Текст книги "Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики"

Автор книги: Роджер Пенроуз

сообщить о нарушении

Текущая страница: 38 (всего у книги 47 страниц)

Где обитает сознание?

Существует множество различных точек зрения на соотношение между состоянием мозга и феноменом сознания. Насколько очевидна важность этого явления, настолько же велико и расхождение во взглядах на него. Однако ясно, что не все части мозга в равной степени участвуют в формировании сознания. Например, как следует из вышесказанного, мозжечок по роду своей деятельности гораздо ближе к «автоматическому устройству», чем кора головного мозга. Действия, контролируемые мозжечком, происходят как будто сами собой и не требуют «обдумывания». Когда мы сознательно решаем пройти от одного места до другого, то вряд ли имеем перед собой тщательно разработанный план мышечных сокращений, который был бы необходим для управляемого движения. То же самое можно сказать и о бессознательных рефлекторных действиях, как, например, отдергивание руки от горячей печи, которое может быть опосредовано не головным мозгом, а верхней частью спинного мозга. Таким образом, напрашивается вывод о том, что феномен сознания, вероятнее всего, связан с активностью головного мозга, а не мозжечка или спинного мозга.

С другой стороны, совершенно не очевидно, что активность коры головного мозга всегда определяет осознанность наших действий. Например, как я уже указывал, в норме при ходьбе человек не контролирует детальные движения конечностей и работу мышц – управление этими действиями осуществляет, в основном, мозжечок (с помощью других частей головного мозга и спинного мозга), – однако первичные двигательные области головного мозга тоже вовлекаются в этот процесс. Более того, то же можно сказать и о первичных сенсорных областях: мы можем совершенно не осознавать меняющееся при ходьбе давление на подошвы ног, тем не менее соответствующие участки соматосенсорной коры постоянно активируются.

Уайлдер Пенфилд, выдающийся американо-канадский нейрохирург (среди заслуг которого – составление в 1940-х и 1950-х годах детальных карт двигательных и сенсорных областей мозга человека), считал, что сознание не связано просто с активностью коры головного мозга. На основании опыта проведения многочисленных операций на мозге пациентов, находившихся в сознании, он предположил, что область, которую он называл верхней частью ствола мозга, включающая, в основном, таламус и средний мозг (см. Пенфилд, Джаспер [1947]), хотя он имел в виду главным образом ретикулярную формацию, в некотором смысле может быть названа «центром сознания». Верхняя часть ствола мозга связана с корой головного мозга, и, согласно Пенфилду, «акт осознания» или «осознанное действие» происходит каждый раз, когда эта область ствола мозга непосредственно обменивается сигналами с определенным участком коры, отвечающим именно за те чувства, мысли, воспоминания или действия, которые в данный момент осознанно воспринимаются или совершаются. Он указывал, что можно, например, стимулировать определенный участок двигательной коры мозга, который отвечает за движение правой руки (и правая рука на самом деле будет двигаться), но это не вызовет у подопытного желаниядвигать правой рукой. (Более того: он может даже постараться остановить ее движение левой рукой – совсем как доктор Стрэнджлав из популярного фильма! [201]201
  Речь идет о фильме Доктор Стрэнджлав, в котором Питер Сэллер играет нацистского врача – доктора Стрэнджлава, – эмигрировавшего в США и вынужденного все время останавливать левой рукой свою правую руку, которая самовольно вскидывается в нацистском приветствии. – Прим. ред.


[Закрыть]) Пенфилд предполагал, что желаниесовершить действие связано скорее с таламусом, нежели с корой головного мозга. Согласно его представлениям сознание – это проявление активности верхней части ствола мозга, однако, поскольку должно еще быть что-то, что осознается, то эта активность не ограничивается стволом мозга, но включает в себя еще и те участки коры, с которыми у верхней части ствола мозга в этот момент существует активная связь и которые представляют собой субъект (чувственное восприятие или воспоминание) или объект (волевое действие) сознания.

