Станислас Деан - Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Многие эксперименты показывают, что поступившие в мозг сублиминальные стимулы угасают стремительно, по экспоненте. Суммируя результаты этих экспериментов, мой коллега Лайонел Наккаш пришел к выводу (который диаметрально противоположен мнению французского психоаналитика Жака Лакана), что «бессознательное структурировано не как язык, а как затухающая экспонента» 23. Сделав усилие, мы можем сохранять сублиминальную информацию чуть дольше, однако качество этих воспоминаний будет таким низким, что уже через несколько секунд промедления вспомнить эту мысль можно будет разве что случайно 24. Чтобы мысль сохранялась долго, нужно сознание.

Но вот информация «достигла сознания», угасание ей не грозит — может ли она теперь использоваться в дальнейшей деятельности? Действительно ли некоторые когнитивные операции требуют участия сознания и лежат за пределами возможностей бессознательных мыслительных процессов? Ответ, по всей видимости, положительный: как минимум для человека сознание является источником возможностей, не уступающих возможностям сложнейшего компьютера.

Попробуйте хотя бы умножить в уме 12 на 13.

Закончили?

Вы почувствовали, как у вас в голове прокручивается каждая операция? Можете перечислить все действия, которые вы предприняли, одно за другим, и полученные промежуточные результаты? Обычно мы отвечаем на эти вопросы положительно: да, мы осознавали всю цепочку действий, которые пришлось проделать, чтобы получить произведение 12 и 13. Лично я первым делом вспомнил, что 12 2будет 144, а потом просто добавил еще 12. Кто-нибудь другой мог по старинке перемножить все цифры одну за другой. Важно другое: какую бы стратегию мы ни использовали, мы можем осознанно ее изложить. И наш рассказ будет соответствовать действительности: проверить его можно с помощью таких поведенческих показателей, как время ответа и движения глаз 25. В психологии такая точная интроспекция — явление нечастое. Преобладающее большинство операций, которые мы проделываем в уме, невидимы для нас самих: мы понятия не имеем об операциях, с помощью которых распознаем лица, планируем следующий шаг, складываем два однозначных числа или подбираем нужное слово. С числами, состоящими более чем из одного знака, дело, по-видимому, обстоит иначе: для того чтобы выполнять с ними арифметические действия, мы совершаем ряд действий, которые сами же можем наблюдать. Полагаю, что причина этого проста. Создание сложных стратегий за счет объединения нескольких простых действий — компьютерщики называют это «алгоритмом» — это еще одна уникальная функция сознания, развившаяся в ходе эволюции.

Сможете вы решить пример 12x13 без помощи сознания, если эти цифры покажут вам сублиминальным образом? Нет, нет и нет 26. Вам не обойтись без неторопливой системы-диспетчера, которая сохранит промежуточный результат и передаст его на следующий этап. Для гибкой передачи информации между стандартными внутренними процессами мозгу требуется «маршрутизатор» 27. Вот она, важная функция сознания: собирать информацию, поступающую от различных процессоров, объединять ее и передавать результат — осознаваемый символ — на другие, специально выбранные процессоры. Эти процессоры, в свою очередь, проделывают над символом бессознательные операции, и цикл повторяется столько раз, сколько потребуется. В результате мы получаем нечто вроде гибридной машины последовательно-параллельного действия, в работе которой периоды активной параллельной работы сменяются последовательным принятием решений и распределением информации.

Вместе с физиками Мариано Сигманом и Ариэлем Зильбербергом мы принялись исследовать вычислительные возможности этой системы 28. Она весьма напоминает то, что ученые-компьютерщики зовут «продукционной системой», — разновидность программ, созданную в 60-х годах XX века для решения задач, связанных с искусственным интеллектом. Продукционная система включает в себя базу данных («рабочая память») и массу разнообразных правил формата «если — то» (например, если в рабочей памяти есть А, заменить его на последовательность ВС). На каждом этапе работы система проверяет, соответствует ли правило текущему состоянию рабочей памяти. Если состоянию рабочей памяти соответствуют сразу несколько правил, то выбор совершается на основании стохастической системы приоритетов. Выбранное правило «просыпается» и изменяет содержание рабочей памяти, после чего процесс возобновляется. Таким образом, цепочка шагов состоит из последовательных циклов осознанного доступа, пробуждения и передачи данных.

Примечательно, что продукционные системы крайне просты, но при этом позволяют произвести любую эффективную процедуру — любые вычисления, какие только можно придумать. Возможностями они не уступают машине Тьюринга — воображаемому устройству, изобретенному британским математиком Аланом Тьюрингом в 1936 году. На основе машины Тьюринга был создан современный цифровой компьютер 29. Следовательно, мы с таким же успехом можем утверждать, что человеческий мозг, будучи наделен способностью к гибкой маршрутизации процессов, действует как биологическая машина Тьюринга. Мозг позволяет нам медленно проворачивать последовательность вычислений. Невысокая скорость вычислений объясняется тем, что промежуточный результат на каждом этапе должен удерживаться в сознании до тех пор, пока не поступит на следующий этап.

С этим построением связан один любопытный исторический курьез. Алан Тьюринг изобрел свою машину в попытке ответить на вопрос, заданный в 1928 году математиком Дэвидом Гилбертом: способен ли механический аппарат заменить математика и исключительно за счет манипуляций с символами определить, является ли то или иное математическое утверждение логическим следствием определенного набора аксиом? Машина Тьюринга должна была имитировать «действия человека, совершающего вычисления с действительными числами» (так писал сам Тьюринг в своей основополагающей работе 1936 года). Правда, Тьюринг не был психологом и мог полагаться исключительно на собственную интроспекцию. Полагаю, именно поэтому его машина воспроизводит лишь часть процессов, которые идут в голове у математика, — именно те, которые можно отследить с помощью сознания. Последовательные операции с символами, производимые машиной Тьюринга, можно назвать неплохой моделью операций, производимых при участии человеческого сознания.

Не поймите меня неправильно — я вовсе не намекаю на распространенное утверждение о том, что человеческий мозг — это тот же компьютер. В мозгу человека преобладают параллельные, самоизменяющиеся структуры, мозг работает с вероятностными распределениями, а не с дискретными символами, и устройство его радикально отличается от архитектуры современных компьютеров. Нейробиологи давно уже отказались от сравнения мозга с компьютером. Но вот действия мозга в процессе длительных вычислений последовательная продукционная система или машина Тьюринга воспроизводят довольно точно 30. Так, время решения примера с большими числами вроде 235+457 складывается из времени, затрачиваемого на каждую элементарную операцию (5+7; переход; 3+5+1 и, наконец, 2+4) — именно так и должно случиться при последовательном выполнении этапов решения 31.