Станислас Деан - Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Итак, остается лишь выяснить, что изменяется в мозгу под влиянием сознания. Существуют ли особые цепочки, возбуждающиеся лишь тогда, когда для выполнения задания требуется сознание? Возможно, сознательное восприятие вызывает в мозгу какие-то особые изменения, волны, колебания? Маркеры такого рода, если бы нам удалось их отыскать, можно было бы использовать как автограф сознания. Наличие этих процессов в мозгу указывало бы на причину так же однозначно, как подпись под документом указывает на личность подписавшего: есть автограф — безусловно присутствует сознательное восприятие.

В этой главе мы увидим, что несколько автографов сознания обнаружить все же удалось. Расколоть тайну сознания помогли методы нейровизуализации.

В 2000 году израильский ученый Каланит Грилл-Спектор, работавшая тогда в Институте Вейцмана (Тель-Авив), провела простой эксперимент с маской 2. Участникам эксперимента показывали некое изображение, причем демонстрация шла очень быстро, от 1/ 15до 1/ 8секунды, а вслед за изображением показывали еще одно, скрытое. В результате одни изображения участникам заметить удавалось, а другие — нет; все зависело от того, был ли преодолен порог сознательного восприятия. Ответы участников на графике дали красивую кривую: изображения, демонстрировавшиеся менее 50 миллисекунд, рассмотреть было очень трудно, а изображения, находившиеся на экране 100 миллисекунд или дольше, становились видимыми.

Затем Грилл-Спектор просканировала визуальную кору головного мозга участников (просканировать весь мозг в то время было не так-то просто) и обнаружила четкое разделение процессов. Первичные визуальные области активизировались независимо от участия сознания. Возбуждение первичной визуальной коры и областей вокруг нее наступало в связи с любым изображением, независимо от того, насколько хорошо оно было замаскировано. А вот в высших зрительных структурах коры, в области веретенообразной извилины и затылочно-височной латеральной области, наблюдалась тесная корреляция: мозговая активность имелась у тех, кто сообщал, что видел изображение. Эти области мозга связаны с разделением объектов на категории, например лица, предметы, слова, места, и с созданием постоянных их образов. По всей видимости, когда возбуждение достигало этого уровня, изображение переходило в разряд осознанных.

Примерно в то же время я вел аналогичные эксперименты с восприятием замаскированных слов 3. У меня на сканере отображались те области мозга, которые активировались всякий раз, когда участник смотрел на слова, демонстрируемые чуть ниже или чуть выше порога сознательного восприятия. Результаты были получены однозначные: даже в высших зрительных областях веретенообразной извилины состояние активности может наступать в отсутствие сознания. Собственно говоря, без участия сознания могут производиться даже довольно абстрактные умственные операции, требующие участия не самых базовых участков височной и теменной долей — тут и распознание слов «пианино» и «ПИАНИНО» как одного и того же слова, и узнавание цифры 3 и слова «три» как одного и того же числа 4.

И все-таки, когда порог сознания был перейден, я заметил, что состояние высших зрительных центров резко изменилось. Их активность серьезно возросла. В области, отвечающей за распознавание букв (области визуального образа слова) активность выросла в 12 раз! Мало того, в дело включились многие другие области, молчавшие, пока слово было замаскировано и невидимо для сознания. Области эти относятся к лобной и теменной долям и попадаются даже в глубине передней части поясной извилины, посередине между полушариями (см. рис. 16).

Рисунок 16.Первым автографом сознательного восприятия является интенсивное возбуждение различных областей мозга, в том числе билатеральной префронтальной и теменной. Если слово замаскировано и уходит в сублиминальную область (верхний рисунок), активируются специализированные цепочки, отвечающие за чтение, однако если то же самое слово будет увидено, активность в теменной и префронтальной долях значительно возрастет. Точно так же происходит активация слуховых областей, когда звук не воспринят сознанием (нижний рисунок), однако тот же самый звук, будучи замечен на сознательном уровне, вызывает обширную активность в нижней теменной и префронтальной коре

Измерив размах этой активности, мы обнаружили, что фактор амплификации, отличающий сознательную обработку информации от бессознательной, последовательно изменяется на протяжении всего пути зрительного импульса. Когда импульс впервые достигает коры головного мозга (зрительной коры), активность, пробужденная незамеченным словом, достаточно сильна и ее можно без труда отследить. Однако когда импульс идет дальше в кору, под воздействием маски он начинает утрачивать силу. Сублиминальное восприятие можно сравнить с волной прибоя — она высоко вздымается, находясь вдалеке, но у берега ее хватает лишь на то, чтобы лизнуть ваши ноги 5. А вот сознательное восприятие в той же терминологии можно сравнить с цунами или, пожалуй, с лавиной, это больше подходит, потому что сознательная активация не теряет, а набирает силу, как ком снега, который, скатываясь с горы, постепенно вырастает и превращается в лавину.

Чтобы наглядно это продемонстрировать, я в ходе эксперимента показывал слова в течение всего 43 миллисекунд, так, чтобы сетчатка получила минимальный импульс. Тем не менее активация начиналась и продолжалась в случае сознательного восприятия — нарастала и нарастала до тех пор, пока не вызывала обширную активность во многих областях. Активация этих областей шла крайне согласованно: возникающие во всех областях волны вздымались и падали одновременно. Это позволяло предположить, что задействованные участки держат друг с другом связь и подкрепляют друг друга до тех пор, пока возбуждение не превратится в несущуюся лавину. Если изображения были восприняты сознательно, синхронность оказывалась значительно выше, что могло указывать на важную роль корреляции активности для сознательного восприятия 6.

В ходе этих несложных экспериментов был найден первый автограф сознания: распространение сенсорной активности в мозге, набирающее силу и захватывающее различные регионы префронтальной и теменной долей. Этот автограф не раз удавалось воспроизвести, причем не только посредством зрительного восприятия. Вообразите, например, что вас поместили в аппарат для фМРТ, но внутри в нем очень шумно. Время от времени вы слышите в наушниках какой-то другой, мгновенно затухающий звук. Вы не знаете, что звук этот специально подобран так, чтобы вы могли расслышать только половину. Так выглядит идеальный способ сравнения сознательного и бессознательного восприятия, только на сей раз — для слухового восприятия. И результат все так же очевиден: неосознаваемые звуки активируют только ту часть коры, которая расположена вокруг первичной слуховой области, в то время как при осознанном восприятии звука активность мозга растет лавинообразно и прорывается в нижнюю теменную и префронтальную области (рис. 16) 7.