Другие нейрофизиологи тоже высказывали предположение о том, что ретикулярную формацию можно было бы назвать «местонахождением» сознания, если таковое на самом деле существует. Ведь, как бы там ни было, эта область отвечает за пребывание мозга в активном состоянии. Ее повреждение приводит к потере сознания. Всегда, когда мозг находится в бодрствующем сознательном состоянии, активна и ретикулярная формация, и наоборот. На самом деле существует явная связь между активностью ретикулярной формации и тем состоянием человека, которое мы традиционно называем «сознательным». Однако ситуация осложняется тем, что во сне, когда мы на самом деле «сознаем», что мы спим, активные в норме участки ретикулярной формации активности не проявляют. И еще один факт мешает ученым признать за ретикулярной формацией столь почетный статус: с точки зрения эволюции, эта часть мозга является очень древней. Если все, что нужно для обладания сознанием – активность ретикулярной формации, то им должны быть наделены лягушки, ящерицы и даже треска!

Лично я не расцениваю последний довод как достаточно весомый. Разве у нас есть неоспоримые свидетельства того, что ящерицы и треска не обладают неким зачаточным сознанием? Какое право мы имеем утверждать, как это некоторые делают, что человеческие существа – единственные обитатели нашей планеты, наделенные свыше настоящим «сознанием»? Неужели на Земле мы единственные, кому дозволено «осознавать»? Позвольте усомниться в этом. Конечно, лягушки, ящерицы и уж тем более треска не вызывают у меня ощущения, что «кто-то в них» взирает на меня, когда я рассматриваю эти создания, но я очень явственно ощущаю присутствие «сознания», когда смотрю в глаза кошке, собаке или, особенно, когда на меня смотрят обезьяны или мартышки в зоопарке. Я не требую, ни чтобы они чувствовали то же, что и я, ни даже какой-либо сложности испытываемых ими чувств. Им совершенно не обязательно «сознавать себя» в каком-то строгом смысле этого слова (хотя наличие некоторого элемента самосознания у них я не исключаю [202]202
  О том, что, по крайней мере, шимпанзе обладают самосознанием, с убедительностью говорят результаты экспериментов, в ходе которых шимпанзе разрешалось играть с зеркалами (см. Окли [1985], главы 4 и 5).


[Закрыть]). Достаточно будет, чтобы они просто чувствовали ! Что касается состояния сна, то я бы признал, что определенная форма сознания при этом присутствует, хотя, по всей видимости, на довольно низком уровне. Если за функционирование сознания каким-то образом отвечают только участки ретикулярной формации, то они должны сохранять активность (хотя бы невысокую) и во время сна.

Другая точка зрения (О’Кифи [1985]) состоит в том, что сознание в большей мере связано с функционированием гиппокампа. Как я уже отмечал, гиппокамп определяет способность к долговременному запоминанию. Принимая в качестве гипотезы, что постоянная память связана с сознанием, мы должны рассматривать гиппокамп как главное действующее лицо в феномене осознанного восприятия.

Есть и другое мнение, согласно которому сознание является результатом деятельности самой коры головного мозга. Раз уж большой головной мозг служит предметом особой гордости человека (хотя у дельфинов он никак не меньше!), и умственная деятельность, понимаемая как интеллект, связана как раз с этой частью мозга, то именно в ней и должна обитать душа человека! Таким, по-видимому, мог бы быть вывод, например, сторонников сильного ИИ. Если «осознание» – не более, чем следствие сложностиалгоритма – или, возможно, его «глубины» или некой «степени изощренности», – тогда, в соответствии с представлениями сильного ИИ, сложные алгоритмы, выполняемые корой головного мозга, дали бы ей преимущественное право претендовать на способность к проявлению сознания.

Многие философы и психологи склонны считать язык непременным атрибутом человеческого сознания. Соответственно, именно способность изъясняться при помощи слов позволяет достичь той тонкости мышления, которая служит отличительной чертой человека и выражением самой его сути. Именно язык, в соответствии с этой точкой зрения, отличает нас от других животных и дает нам возможность лишать их свободы и вести на бойню, как только в этом возникает потребность. Именно язык позволяет нам философствовать и описывать наши ощущения, так что мы можем убедить остальных, что мы осознаем окружающий мир и самих себя. С этой точки зрения владение языком является необходимым и достаточным условием наличия сознания.

А теперь мы должны вспомнить о том, что языковые центры находятся (у большинства людей) в левойполовине мозга (зоны Брока и Вернике). Из вышеизложенной точки зрения должно было бы следовать, что сознание – это что-то, что связанное только с левой половиной коры головного мозга! И таково, на самом деле, мнение целого ряда нейрофизиологов (в частности, Джон Экклз [1973]), которое я, как сторонний наблюдатель, считаю весьма странным по причинам, изложенным ниже.

