Текст книги "Лестница жизни. Десять величайших изобретений эволюции"

Автор книги: Ник Лейн

сообщить о нарушении

Текущая страница: 22 (всего у книги 27 страниц)

Как осколки картины собираются вместе? Этот вопрос в современной нейробиологии остается одним из самых интересных, и на него пока не удалось получить подробного ответа, который удовлетворил бы всех исследователей. Однако в общих чертах он ясен: нейроны посылают сигналы синхронно, и сигналы, поступающие одновременно, сводятся воедино. Все дело в точном согласовании во времени. Еще в конце 80-х годов Вольф Зингер и его коллеги из Института исследований мозга им. Макса Планка во Франкфурте-на-Майне сообщили об открытии ранее неизвестной разновидности мозговых волн, которые можно отслеживать на электроэнцефалограммах и которые впоследствии были названы гамма-ритмом[80]80
  Этот ритм задается колебаниями электрической активности нейронов: если достаточно много нейронов возбуждается синхронно, их активность может регистрироваться на ЭЭГ. Когда нейрон возбуждается, снаружи в него стремительно поступают ионы натрия, и его мембрана деполяризуется, то есть электрическое напряжение на ней ослабевает. Если нейроны возбуждаются неупорядоченно, на ЭЭГ сложно что-либо отследить, но если деполяризация и последующая реполяризация множества нейронов в мозге происходят ритмично, на ЭЭГ наблюдаются мозговые волны. Ритм с частотой около 40 Гц означает, что многие нейроны возбуждаются синхронно, примерно каждые 25 миллисекунд.


[Закрыть]. Исследователи установили, что большие группы нейронов работают синхронно, следуя общему ритму, и посылают импульсы примерно каждые 25 миллисекунд, то есть, в среднем, примерно 40 раз в секунду, или с частотой в 40 герц (Гц). (На самом деле частота таких импульсов варьирует в пределах диапазона от 30 до 70 Гц, и это важно, но мы вернемся к этому позже.)

Такие синхронизованные наборы сигналов и искал в то время Фрэнсис Крик. Добившись снискавших ему новую славу успехов в расшифровке генетического кода, Крик решил обратиться к проблеме сознания, обрушив на нее всю мощь своего интеллекта. Вместе с Кристофом Кохом он занимался поисками наборов сигналов, которые могли бы коррелировать с самим сознанием. Крик назвал такие сигналы нейронными коррелятами сознания.

Крик и Кох прекрасно знали, что значительная часть обработки зрительной информации осуществляется бессознательно. Это делает вопрос о природе сознания «все страньше и страньше». Вся информация от органов чувств поступаете мозг в форме нервных импульсов, но некоторые разновидности этих импульсов воспринимаются сознанием, так что мы узнаем, например, цвета или лица, в то время как другие разновидности (все те, что осуществляют обработку информации о линиях, контрастности, расстояниях и так далее) сознания не достигают. В чем же разница между ними?

Крик и Кох рассудили, что это невозможно узнать, не зная, какие разновидности нейронов связаны с сознательным восприятием, а какие нет. Им хотелось найти некую особую группу нейронов, которые начинают испускать сигналы в тот самый момент, когда испытуемый осознает что-либо (например, что он видит собаку), и незамедлительно выключались бы, когда его внимание переключается на что-то другое. Крик и Кох предположили, что сигналы нейронов, порождающие сознательное восприятие, должны чем-то отличаться от сигналов других нейронов. Нейронные корреляты сознания, поисками которых занялись эти исследователи, стали для нейронауки чем-то вроде Святого Грааля. Ритм сигналов, посылаемых с частотой около 40 Гц, привлек внимание Крика и Коха, потому что он мог указывать (и действительно указывает) на принцип, который мог лежать в основе искомой разницы. Нейроны, посылающие сигналы одновременно, в любой момент связаны друг с другом, даже если их разделяет большое расстояние. Все сигналы, идущие параллельно по разным цепям, могут успешно совмещаться на выходе благодаря их синхронности. В итоге сознание может обладать единством, меняясь со временем, как музыка множества инструментов оркестра, разные мелодические линии которой в любой момент связаны общей гармонией. Как сказал о музыке Томас С. Элиот, «пока она длится, вы сами – музыка».

