стороны. Летучая мышь воспринимает мир через эхолокацию — способность, принципиально отличающуюся от наших органов чувств. Мы можем изучить физиологию летучей мыши до атома. Но мы никогда не узнаем, каково это — изнутри — воспринимать мир таким образом. Субъективность принципиально недоступна снаружи.

Это логическая структура ситуации. Наука описывает мир от третьего лица — объективно, в терминах, доступных любому наблюдателю. Сознание существует от первого лица — субъективно, изнутри. И переход от одного к другому никакая редукция не обеспечивает.

Некоторые нейробиологи и философы предлагали выход через элиминативный материализм: может, квалиа вообще не существуют, это просто неточные народные понятия, которые наука в конце концов упразднит — так же как упразднила «флогистон» или «жизненную силу»? Пол Черчленд и Патриция Черчленд отстаивали эту позицию. Но большинство исследователей её не принимают: слишком очевидно, что субъективное переживание существует — оно единственное, в существовании чего мы уверены совершенно точно. Можно сомневаться в существовании внешнего мира, но сомневаться в том, что тебе сейчас больно или радостно, значительно сложнее.

Пока основная дискуссия шла на философско-теоретическом уровне, в нейронауке накапливались данные, которые делали картину ещё более странной.

Выяснилось, что большая часть обработки информации в мозге происходит бессознательно. Мозг принимает решения раньше, чем человек их осознаёт — знаменитые эксперименты Бенджамина Либета в восьмидесятых годах показали, что электрическая активность, связанная с произвольным движением, начинается примерно за полсекунды до того, как испытуемый сообщает о намерении двигаться. Это породило огромную дискуссию о свободе воли. Более поздние эксперименты команды Джона-Дилана Хейнса с помощью фМРТ показали: паттерны активности, предсказывающие решение, можно обнаружить за несколько секунд до осознанного намерения.

Что с этим делать — непонятно до сих пор. Одна интерпретация: свободы воли нет, осознание только регистрирует уже принятые решения. Другая: эксперименты измеряют что-то другое, не намерение, а нейронный шум, из которого в конце концов кристаллизуется решение. Третья: сама постановка вопроса неверна, и «свобода воли» — понятие, которое требует переосмысления, а не ликвидации.

Другое поразительное открытие пришло из исследований слепозрения. Пациенты с повреждениями зрительной коры сообщают, что ничего не видят — в части поля зрения у них полная субъективная слепота. Но если их просят угадать, где находится объект в слепой зоне, они угадывают значительно лучше случайного. Мозг обрабатывает зрительную информацию, но без сознательного доступа к ней. Восприятие и сознание — не одно и то же.

Похожая история с пациентами в вегетативном состоянии. Адриан Оуэн и его коллеги в 2006 году попросили пациентку, которая по всем внешним признакам находилась в вегетативной коме, мысленно представить, что она играет в теннис — и обнаружили с помощью фМРТ активацию именно тех зон мозга, которые активируются у здоровых людей при таком воображении. Она понимала. Она реагировала. Снаружи этого не было видно никак.

Это открытие изменило клиническую практику и поставило острейшие этические вопросы: сколько людей, которых мы считали полностью несознательными, на самом деле находятся внутри — в заточении, без возможности коммуникации?

Сейчас в области исследований сознания сосуществуют несколько принципиально разных стратегий.

Первая — продолжать редукционистскую программу, накапливать данные, строить более точные карты нейронных коррелятов, надеясь, что на каком-то уровне детализации объяснение явится само. Большинство нейробиологов работают именно так. Это честная позиция: наука движется вперёд через накопление данных, и преждевременно делать философские выводы из текущих пробелов.

Вторая — признать, что трудная проблема требует принципиально иного концептуального аппарата, и разрабатывать его. Сюда относится интегрированная информационная теория Тонони, теория орчестрированной объективной редукции Пенроуза-Хамерофа (утверждающая, что сознание связано с квантовыми процессами в микротрубочках нейронов — гипотеза спорная, но не бессмысленная), а также различные версии панпсихизма — взгляда, что информационный или опытный аспект реальности фундаментален и присутствует на всех уровнях, а не возникает внезапно из «неопытной» материи.

Панпсихизм сейчас переживает нечто вроде реабилитации в академической философии. Не в популярном смысле «всё живое», а в строгом техническом смысле: если сознание не выводимо из физических процессов, возможно, оно является базовым свойством реальности, как масса или заряд. Чалмерс и ряд других философов занимают именно эту позицию или близкие к ней.

Третья стратегия — пересмотреть саму постановку вопроса. Может быть, «сознание» — не вещь, которую надо найти в мозге, а процесс, принципиально распределённый между мозгом, телом и средой? Теория воплощённого познания, развиваемая Франческо Варелой, Эваном Томпсоном и другими, переносит акцент с нейронов на взаимодействие организма с миром. Это меняет не только теорию, но и методологию: вместо того чтобы сканировать изолированный мозг испытуемого, лежащего в томографе и смотрящего на экран, нужно изучать активного субъекта в живом контексте.

Вопрос кажется сугубо академическим, пока не начинаешь смотреть на его практические следствия.

Если сознание — просто продукт нейронных процессов и ничего более, то теоретически его можно воспроизвести в достаточно сложной вычислительной системе. Искусственный интеллект тогда — вопрос мощности и архитектуры, а не принципа. Это один сценарий будущего с очень конкретными следствиями для того, как мы относимся к машинам, к вопросам их прав, к вопросам об опасности.

Если сознание связано с фундаментальными свойствами физической реальности — это совсем другой сценарий. Тогда вопрос о создании «настоящего» искусственного сознания становится куда более сложным и, возможно, принципиально другим.

Клинически — открытия в области сознания уже меняют медицину. Новые методы оценки сознательности у пациентов с тяжёлыми поражениями мозга позволяют находить тех, кто сохраняет внутренний опыт при полной внешней неподвижности. Это меняет диагностику, прогноз и этику лечения. Разрабатываются интерфейсы мозг-компьютер, позволяющие таким пациентам коммуницировать.

Исследования изменённых состояний сознания переживают ренессанс. Психоделические вещества — псилоцибин, ЛСД — возвращаются в лабораторию как инструменты изучения сознания и как потенциальные терапевтические средства. Эксперименты Робина Кархарт-Харриса и его коллег показывают, что они радикально меняют паттерны нейронной активности и связность мозга, снижая активность так называемой сети пассивного режима — структуры, связанной с нарративным «я», с самоотнесением, с внутренним монологом. При этом субъективный опыт часто описывается как растворение границ «я» и усиление ощущения связности с чем-то большим. Что именно происходит с сознанием в этих состояниях — один из самых горячих вопросов современной нейронауки.

Наконец, трудная проблема сознания имеет значение для каждого из нас в самом прямом смысле. Потому что ответ на неё — если он когда-нибудь будет найден — определит, что такое «я». Является ли субъективность фундаментальной или производной. Есть ли что-то, что продолжается, или нет ничего, кроме паттернов нейронной активности, которые начались и закончатся.

Продолжение следует.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Источник: ai-news.ru