Коллектив авторов - Мозг и сознание [Разгадка величайшей тайны человеческого мозга] [litres]

Что действительно происходит в мозге, когда мы осознаем нечто, все еще выясняют, и нам предстоит многое узнать. Но кажется все более вероятным, что наше переживание «реальности» на самом деле является своего рода контролируемой галлюцинацией, генерируемой мозгом и обновляемой на лету.

Придержите эту мысль

Похоже, что в случае сознания мозг делает именно это – как бы на время придерживает мысль. Недавние исследования показали, что осознанное восприятие требует устойчивой активности мозга в течение сотен миллисекунд. Эту отличительную характеристику мозговых волн можно использовать, чтобы различать уровни нарушения сознания у людей с черепно-мозговыми травмами.

Нейробиологи считают, что для сознания необходимо, чтобы нейроны возбуждались, продуцируя устойчивый паттерн мозговой активности. Точный характер паттерна зависит от характера сенсорной информации, но, как только информация вошла в обработку, мозг должен сохранять стабильный паттерн в течение короткого периода времени – как будто ему нужно мгновение, чтобы считать информацию.

В 2009 году Аарон Шургер из Федеральной политехнической школы Лозанны проверил эту теорию, просканировав мозг 12 испытуемых методом фМРТ. Испытуемым показывали два изображения одновременно, по одному для каждого глаза. Один глаз видел красную линию на зеленом фоне, а другой – зеленую на красном. В результате этого смешения испытуемые иногда осознанно воспринимали рисунок, а иногда нет.

Когда люди сообщали, что видят рисунок, сканирование в среднем показывало, что их мозговая активность стабильна. Когда же они говорили, что ничего не видят, активность была более вариабельна. Шургер и его коллеги повторили эксперимент, используя электроэнцефалографию и магнитоэнцефалографию, измеряющие электрические и магнитные поля, генерируемые деятельностью мозга. Эти методы обеспечивают более высокое временно́е разрешение, чем фМРТ, что позволило исследователям увидеть, как в течение нескольких миллисекунд в пределах одного мозга изменяется паттерн активности.

Основываясь на предыдущем эксперименте, исследователи ожидали, что активность мозга испытуемых стабилизируется и останется таковой в течение сотен миллисекунд в случае, если они сообщат, что видят рисунок, а иначе будет изменчивой.

Затем ученые опробовали свой метод на 116 пациентах с нарушениями сознания. Пациентам в состоянии минимального сознания, в вегетативном состоянии и только что вышедшим из комы проигрывали звуковой тон, при этом регистрировалась активность их мозга. Оказалось, что чем выше была степень осознанности пациента, тем выше была степень устойчивости их мозговой активности.

Данная работа подтверждает и дополняет теорию нейронного глобального рабочего пространства сознания.

Важный ключ к происхождению сознания обнаружили почти столетие назад.

Когда Константин фон Экономо в 1926 году заглянул в объектив своего микроскопа, он увидел группу нейронов, длинных, веретенообразных и намного более крупных, чем окружающие их клетки. Они выглядели настолько неуместно, что сначала он подумал, будто эти клетки – симптом какой-то болезни. Но чем большее количество мозгов он рассматривал, тем больше этих необычных клеток он встречал – и всегда в тех же двух небольших областях мозга, связанных с процессами обработки запахов.

Какое-то время фон Экономо пытался понять, что эти «стержне- и винтообразные клетки», как он их назвал, могли бы делать, но в отсутствие технологий, которые позволили бы углубиться в этот вопрос, вскоре фон Экономо перешел к более перспективным направлениям исследований.

Почти 80 лет спустя Эстер Нимчински и Патрик Хоф, работавшие в то время в Университете Маунт-Синай в Нью-Йорке, так же наткнулись на группы этих странно выглядящих нейронов, и на этот раз технологии позволяли изучить их более подробно. Сейчас, спустя более чем 10 лет функциональной визуализации и патологоанатомических исследований, растет число доказательств того, что эти клетки могут иметь некоторое отношение к богатой внутренней жизни, которую мы называем сознанием.

Эти гигантские клетки мозга, которые теперь известны как веретенообразные нейроны(или нейроны фон Экономо), как минимум на 50 %, а иногда и на 200 %, больше типичных нейронов человека. В то время как большинство нейронов имеют пирамидообразное тело с обильно разветвленным деревом отростков, называемых дендритами, на каждом конце клетки, тело клеток у нейронов фон Экономо более длинное и веретенообразное, с единичным апикальным аксоном на одном конце клетки и единичным дендритом с очень низкой ветвистостью на другом (см. рис. 2.4). Они составляют лишь 1 % нейронов, встречаясь всего в двух небольших областях человеческого мозга: передней поясной коре(ППК) и фронтоинсулярной коре.

Их расположение в этих областях свидетельствует о том, что веретенообразные нейроны могут быть центральной частью механизмов человеческого сознания, ведь и ППК, и фронтоинсулярная кора в значительной степени вовлечены во многие сложные аспекты нашей внутренней жизни. Обе области активируются, когда мы получаем социально значимые сигналы, будь то хмурое лицо, гримаса боли или просто голос любимого человека. Когда мать слышит плач ребенка, обе зоны сильно реагируют. Также они активируются, когда мы испытываем эмоции, например любовь, похоть, гнев и горе.

Рис. 2.4. Нейроны фон Экономо могут играть важную роль в нашем самосознании

Похоже, что ППК и фронтоинсулярная кора играют ключевую роль и в сети «значимости», которая неосознанно регистрирует происходящее вокруг нас и направляет наше внимание на самые актуальные события, а также контролирует телесные ощущения, чтобы распознать любые изменения. Помимо этого, обе области активируются, когда человек распознает свое отражение в зеркале, что позволяет предположить, что эти части мозга лежат в основе нашего самосознания, чувства собственного «я» – ключевого элемента сознания.

В совокупности это можно приравнять к постоянно обновляемому чувству «как я себя ощущаю сейчас»: ППК и фронтоинсулярная кора соединяют телесные ощущения с социальными сигналами, мыслями и эмоциями, чтобы быстро и эффективно изменять наше поведение.

Сенсомоторная теория сознания

Одна из теорий, касающихся биологических основ сознания, концентрируется не на мозге, а на том, как мы телесно взаимодействуем со средой. По мнению Кевина О’Ригана из Университета Париж Декарт, наше переживание, квалиа, не генерируется каким-то особым мозговым механизмом, а скорее просто состоит из всего того, что мы делаем, когда взаимодействуем с миром посредством наших чувств.