Эта идея заманчива, но если подумать, она не так проста, как кажется. Принципиальная проблема состоит в том, что связывание информации должно происходить на множестве уровней, отнюдь не только в зрительной системе. Судя по всему, другие аспекты сознания работают точно так же. Возьмем, например, память. Нейрохимик Стивен Роуз в своей прекрасной книге «Устройство памяти» удивлялся, в какое недоумение его приводило то, что воспоминания рассеиваются, как дым, по всему мозгу: кажется, что они не «размещаются» ни в одном конкретном месте. Впоследствии он выяснил, что так происходит оттого, что они разбиваются на составляющие – точно так же, как зрительная информация. Например, проводя эксперименты с недавно вылупившимися цыплятами, пытавшимися клевать разноцветные бусины, Роуз убедился, что цыплята быстро обучались не пытаться клевать бусины определенного цвета, если они всегда были покрыты горьким веществом, но что память о горьких бусинах хранилась по частям: о цвете – в одном месте, о форме – в другом, о размерах – в третьем, о вкусе – в четвертом, и так далее. Для формирования связных воспоминаний все эти элементы требуется вновь соединить, как бы повторно испытывая запоминаемые ощущения. И действительно, недавние исследования показывают, что повторное совмещение составляющих памяти осуществляется за счет запуска сигналов того самого ансамбля нейронов, который реагировал на само запоминаемое ощущение.

Невролог Антонью Дамазью пошел еще дальше, вписав наше «я» в еще больший набор нейронных карт. Дамазью строго (некоторые считают, что слишком строго) различает эмоции и чувства. Эмоциями он называет ощущения преимущественно телесные: нервную дрожь, учащенное сердцебиение, потеющие ладони, широко раскрытые глаза, расширенные зрачки, искривленные губы и так далее. Все это бессознательные поведенческие реакции, во многом нам неподконтрольные и даже не всегда доступные нашему воображению – по крайней мере, для тех из нас, кто ведет спокойную жизнь современного горожанина. За те годы, что я занимался скалолазанием, было два или три случая, когда меня охватывал животный страх – пробирающая до костей эмоциональная реакция, приводившая меня в состояние глубокого шока. Я чувствовал запах собственного страха лишь однажды, но никогда его не забуду: очень неприятное ощущение. Дамазью считает, что все эмоции, даже более умеренные, имеют физическую, телесную природу. Но тело и психика не отделены друг от друга, а неразрывно связаны. Обо всех эмоциональных реакциях тела обратно в мозг поступают сигналы, так что малейшие изменения состояния тела непрерывно картируются в мозге одно за другим, орган за органом, система за системой. Значительная часть этого картирования происходит в древних отделах мозга, в том числе в мозговом стволе и среднем мозге, в нервных центрах, слабо изменившихся в ходе эволюции у всех позвоночных. Из результатов такого картирования и состоят чувства – психические отображения телесных эмоций. Как из таких нейронных карт (то есть, по сути, информации) возникает субъективное ощущение чувства – спорный вопрос, к которому мы вскоре вернемся.

Но даже чувств Дамазью недостаточно: мы не сознательны, пока не начинаем чувствовать собственные чувства (в этом и заключается их осознание). А это, разумеется, означает, что карт должно быть еще больше. Итак, первичные нейронные карты отображают состояние систем нашего тела (тонус мышц, кислотность содержимого желудка, уровень сахара в крови, частоту дыхания, движения глаз, пульс, растяжение стенок мочевого пузыря и так далее), обновляясь каждое мгновение. Дамазью полагает, что наше самосознание рождается из всех этих отчетов о состоянии тела, первоначально в форме бессознательного «прото-я», представляющего собой, по сути, сводный отчет о состоянии всего тела. Настоящее самосознание возникает из характера изменений нейронных карт мозга при восприятии «объектов» окружающего мира, например «мой сын», «вон та девушка», «головокружительный обрыв», «запах кофе», «контролер» и так далее. Все эти объекты непосредственно воспринимаются органами чувств, однако они вызывают и эмоциональные реакции тела, которые отслеживаются нейронными картами, порождая чувства. Если так, то сознание – это знание того, как объекты окружающего мира меняют нас самих, то есть карта всех наших нейронных карт и характера их изменений, карта второго порядка. Карта зависимостей наших чувств от окружающего мира. Карта, облекающая все, что мы воспринимаем, в одежду наших ценностей.