Эксперименты при разделенных больших полушариях мозга

В связи со сказанным выше я должен упомянуть целый ряд замечательных наблюдений над людьми (и животными) при полном рассечении у них мозолистого тела, которое делало взаимодействие левого и правого полушарий головного мозга невозможным. У людей [203]203
  Первые эксперименты такого рода были проведены на кошках (см. Мире, Сперри [1953]). За дальнейшими сведениями из области экспериментов с разделением полушарий мозга я отсылаю читателя к работам Сперри [1966], Газзаниги [1970] и Мак– Кей [1987].


[Закрыть]операция по рассечению мозолистого тела применялась как эффективное средство лечения в случаях особо тяжелых форм эпилепсии. Роджер Сперри с сотрудниками подвергал таких пациентов, спустя некоторое время после операции, многочисленным психологическим тестам. При этом в левом и правом полях зрения испытуемых помещались никак не связанные друг с другом предметы, так что левое полушарие получало информацию только о том, что располагалось с правой стороны, а правое полушарие – с левой. Если справа предъявлялось изображение карандаша, а слева – чашки, то тестируемый произносил: «Это карандаш», поскольку именно карандаш, а не чашку, воспринимала та половина мозга, которая явно отвечает за речевые способности. Однако левой рукой испытуемый выбирал блюдце, а не лист бумаги, считая его ассоциативно более подходящим к чашке. Левая рука находилась «в подчинении» у правого полушария, которое, хотя и не могло оперировать словами, все же было способно производить определенные, довольно сложные и типичные для человека действия. Было высказанно предположение о том, что за «геометрическое мышление» (особенно пространственное воображение) и музыкальное восприятие ответственно, в основном, правоеполушарие, а за речевые и аналитические способности – левое. Правое полушарие мозга может понимать общеупотребительные существительные и элементарные предложения, а также выполнять простейшие арифметические действия.

Самое поразительное, что при разделении полушарий они ведут себя как две практически независимые индивидуальности, с каждой из которых экспериментатор может общаться по отдельности, хотя общение с правым полушарием носит более примитивный характер и значительно затруднено по сравнению с левым из-за отсутствия речевых способностей. Каждая половина головного мозга может поддерживать связь с другой половиной косвенным путем, например, наблюдая за движениями руки, контролируемыми другой стороной, или слыша звуковые «подсказки» (такие, как стук блюдца). Но в хорошо контролируемых лабораторных условиях даже эта примитивная связь может быть устранена. Однако от одной половины к другой все же могут передаваться неясные эмоциональные ощущения, предположительно потому, что нерассеченные структуры мозга, такие как гипоталамус, по-прежнему связаны с обоими полушариями.

Возникает искушение задать вопрос: неужели перед нами – два различных индивидуума, обладающих сознанием и пребывающих в одном теле? Этот вопрос вызвал бурную полемику. Одни без сомнений отвечали на этот вопрос утвердительно, другие считали, что ни одна из сторон не должна рассматриваться как полноценная личность. Некоторые утверждали, что общность эмоциональных ощущений может служить доказательством существования только одной личности. Еще одна точка зрения состоит в том, что сознательного индивидуума представляет только левоеполушарие, а правое – просто автомат. Этой точки зрения придерживаются те, кто считает речевые способности обязательной составляющей сознания. Само собой, только левое полушарие может убедительно заявить «Да!» в ответ на вопрос: «Обладаешь ли ты сознанием?». Правому полушарию, подобно кошке, собаке или шимпанзе, может быть трудно даже понять отдельные слова этого вопроса, не говоря уже о том, чтобы правильно ответить на него.

И все же пока вопрос остается открытым. В недавних экспериментах, проведенных Дональдом Вильсоном и его коллегами (Вильсон идр. [1977], Газзанига и др. [1977]), при наблюдениях за пациентом с разделенным мозгом (назовем его « P.S. »), были получены весьма интересные результаты. После операции по разделению полушарий только левое полушарие обладало речью, но понимали речь оба полушария, а позднее правое полушарие научилось и воспроизводить речь! Несомненно, что оба полушария были наделены сознанием. Более того, это были два отдельных сознания, поскольку их желания и пристрастия были совершенно различны. Например, левое полушарие выражало желание стать чертежником, а правое – гонщиком!

