Станислас Деан - Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Ну хорошо, мы можем бессознательно производить простейшие математические действия, в том числе вычислять среднее и сравнивать числа между собой. А как насчет таких творческих задач, как та, которую решил Пуанкаре, стоя на ступеньке омнибуса? Неужели озарение и впрямь может прийти в любую минуту, даже тогда, когда мы меньше всего этого ожидаем и думаем о чем-то ином? Похоже, что может. Наш мозг подобен хитроумной статистической системе, которая отслеживает значимые закономерности в самых, казалось бы, случайных последовательностях. И эти статистические процессы не прекращаются ни на минуту, даже когда мы спим.

Ульрих Вагнер и Ян Борн с коллегами проверили, правы ли ученые, утверждающие, что внезапные озарения часто происходят у них утром, в момент пробуждения, если говорящий при этом хорошо выспался 82. Чтобы протестировать это утверждение в лабораторных условиях, исследователи предложили подопытным принять участие в заумном математическом эксперименте: опираясь на требующие внимания правила, в уме перевести одну последовательность из семи цифр в другую, тоже семизначную. Участников просили назвать только последнюю цифру итоговой последовательности, но для того, чтобы ее вычислить, требовались длительные подсчеты в уме. Участники не знали, что у проблемы есть более простое решение: итоговая последовательность была симметрична, последние три цифры повторяли собой предыдущие три, но в обратном порядке (например, 4149941), и последняя цифра всегда совпадала со второй по счету. Если бы участники разгадали эту хитрость, они могли бы сэкономить массу сил и времени и прекратить подсчеты после второго знака. В ходе первого теста большинство участников не заметили скрытой закономерности, но вот что странно: если на следующую ночь они успевали хорошо выспаться, то вероятность озарения наутро возрастала в два с лишним раза и многие участники просыпались с готовым решением в голове! Проверка показала, что интервал времени между экспериментом и сном ни на что не влияет; важен лишь сам сон. По-видимому, во сне мозг собирал полученные ранее знания и придавал им более компактную форму.

Из исследований на животных нам известно, что в период сна нейроны гиппокампа и коры головного мозга сохраняют активность. Их сигналы «воспроизводят» те последовательности действий, которые происходили в предшествовавший сну период бодрствования, но только с повышенной скоростью 83. Например, крыса бегает по лабиринту, а затем засыпает; нейроны ее мозга, отвечающие за пространственное кодирование, реактивируются и воспроизводят прежние сигналы так точно, что можно даже разобрать, где именно блуждает сейчас крысиный разум. Правда, сигналы идут гораздо быстрее, чем при бодрствовании, а иногда даже в обратном порядке. Возможно, за счет этого сжатия времени мозг воспринимает все цифры последовательности практически одновременно, и в результате классические механизмы обучения могут вычленить скрытую в последовательности закономерность. Так или иначе, сну явственно сопутствует высокая бессознательная активность мозга, способствующая консолидации памяти и возникновению озарений.

Все эти лабораторные эксперименты имеют очень мало отношения к тому типу математического мышления, о котором писал Пуанкаре, рассказывая о своем бессознательном исследовании фуксовых функций и неевклидовой геометрии. Но мы подбираемся все ближе и придумываем все новые эксперименты, позволяющие исследовать множество операций, которые человеческий разум способен проделать хотя бы отчасти без участия сознания.

Долгое время считалось, что «центральный управляющий» мозгом — когнитивная система, которая управляет нашей умственной деятельностью, избегает автоматических реакций, распределяет задачи и отслеживает ошибки, — всецело принадлежит сфере сознательного. Однако недавно ученые продемонстрировали, что сложные управленческие функции могут выполняться бессознательно, под влиянием невидимых стимулов.

К этим функциям относится, в частности, наша способность контролировать себя и подавлять автоматические реакции. Представьте, что вам дают задание: производить одно и то же действие, например нажимать на клавишу, всякий раз, когда на экране возникнет изображение, — за исключением тех случаев, когда изображен будет черный диск. При появлении диска нажимать на клавишу ни в коем случае нельзя. Это задание называется «стоп-сигнал». Исследования многократно показали, что способность к подавлению рутинной реакции является отличительным свойством главной управляющей системы мозга. Голландский психолог Симон ван Гааль задался вопросом, требуется ли для сдерживания реакции участие сознания. Смогли бы участники эксперимента воздержаться и не нажать клавишу, если бы стоп-сигнал был сублимальным, то есть находился ниже порога сознания? Удивительно, но — да, такое возможно. Когда участникам мгновенно показали стоп-сигнал, который они могли воспринять только бессознательно, их движения замедлились и в конце концов они вообще отказались реагировать 84. Причины этого они и не понимали и сами, ведь стимула, заставившего их подавить импульс к действию, они разглядеть не могли. Это открытие показало, что «невидимое» — еще не значит «не поддающееся контролю». Даже невидимый стоп-сигнал может запустить цепочку реакций, которая проникнет глубоко в командные сети, управляющие нашими действиями 85.

Точно так же, без помощи сознания, мы можем порой замечать собственные ошибки. Во время эксперимента с движениями глаз всякий раз, когда взгляд участников отклонялся от заданного пути, ошибка активировала центры контроля в передней поясной коре головного мозга даже тогда, когда сам участник не замечал ошибки и утверждал, что ни на миг не отводил глаз от заданной цели 86. Неосознаваемые сигналы могут даже заставить человека сменить вид деятельности. В эксперименте, в котором испытуемые должны перейти от задачи 1 к задаче 2 тогда, когда увидят сознательно воспринимаемый сигнал, демонстрация этого сигнала ниже уровня осознания замедляла их деятельность и приводила к частичному переключению задачи на уровне коры головного мозга 87.

В общем, психологи явственно продемонстрировали не только существование сублиминального восприятия, но и возможность бессознательного запуска целого ряда умственных процессов (которые, правда, в большинстве случаев обрываются, не достигнув завершения). Участки мозга, которые, по данным перечисленных в этой главе экспериментов, активируются без участия сознания, изображены на рис. 13. Да, бессознательное знает множество разных кунштюков — от распознавания слов до сложения чисел, от выявления ошибок до решения задач. Но вся эта деятельность происходит очень быстро и одновременно с массой различных стимулов и реакций, и потому нередко остается невидимой для сознания.