Как строятся эти карты? И как обеспечивается их связь друг с другом? Самый убедительный ответ на этот вопрос предложил нейробиолог Джеральд Эдельман, который, получив в 1972 году Нобелевскую премию за вклад в иммунологию, посвятил следующие несколько десятилетий своей жизни изучению сознания. Идеи, которые он предложил в этой области, почерпнуты из того же источника, что и те, которые он развивал в иммунологии, и связаны с действием отбора в пределах организма. В случае с иммунологией исследования Эдельмана помогли показать, как под действием отбора может запускаться усиленный синтез определенного антитела в результате контакта с бактерией, бороться с которой оно помогает. Отбор при этом способствует размножению успешных иммунных клеток в ущерб другим. У человека, прожившего полжизни, состав иммунных клеток в крови зависит во многом от их предшествующего опыта, а не непосредственно от генов. Эдельман предположил, что похожая форма отбора постоянно работает и у нас в мозге. Там, в свою очередь, в результате использования отбираются и усиливаются определенные группы нейронов, в то время как не используемые группы нейронов постепенно отмирают. В итоге здесь тоже начинают преобладать сочетания более успешных клеток, и отношения между клетками определяются всем их предшествующим опытом, а не задаются непосредственно генами.

Происходит это так. В ходе эмбрионального развития в мозгу формируется грубая, предварительная система связей. Хотя нервные волокна и соединяют разные участки мозга (зрительный нерв со зрительными центрами, одно полушарие с другим через мозолистое тело, и так далее), эти связи не отличаются специфичностью или осмысленностью. По сути, генами задается лишь общая схема электрических цепей мозга, в то время как точные связи и детали этой схемы задаются опытом. Осмысленность приходит в основном с опытом, который записывается у нас в мозге. Эдельман сформулировал это так: «Какие нейроны вместе возбуждаются, те и соединяются». Иными словами, нейроны, одновременно посылающие сигналы, усиливают свои связи (синапсы) и образуют новые связи, физически соединяющие их друг с другом[81]81
  Синапсы – это места тесного контакта нейронов, по которым с одного нейрона на другой могут передаваться сигналы. Когда импульс достигает синапса, в щель между нейронами выделяются особые вещества – нейромедиаторы, которые связываются с рецепторами постсинаптического нейрона, возбуждая его либо тормозя его возможное возбуждение, а иногда также вызывая долговременные изменения, усиливающие или ослабляющие синаптическую связь. Образование новых синапсов или изменение уже имеющихся задействовано в формировании памяти и обучении, хотя многие детали этих механизмов науке еще предстоит выяснить.


[Закрыть]. Такие связи образуются как локально, в пределах той или иной группы нейронов (например, помогая связывать друг с другом различные разновидности зрительной информации), так и на большом расстоянии (например, соединяя зрительные центры с центрами эмоций или речи). Тем временем другие синаптические связи, соединяющие нейроны, между которыми мало общего, ослабевают, а иногда и вовсе исчезают. Вскоре после рождения человека, когда поток жизненного опыта набирает ход, наш мозг оформляется изнутри. При этом отмирают миллиарды клеток: за первые месяцы жизни человек теряет 20–50 % нейронов и десятки миллиардов слабых синаптических связей. В то же время десятки триллионов синапсов формируются и усиливаются, в результате чего в некоторых участках коры нашего мозга на каждый нейрон приходится около десяти тысяч синапсов. Синаптическая пластичность особенно сильна в первые годы нашей жизни, но в какой-то степени она сохраняется у нас до самой смерти. Монтень как-то сказал, что после сорока мы все ответственны за свое лицо. За свой мозг мы точно ответственны.