Лично я не верю в справедливость широко распространенного убеждения в том, что обычный человеческий язык необходим для мышления или сознания. (В следующей главе я приведу некоторые доводы в пользу своей точки зрения.) Поэтому я отношусь к тем, кто верит, что, в принципе, обе половины мозга после разделения обладают сознанием независимо друг от друга. Пример с P.S. может служить весомым подтверждением тому, что, по крайней мере в этом частном случае, это так и есть. По-моему мнению, единственное действительное различие между P.S. и всеми другими случаями заключается в том, что сознание его правого полушария на самом деле смогло убедить окружающих в своем существовании!

Если мы допускаем, что P.S. действительно имеет два независимых разума, то возникает довольно пикантная ситуация. Есть все основания полагать, что до операции разделения полушарий у каждого пациента было только одно сознание. Однако после операции их уже два! В некотором смысле, изначально единственное сознание раздвоилось. Мы можем в связи с этим вспомнить гипотетического путешественника из главы 1 «„Железо“ и „софт“», который воспользовался телепортационной машиной и в какой-то момент (неумышленно) был поставлен перед фактом, что будто бы «настоящее» его «я» благополучно прибыло на Венеру. В этом случае раздвоение сознания приводит к кажущемуся парадоксу. Ведь мы можем задать резонный вопрос: «А какой, собственно, маршрут выбрал поток его сознания „на самом деле“?» Если бы вы были этим путешественником, то какое бы из двух сознаний вы, в конце концов, назвали бы «собой»? Устройство для телепортации относится к области научной фантастики, однако в случае с P.S. мы имеем в чем-то аналогичную ситуацию и притом совершенно реальную! Какое из сознаний P.S. было бы правомерно «отождествить» с P.S. до операции? Нет сомнений, что многие философы сочли бы этот вопрос бессмысленным, ибо его решение при помощи операционалистских методов кажется невозможным. Каждое полушарие сохраняет память о «дооперационных» временах, и, естественно, каждое будет идентифицировать себя с той – еще целостной – личностью. Но все же подобная ситуация, примечательная в качестве своего рода головоломки и способная поставить в тупик, сама по себе еще не является парадоксальной.

Эта головоломка еще усложнится, если предположить, что в дальнейшем оба сознания можно было бы каким-то образом опять свести воедино. Повторное соединение разрезанных нервных волокон мозолистого тела на сегодняшнем этапе развития медицины исключается, но можно представить себе некий способ разделения полушарий, более мягкий, чем реальное разрезание нервных волокон. Например, нервные волокна могли бы быть временно заморожены или парализованы при помощи лекарственных средств. Пока я не слышал о подобных опытах, но думаю, что появление технических возможностей для их осуществления – это вопрос обозримого будущего. Тогда можно допустить, что после приведения мозолистого тела в работоспособное состояние, мы вновь получим одно сознание! Представьте, что это сознание ваше. Как бы вы себя чувствовали после того, как в течение какого-то времени были двумя независимыми личностями с отдельными «я»?

«Зрение вслепую»

Эксперименты по разделению полушарий мозга, помимо прочего, ясно показали, что наличие единственного«места для сознания» вовсе не обязательно. Но были проведены и другие опыты, результаты которых дают основание полагать, что некоторые участки коры головного мозга в большей степени связаны с сознанием, нежели прочие. Среди подобных опытов – изучение явления слепоты. Повреждение тех или иных участков зрительной коры может привести к слепоте в соответствующем секторе поля зрения. Человек не видит предмет, помещенный в этот сектор – у него появляется частичная слепота, связанная с этой конкретной зоной его поля зрения.

Однако, кое-какие любопытные изыскания (см. Вайскранц [1987]) позволяют говорить о том, что дела здесь обстоят совсем не так просто, как кажется. У пациента, называемого здесь и далее « D.В. », необходимо было удалить часть зрительной коры головного мозга, и после операции у него наступила частичная слепота в описанном выше смысле. Однако, когда что-либо (как правило, изображение крестика, кружочка или наклонного отрезка прямой) помещали в «слепую зону» и просили D.В. угадать, что это такое, он обнаружил, что может делать это с практически стопроцентной точностью! Эта способность к «угадыванию» оказалась неожиданной и для самого D.В. , который при этом продолжал утверждать, что в этой зоне он вообще ничего не видит [204]204
  Своего рода дополнительным к «зрению вслепую» может служить состояние, известное как «отрицание слепоты», при котором совершенно слепой человек настаивает на том, что он хорошо видит, и которое, повидимому, связано с визуальным осознанием информации об окружении, полученной при помощи других органов чувств! См. Черчланд [1984], с. 143.


