Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

В процессе финального анализа сознательное восприятие можно сравнить с работой скульптора, который берет глыбу мрамора, отсекает большую часть и постепенно проявляет в камне собственное видение. То же и в мозгу: поначалу никак не связанные между собой сотни миллионов нейронов рабочего пространства подают исходные импульсы, но большую их часть мозг заглушает, оставляя активной лишь малую долю этих нейронов. Активная группа нейронов в буквальном смысле слова очерчивает контуры сознательной мысли.

Рисунок, образуемый активными и бездействующими нейронами, может послужить объяснением возникновения второго автографа сознания: волны РЗ, о которой шла речь в главе 4, — скачке положительного напряжения, регистрируемого в верхней части головы накожными датчиками. В период сознательного восприятия небольшая группа нейронов рабочего пространства становится активна и влияет на содержание наших мыслей, а активность других групп подавляется. Активные нейроны передают сообщение по коре головного мозга, посылая электрические импульсы по длинным аксонам, но в большинстве случаев получателями этих сигналов оказываются подавленные нейроны. В этом случае сигналы действуют как глушилка, словно бы сообщая таким группам: признаки, за которые отвечаете вы, сейчас неважны, поэтому помолчите, пожалуйста. В кодировании сознательной идеи принимают участие небольшие участки активных и синхронизированных между собой клеток, а также обширные пространства, занятые нейронами с подавленной активностью.

Геометрия клетки такова, что синаптический разряд активного нейрона движется от вынесенных наружу дендритов к телу клетки. Нейроны одной группы расположены параллельно по отношению друг к другу, их электрические заряды складываются, и на поверхности головы возникает медленная волна с отрицательным зарядом, местоположение которой соответствует местоположению областей, кодирующих сознательный стимул⁴²

. Но нейронов с подавленной активностью по-прежнему больше — и их разряды, складываясь, образуют электрический разряд с положительным потенциалом. Число подавленных нейронов превосходит количество активных во много раз, поэтому в итоге разряды с положительным потенциалом складываются в большую волну на поверхности головы — в волну РЗ, которую мы с легкостью фиксируем всякий раз при возникновении доступа в сознательный опыт⁴³. Вот и все — мы объяснили появление второго автографа сознания.

Моя теория прекрасно объясняет, почему волна РЗ так сильна, универсальна и воспроизводится снова и снова: она указывает в основном на то, что не имеет отношения к нашим текущим мыслям. Содержимое сознания связано не с массированным положительным разрядом, а с локальным отрицательным. Эдвард Фогель и его коллеги из Университета Орегона подтвердили эту идею, опубликовав работу, в которой чудесно продемонстрировали связь отрицательного напряжения в теменной коре с текущей рабочей памятью, содержащей пространственные структуры⁴⁴. Всякий раз, когда мы запоминаем несколько предметов, слабое отрицательное напряжение позволяет точно определить, сколько предметов мы видели и где они находились. Напряжение сохраняется ровно столько, сколько мы помним о предметах, усиливается, когда мы заносим предметы в память, становится особенно интенсивным, когда мы уже не можем удержать все предметы в памяти, исчезает, когда мы забываем о них, и всегда неизменно указывает на то, сколько предметов мы помним. В работе Эдварда Фогеля отрицательное напряжение в точности очерчивает границы сознательной репрезентации в полном соответствии с теорией рабочего пространства.

Имитация активации сознания

Науке о реальности недостаточно больше феноменологического ответа на вопрос «как?» — теперь ей требуется ответ математический.

Гастон Башляр. Формирование аналитического ума, 1938

Складывая в глобальном рабочем пространстве рисунок из активных и бездействующих нейронов, доступ в сознательный опыт формирует нашу мысль. Возможно, этого метафорического образа уже достаточно для того, чтобы мы могли интуитивно понять, что есть сознание, однако на смену ему все равно должна прийти более сложная математическая теория, объясняющая, как работают нейронные сети и почему они генерируют нейрофизиологические автографы, которые мы наблюдаем на макроскопической записи. В попытке дать точный ответ на эти вопросы мы с Жан-Пьером Шанжо принялись разрабатывать компьютерные имитации нейронных сетей, обладающие некоторыми основными свойствами доступа в сознательный опыт⁴⁵.