Вам, возможно, интересно, в чем состоит вклад генов в этот процесс? Не только в том, что они задают общее строение мозга, но и в том, что они определяют относительные размеры и пути развития различных его участков. Они влияют на вероятность выживания нейронов, силу их синаптических связей, соотношение возбуждающих и тормозных нейронов, общий баланс передающих сигналы между нейронами нейромедиаторов – и так далее. Ясно, что они вносят тем самым вклад и в формирование нашей личности, наши склонности (к опасным видам спорта, или наркотикам, или глубокой депрессии, или рациональному мышлению), а значит, гены влияют также на наши способности и на наш опыт. Но подробное устройство нашего мозга не определяется генами. Это и невозможно: имеющиеся у нас тридцать тысяч генов никак не смогли бы определять 240 триллионов (триллион – это тысяча миллиардов) синапсов, имеющихся в коре нашего мозга (по оценке Коха). Ведь на один ген, таким образом, приходится восемь миллиардов синапсов.

Эдельман называет этот процесс развития мозга «нейронным дарвинизмом», тем самым подчеркивая, что в ходе приобретения опыта происходит отбор на успешные сочетания нейронов. Здесь налицо работа всех базовых принципов естественного отбора: мы начинаем с большой популяции нейронов, которые могут с равным успехом соединяться друг с другом миллионами способов. Нейронам свойственна изменчивость, и они могут усиливаться либо слабеть и гибнуть. Они борются за формирование синаптических связей и избирательное выживание в зависимости от успешности: больше всего синаптических связей образуют наиболее «приспособленные» сочетания нейронов. Впрочем, Фрэнсису Крику принадлежит известная шутка, что всю эту конструкцию лучше было бы назвать «нейронным эдельманизмом», потому что параллели с естественным отбором здесь натянуты. Тем не менее, лежащая в основе этой конструкции идея получила широкое признание среди нейробиологов.

Эдельману принадлежит и еще одна идея, которая тоже внесла существенный вклад в изучение нейронных основ сознания, – концепция реверберирующих нейронных циклов, которые сам Эдельман назвал термином – не очень вразумительным – «параллельные повторно входящие сигналы». Суть в том, что нейроны, возбуждающиеся в одном участке мозга, могут связываться с нейронами в других, удаленных участках, и последние отвечают на возбуждение первых, формируя проходящую по другим связям временную нейронную цепь, многократно возбуждающуюся в ответ (реверберирующую) синхронно со всеми этими нейронами, пока другие входящие сигналы не разрушат этот временный ансамбль и не заменят его другим, тоже реверберирующим в унисон. Эта идея Эдельмана прекрасно согласуется с идеями Крика и Коха, а также Вольфа Зингера (хотя нельзя не отметить, что для того, чтобы найти общее между их концепциями, нередко приходится читать между строк: не много я знаю областей науки, в которых главные действующие лица так мало ссылаются друг на друга, редко удосуживаясь даже опровергать неудачные идеи оппонентов).

Сознание работает в масштабе времени от десятков до сотен миллисекунд[82]82
  Имеются даже данные, указывающие на то, что сознание, как ни удивительно, состоит из отдельных «кадров», почти как фильм. Продолжительность этих кадров может меняться от нескольких десятков до сотен или больше миллисекунд. Увеличением или уменьшением их продолжительности, например под влиянием эмоций, возможно, и объясняется кажущееся замедление или ускорение времени при определенных обстоятельствах. Например, когда кадры меняются каждые двадцать миллисекунд, человеку может казаться, что время идет в пять раз медленнее, чем когда кадры меняются каждые сто миллисекунд, так что жертва может и правда видеть занесенную руку убийцы, держащую нож, как в замедленной киносъемке.