[Закрыть].

Изображения, формируемые на сетчатке, в свою очередь тоже обрабатываются не только зрительной корой, но и другимиучастками мозга, при этом один из наиболее загадочных из них находится в нижней части височной доли. Вполне возможно, что D.В. строил свои «догадки» на основе информации, полученной как раз этим участком нижней части височной доли. При активации этих областей не возникало никаких осознанныхощущений, однако информация в них, бесспорно, содержалась, проявляя себя только в точности «догадок» D.В. На самом деле, после соответствующей тренировки D.В. научился до некоторой степени осознавать информацию, относящуюся к этим областям мозга.

Все это, по-видимому, указывает на то, что отдельные зоны коры головного мозга (как, например, зрительная кора) имеют большее отношение к сознательному восприятию, чем другие, но некоторые из этих менее важных зон, очевидно, могут быть путем тренировок открыты для непосредственного доступа сознания.

Обработка информации в зрительной коре

Именно в зрительной корепроцессы обработки информации изучены гораздо лучше, чем в других частях мозга. Для их описания был предложен целый ряд разнообразных моделей [205]205
  Доступное изложение принципов действия зрительной коры можно найти у Хьюбела [1988].


[Закрыть]. На самом деле, до того , как визуальная информация попадает в зрительную кору, ее частичная обработка проходит еще в сетчатке. (Вообще говоря, сетчатка считается частью мозга!) Одни из первых экспериментов по исследованию процессов обработки информации в зрительной коре были проведены Давидом Хьюбелом и Торстеном Визелем и в 1981 году принесли им Нобелевскую премию. В ходе этих экспериментов удалось показать, что определенные клетки зрительной коры кошки воспринимают в поле зрения линии, имеющие вполне определенный угол наклона. При этом соседние клетки были восприимчивы к линиям, расположенным под несколько иным углом. Часто не имело значения, что именно характеризуется таким углом наклона. Это могла быть граница между темной и светлой областью или просто темная черта на светлом фоне. Изучаемые клетки оказались способны абстрагироваться от конкретной природы объекта, имеющего свойство «угол наклона». Другие клетки были чувствительны к определенным цветам или к различиям между изображениями, регистрируемыми каждым глазом, что позволяет воспринимать объемные изображения. Продвигаясь далее от первичных областей восприятия, мы обнаруживаем клетки, которые чувствительны ко все более тонким аспектам восприятия того, что мы видим. Например, при взгляде на рис. 9.7 мы различаем очертания белого треугольника, однако линии, образующие сам треугольник, большей частью не изображены, но домыслены .

Рис. 9.7.Видите ли вы белый треугольник, лежащий поверх другого треугольника и прикрепленный к нему кольцом? Стороны этого белого треугольника нигде не нарисованы до конца, однако, в мозге есть клетки, ответственные за восприятие этих невидимых линий

Клетки, способные фиксировать эти «подразумеваемые» линии, действительно были обнаружены в зрительной коре (той, что называется вторичной зрительной корой)!

В начале 1970-х годов в литературе [206]206
  См. Хьюбел [1988], с. 221. Ранние эксперименты позволили обнаружить клетки, чувствительные только к образу руки.


[Закрыть]появились заявления об открытии в зрительной коре мозга мартышек клеток, которые активируются только тогда, когда на сетчатку проецируется изображение лица . На основании этой информации была сформулирована «гипотеза бабушкиной клетки», согласно которой в мозге человека должны существовать определенные клетки, реагирующие только в тех случаях, когда в комнату входит его/ее бабушка! Недавние исследования показали, что есть клетки, реагирующие на определенные слова. Может быть, это шаг на пути к доказательству справед ливости гипотезы бабушкиной клетки?

Ясно, что нам предстоит еще очень много узнать о деталях процессов обработки информации в мозге. До сих пор очень мало известно о функционировании высших отделов мозга. Мы пока оставим эти вопросы и обратимся к самим клеткам мозга, которые позволяют ему осуществлять эту удивительную деятельность.