Маркус дю Сотой - О том, чего мы не можем знать. Путешествие к рубежам знаний

В сигналах ЭЭГ можно видеть резкие перепады, происходящие во время сна и отражающие переход от более высоких частот ко все более низким, характерным, например, для альфа-волн. Собственно говоря, разные стадии сна характеризуются разными частотами волн, распространяющихся в мозге, и именно поэтому такие нейронные колебания можно связать с такими когнитивными состояниями, как восприятие или сознание. Например, врачи констатируют смерть мозга, когда ЭЭГ не регистрирует никаких волн. Как нам кажется, волны, распространяющиеся в мозге, синхронизируют мозговую деятельности так, чтобы обеспечить наибольшую производительность работы мозга.

Хотя ЭЭГ открыла исследователям возможность быстрого доступа к мозговой деятельности, пожалуй, наиболее известным инструментом изучения происходящего внутри мозга стала технология функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), разработанная в 1990-х. По сравнению с компактным аппаратом ЭЭГ сканер фМРТ выглядит настоящим монстром. Он напоминает космическую капсулу для анабиотического сна – вот только заснуть в нем не удастся никому. Электромагниты работают с таким грохотом, что мне, когда я был внутри такого сканера, понадобились беруши. Хотя исследование на сканере фМРТ не болезненно, для получения четкой картины того, что происходит в голове пациента, он должен оставаться неподвижным неестественно долгое время.

Сканер выявляет изменения напора крови и содержания в ней кислорода, вызываемые нервной деятельностью. Более активные участки мозга используют большее количество кислорода. Усиление притока крови к активному участку может быть обнаружено, потому что кровь с более высоким содержанием кислорода более магнитна. Сканер фМРТ способен обнаруживать такие магнитные колебания, на основе которых впоследствии могут быть составлены карты активности, показывающие, какие именно части мозга участвуют в том или ином мыслительном процессе.

Поскольку ЭЭГ непосредственно измеряет мозговую деятельность по изменениям электрических параметров, а фМРТ лишь регистрирует производные характеристики, ЭЭГ позволяет гораздо точнее определить, что происходит внутри мозга. На данный момент фМРТ не может соревноваться с ЭЭГ в возможностях измерения изменений мозговой деятельности, происходящих с течением времени. Зато фМРТ позволяет получить снимки состояний мозга с гораздо более высоким разрешением. Поэтому сочетание этих двух методов дает нам возможность получить хорошее представление о работе мозга. Например, как ЭЭГ, так и фМРТ может определить, какой именно из участков моего мозга активизируется, когда я думаю о математике. Так можем ли мы увидеть сознание при помощи этих нейротелескопов? Пока что не можем. Собственно говоря, остается неясным,

Даже если мы понимаем, какая часть мозга активизируется при тех или иных действиях и как работает химия и физика мозга, это все равно не позволяет нам толком понять, почему у нас есть сознание собственного «Я». Как подступиться к этому вопросу? С точки зрения математика, существует один мощный способ понять, что есть та или иная сущность, – сначала нужно попробовать понять, почему все остальное ею не является.

Например, несмотря на все старания моего виртуального собеседника убедить меня в обратном, я не верю в наличие сознания у моего смартфона или, например, у стула, на котором я сижу. А как насчет животных? До того как мой черно-белый кот Фредди убежал из дому, он любил сидеть в моем кабинете, бездельничая, пока я работал над своей математикой. Но обладал ли он самосознанием? А младенцы? Мозг ребенка развивается по мере его роста, и при этом изменяются его сознание и чувство самоосмысления. Как же можно определить разные уровни сознания? Существуют ли ступени развития мозга, проходимые по мере возникновения разных состояний сознания?

Разумеется, расспросить животное – например моего кота – о его внутреннем мире непросто. Однажды, в конце 1960-х гг., когда Гордон Гэллап, специалист по поведению животных, брился перед зеркалом, размышляя о том, как можно было бы проверить наличие у животных самосознания, его внезапно осенило. Он знал, что лицо, которое он видит в зеркале, – его. Интересно, кто из животных может понять, что в зеркале они видят не другое животное, а изображение самих себя?

Просмотрев в интернете практически бесконечное число видеороликов про кошек, можно сделать вывод, что кошка, как правило, считает, что в зеркале ей показывают другую кошку, ее соперника, находящегося в той же комнате. Но как можно определить, понимает ли животное, что зеркало отражает его собственное изображение? Гэллап разработал очень надежный тест, позволяющий выявить виды животных, представители которых узнают себя в зеркале, что, в свою очередь, позволяет предположить, что они обладают самосознанием.

Тест очень простой. Сначала животное знакомят с зеркалом, чтобы оно привыкло к своему отражению. Сохранилась, например, замечательная съемка шимпанзе, восторженно танцующих перед зеркалом со своими отражениями. Но думают ли они при этом, что танцуют с другим шимпанзе, или любуются собственными движениями? В некоторый момент экспериментатор уводит животное от зеркала и, вытирая его морду, незаметно наносит прямо под глазом животного красную отметку так, чтобы животное не знало об этой отметке и не могло ее увидеть без зеркала. Гэллап хотел узнать, как животные будут реагировать на свое отражение в зеркале в этом случае.

Когда вы смотрите в зеркало и видите, что на вашей щеке что-то появилось, первым рефлекторным движением вы трогаете такую отметку, чтобы понять, что это такое. Так называемый зеркальный тест Гэллапа на самоузнавание дал удивительные результаты: оказалось, что человек входит в очень небольшую группу животных, которые систематически проходят этот тест на наличие сознания или самосознания. Единственными другими видами, которые вели себя сходным образом в опытах Гэллапа, были орангутаны и шимпанзе. В 2001 г., когда были опубликованы результаты исследований дельфинов-афалин, проведенных Дианой Рейсс и Лори Марино, к этому списку добавился третий вид.

Хотя у дельфинов нет рук или лап, которыми они могли бы потрогать отметку, при ее наличии они проводили перед зеркалом, поставленным в бассейн, гораздо больше времени. При этом отметки, имеющиеся на других дельфинах в том же бассейне, их не интересовали, что свидетельствует по меньшей мере о некотором понимании того, что дельфин в зеркале – не просто другой дельфин. Помимо орангутанов, шимпанзе и дельфинов этот тест смогли пройти некоторые отдельные животные других видов. Некоторые умные сороки. Некоторые слоны. Но во всяком случае систематическое прохождение теста не было обнаружено ни для какого другого вида в целом [105].