[Закрыть]. Если на одно мгновение показать нам одно изображение, а через сорок миллисекунд – другое, мы сознательно воспримем лишь последнее: нам покажется, что первого мы вообще не видели. И все же с помощью микроэлектродов и сканирования мозга (например, по методу функциональной магнитно-резонансной томографии) можно убедиться, что зрительные центры мозга зарегистрировали и первое изображение – просто оно не получило доступа к нашему сознанию. Судя по всему, чтобы пробиться к сознанию, набору нейронов нужно реверберировать в унисон в течение нескольких десятков или даже сотен миллисекунд, что снова возвращает нас к открытому Зингером ритму с частотой 40 Гц. И Зингер, и Эдельман показали, что в удаленных участках мозга действительно синхронно возникают подобные колебания, между которыми происходит «фазовая автоподстройка частоты». Другие группы нейронов автоматически подстраиваются под другие фазы, возбуждаясь чуть с меньшей (или большей) частотой. Фазовая автоподстройка дает принципиальную возможность отличать друг от друга разные аспекты зрительной информации об одной и той же картине. Например, можно подстраивать частоту подачи всех элементов информации о видимой нами зеленой машине под одну фазу, а все элементы информации о едущей рядом с ней синей машине подавать с немного другой частотой и подстраивать под другую фазу. Такая автоподстройка позволяет сознанию не путать две машины.

У Зингера есть очаровательная идея, объясняющая, как подстроенные по фазе колебания связываются воедино на более высоком уровне – на уровне самого сознания, то есть как эти колебания привязываются к информации, поступающей от всех других органов чувств (слуха, обоняния, вкуса и так далее), а также к чувствам, памяти и речи, создавая у нас ощущение единства сознания. Зингер называет этот механизм нейронным рукопожатием. Оно позволяет иерархически распределять информацию «по ячейкам», помогая всем ее составляющим найти свое место. Лишь верхушка этой иерархии, занимаемая своего рода главным резюме всей бессознательно получаемой информации, воспринимается нами сознательно.

В основе нейронного рукопожатия лежит простой факт: когда нейрон возбуждается, его мембрана деполяризуется, и он не может снова возбуждаться, пока она не реполяризуется. На это требуется некоторое время. А это означает, что если нейрон получает новый сигнал во время «отдыха» (реполяризации), реакции на такой сигнал не последует. Если нейрон возбуждается с частотой шестьдесят раз в секунду (60 Гц), он неизбежно сможет получать сигналы только от тех нейронов, возбуждение которых совпадает по фазе с его собственным. Ведь если, например, другая группа нейронов возбуждается с частотой семьдесят раз в секунду (70 Гц), в большинстве случаев она будет возбуждаться не синхронно с первой группой, и они будут работать как независимые подразделения, неспособные «пожать друг другу руки». С другой стороны, если другая группа нейронов возбуждается реже, например с частотой 40 Гц, то период, в течение которого нейроны этой группы реполяризованы и готовы возбуждаться в ответ на поступающие сигналы, будет продолжительнее. Такие нейроны уже смогут возбуждаться в ответ на сигналы, поступающие от нейронов, возбуждающихся с частотой 70 Гц. Иными словами, чем ниже частота импульсов, тем больше перекрывание фаз и тем больше возможностей для «рукопожатий» с другими группами нейронов. Это позволяет распределять частоты следующим образом. Самые частые колебания связывают все элементы каждой составляющей информации, поставляемой зрением, обонянием, памятью, эмоциями и так далее, так что за каждую из этих составляющих отвечает свое подразделение. Менее частые колебания связывают уже всю информацию, поступающую от органов чувств и других структур нашего организма, в единое целое (соответствующее карте второго порядка в терминах Дамазью). Непрерывные изменения этого целого и порождают поток сознания.

Мало что из этого можно считать бесспорно доказанным, но имеется масса данных, по крайней мере согласующихся с этой картиной. И, главное – отсюда следуют доступные проверке предположения, например о том, что ритм частотой 40 Гц необходим для связывания разных компонентов сознания, а следовательно, потеря этого ритма означает потерю сознания. Учитывая, как сложно измерять подобные параметры (для этого требуется одновременно регистрировать частоты импульсов тысяч нейронов в разных частях мозга), вполне возможно, эти гипотезы (или какие-то другие) удастся подтвердить лишь через много лет.

Но даже если так, то объяснения, которые можно найти в рамках этих концепций, делают устройство сознания доступным для понимания. Например, они показывают, как на основе базового сознания может развиваться расширенное сознание. Базовое сознание действует в настоящем времени: оно непрерывно перестраивается, картируя изменения нашего «я» под действием внешних объектов и облачая все, что мы воспринимаем, в одежду наших чувств. Расширенное сознание пользуется теми же механизмами, но оно связывает всякое моментальное состояние базового сознания с нашими воспоминаниями и речью, уточняя смысл наших эмоций в соответствии с автобиографическими сведениями о нашем прошлом, снабжая чувства и объекты «ярлыками» понятий, и так далее. Расширенное сознание строится на основе смысла эмоций, встраивая наши воспоминания, речь, прошлое и будущее в «здесь и сейчас» базового сознания. Те же самые механизмы «нейронного рукопожатия» позволяют справляться с огромным объемом параллельной работы множества электрических цепей, связывая его с каждым моментом нашего восприятия.

По-моему, это вполне правдоподобно. И все же мы по-прежнему не ответили на главный вопрос: как работа нейронов порождает чувства? Если сознание – это способность чувствовать чувства, придавая им сложные оттенки эмоционального смысла и непрерывно комментируя место нашего «я» в окружающем мире, то данная конструкция балансирует на острие чувств. Именно это философы и называют проблемой первичных ощущений. И теперь нам пора попробовать разобраться в этой поистине трудной проблеме.

Боль не зря неприятна. Те немногие, кто появляется на свет с врожденной нечувствительностью к боли, страдают от ужасных последствий этого синдрома. В 2005 году Мелоди Гилберт сняла документальный фильм о четырехлетней девочке Гэбби Джинграс, страдающей этим недугом. Для ребенка, не чувствовавшего боли, каждый этап развития был настоящим мучением. Когда у нее прорезались молочные зубы, Гэбби изгрызла себе пальцы до кости, изувечив их так сильно, что родители были вынуждены сделать ей операцию по удалению зубов. Когда Гэбби научилась ходить, она стала постоянно получать травмы и один раз даже сломала себе челюсть, что выяснилось только после того, как у нее поднялась температура из-за развившейся в месте перелома инфекции. Хуже того: она то и дело тыкала чем-нибудь себе в глаза и ранила их так сильно, что приходилось накладывать швы (от которых она тоже пыталась избавиться). Родители старались за ней следить и приучить ее носить очки для плавания, но ничто не помогало. В четыре года Гэбби пришлось удалить левый глаз. Правый остался настолько поврежден, что она была формально признана слепой (на расстоянии двадцати футов она видит не лучше, чем человек с нормальным зрением на расстоянии двухсот). Сейчас Гэбби уже семь лет, и теперь она учится жить со своим нарушением. Многие другие дети, подобные ей, гибнут в раннем возрасте. Лишь немногие достигают зрелости, но и став взрослыми, они нередко получают серьезные травмы. Родители Гэбби основали фонд «Дар боли» (Gift of Pain), цель которого состоит в поддержке людей, страдающих тем же недугом (в настоящее время фонд оказывает помощь 39 пациентам). У этого фонда очень удачное название. Большинству из нас очень повезло: мы способны чувствовать боль.

Боль не единственное подобное ощущение. Голод, жажда, страх, половое влечение – все это примеры того, что Дерек Дентон называет «изначальными эмоциями», которые он характеризует как неотступные ощущения, способные полностью подчинять себе поток сознания, заставляя нас совершать определенные действия. Очевидно, все эти ощущения представляют собой приспособления для выживания или размножения: они требуют от организма действий, которые помогают ему выжить или размножиться. Быть может, только люди могут сознательно заниматься сексом ради продолжения рода, но даже церковь, как ни старалась, не добилась особых успехов, пытаясь отвадить людей от секса ради удовольствия. Животные, как и большинство людей, спариваются, чтобы испытать оргазм, а не чтобы произвести потомство. Итак, все перечисленные изначальные эмоции представляют собой именно чувства, и все они выполняют определенные биологические функции, даже если мы не всегда готовы это оценить. Особенно неприятное чувство – боль. Но если бы нам не было плохо, когда мы испытываем боль, мы то и дело получали бы ужасные травмы. Если бы боль не была неприятна, она была бы бесполезна. Похожим образом обстоят дела и с половым влечением. Никто не стал бы спариваться ради спаривания: мы, то есть все животные, спариваемся ради вызываемых спариванием приятных ощущений. Или возьмем жажду: тому, кто рискует умереть в пустыне от обезвоживания, недостаточно просто отметить сам факт нехватки воды в организме. Только неконтролируемые эмоции, овладевающие сознанием, помогают выжить, заставляя добраться до оазиса, выжав из своей выносливости все до последней капли.

Идея, что такие изначальные эмоции возникли путем естественного отбора, довольно проста, но из нее вытекают важные следствия, на которые впервые обратил внимание основатель современной психологии – гениальный американский ученый Уильям Джемс, работавший в конце викторианской эпохи. Джемс доказывал, что чувства, а значит, и само сознание, полезны в биологическом отношении. А это, в свою очередь, означает, что сознание не представляет собой какое-то побочное явление, сопровождающее организм, как тень, но не имеющее само по себе никакого физического эффекта. Напротив, любое чувство может иметь вполне конкретный физический эффект. Но если чувства могут иметь физический эффект, значит, в каком-то смысле они должны обладать физической природой. Отсюда Джемс заключил, что, несмотря на кажущуюся нематериальность, чувства представляют собой материальные явления и развились путем естественного отбора. Но что же они собой представляют? Никто не размышлял над этим больше Джемса, и все же вывод, к которому он пришел, был неожиданным и довольно странным: материя должна обладать некими неизвестными свойствами, и вся Вселенная должна быть пропитана своего рода «духовной пылью». Хотя Джемса справедливо почитают за образец многие современные специалисты по нейронауке, принятая им концепция, представлявшая одну из разновидностей панпсихизма (сознание присутствует повсюду и составляет часть всего), находила мало последователей. По крайней мере, до недавнего времени.

Чтобы получить представление о том, насколько это сложная проблема, давайте рассмотрим несколько чудес техники, таких как телевизор, факс или телефон. Не обязательно знать, как именно они работают, чтобы понять, что их работа не нарушает законов физики. Результат, получаемый на выходе, каким-то образом закодирован с помощью электрических сигналов, но так или иначе имеет физическую природу, будь то узор из светящихся пятен на экране телевизора, звуковые волны в динамике телефонной трубки либо радиоприемника или выдаваемая факсом распечатка. Везде электронный код дает на выходе материальные изменения в той или иной известной физической среде. Но как обстоят дела с чувствами? Здесь нервы передают закодированные сигналы, по сути, так же, как это происходит в телевизоре, и нервные импульсы строго определяют, с помощью некоего кода, что должно получиться на выходе. И что же это? Вспомним известные свойства материи – ни одно из них не подходит. Не похоже на то, чтобы чувства представляли собой электромагнитное излучение, или звуковые волны, или какие-либо известные физике структуры атомов. Это не кварки, не электроны. Что же это вообще такое? Многомерные струны? Квантовые гравитоны? Темная материя?[83]83
  Из темной материи, называемой также «Пылью», состоит сознание в трилогии Филипа Пулмана «Темные начала». Подозреваю, что это аллюзия на «духовную пыль» (mind-dust) Уильяма Джемса.


[Закрыть]

Именно в этом и состоит проблема, которую Чалмерс объявил трудной. Как когда-то Джемс, Чалмерс доказывал, что решить эту проблему позволит только открытие неизвестных пока фундаментальных свойств материи. Аргументация проста. Чувства имеют физическую природу, однако в известных законах физики, которые, как считается, позволяют описывать все явления природы, для чувств места не находится. Естественный отбор, при всей его чудодейственной силе, не может создать нечто из ничего: чтобы ему было с чем работать, необходим хоть какой-то зачаток, если угодно – зародыш чувства, на основе которого эволюция могла бы создать сознание во всем его великолепии. Шотландский специалист по физической химии Грэм Кернс-Смит называет это «бомбой в подвале» современной физики. Он утверждает, что если чувства не соответствуют никаким известным свойствам материи, это заставляет нас предположить, что сама материя обладает какими-то дополнительными свойствами, «субъективными особенностями», которые отбор может организовать так, что в итоге они смогут порождать все наши чувства. А значит, в каком-то смысле материя, наряду с внешними свойствами, доступными для физических измерений, обладает сознанием, как неким «внутренним» свойством. Панпсихизм вновь в фаворе.

Этот вывод кажется нелепым. Но разве не самонадеянно думать, будто мы уже знаем о материи все? Конечно нет. Мы даже не понимаем квантовую механику. Теория струн замечательна тем, что позволяет вывести свойства материи из колебаний невообразимо малых струн в одиннадцати столь же невообразимых измерениях, но у нас нет возможности установить экспериментально, есть ли в этой теории хоть крупица истины. Именно поэтому я отмечал в начале этой главы, что позицию Иоанна Павла II вполне можно обосновать. Наших познаний о природе материи недостаточно, чтобы выяснить, как нейроны преобразуют грубые материальные процессы в субъективные чувства. Если электрон может быть одновременно частицей и волной, то почему дух и материя не могут быть двумя аспектами одного и того же?

Кернс-Смит более известен своими работами, посвященными происхождению жизни, но с тех пор, как он ушел на пенсию, он решил приложить незаурядную силу своего интеллекта к проблеме сознания. Его книги об этом предмете глубоки и занимательны, и в них он, вслед за такими мыслителями, как Роджер Пенроуз и Стюарт Хамерофф, исследует возможную роль в психике квантовых процессов. Чувства, по его мнению, представляют собой когерентные колебания белков. Они когерентны в том же смысле, в каком когерентен лазерный луч: колебания (фононы) сливаются в них в единое квантовое состояние, образуя макроквантовое состояние, охватывающее значительную часть мозга. Кернс-Смит использует здесь метафору оркестра, в котором колебания отдельных инструментов сливаются, образуя необычайные гармонии. Чувства – это тоже музыка, и пока она длится, мы сами – музыка. Это красивая концепция. Предположение, что с квантовыми эффектами может работать естественный отбор, выглядит вполне обоснованным. Известно по меньшей мере два случая, когда слепые силы отбора вполне могли взять на вооружение квантовые механизмы: передача энергии света хлорофиллу при фотосинтезе и передача электронов кислороду при клеточном дыхании.

И все-таки в случае с сознанием эта версия не кажется мне убедительной. Даже если квантовое сознание возможно, с ним связаны несколько проблем, которые вместе представляются мне непреодолимыми.

Первая и самая важная проблема связана с материально-техническим обеспечением предполагаемого процесса. Как, например, квантовые вибрации преодолевают синапсы? Пенроуз и сам признает, что макроквантовое состояние, ограниченное внутренней средой одного нейрона, ничего не решает, а на квантовом уровне синапс – это целый океан. Чтобы мог заиграть квантовый оркестр, требуется набор повторяющихся белков, расположенных так плотно, что все они могут колебаться в унисон, пока фононы не угаснут. Ответы на подобные вопросы можно искать экспериментальным путем, но до сих пор не получено ни одного свидетельства того, что у нас в мозге существуют когерентные макроквантовые состояния. Совсем наоборот: наш мозг представляет собой горячую, влажную, бурлящую систему – едва ли не наихудшую среду для возникновения макроквантовых состояний.