Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Вот еще один интереснейший факт: взрослый человек может испытать напоминающий шизофрению психоз при приеме таких препаратов, как фенциклидин (более известный как РСР или ангельская пыль) и кетамин. Эти агенты блокируют нейротрансмиссию, причем именно в области возбуждающих синапсов NMDA-разновидности, которые, как нам сегодня известно, отвечают за передачу информации на большие расстояния в коре головного мозга сверху вниз⁶². В моей компьютерной модели сети глобального рабочего пространства синапсы NMDA играли важнейшую роль в массовой активации сознания, так как образовывали длинные петли, связывавшие между собой высокоуровневые области коры сверху вниз, после чего информация попадала к процессорам нижнего уровня, от которых исходил первоначальный импульс. Когда мы удалили из модели NMDA-рецепторы, всеобщая связанность резко упала и массовая активация не наступила

⁶³. Другие модели также свидетельствуют о том, что NMDA-рецепторы равно важны для медленного накопления фактов, лежащего в основе осознанного принятия решений⁶⁴

.

Таким образом, глобальная утрата связей сверху вниз может оказаться важным фактором, позволяющим объяснить появление негативных симптомов у больных шизофренией. Нарушение связей не затрагивает прямую передачу сенсорной информации, однако избирательно препятствует ее глобальной интеграции через петли, обеспечивающие связь сверху вниз и охватывающие большие расстояния. Получается, что у больных шизофренией абсолютно нормальным образом происходит прямая передача и обработка информации, в том числе способность к мелким операциям, провоцирующим сублиминальный прайминг. Однако у больных возникают проблемы с дальнейшим массовым возбуждением и распространением информации, а также страдают способность к сознательному мониторингу, вниманию сверху вниз, кратковременная память и сфера принятия решений.

А что же позитивные симптомы шизофрении — причудливые галлюцинации и бред? Нейробиологи-когнитивисты Пол Флетчер и Крис Фрит предложили исчерпывающее объяснение, построенное на идее нарушения распространения информации⁶⁵. Как уже говорилось в главе 2, мозг работает как Шерлок Холмс, как сыщик, который извлекает максимум сведений из разнообразных поступающих данных, как сенсорных, так и социальных. Такого рода статистическое научение подразумевает двусторонний обмен информацией⁶⁶

: сенсорные регионы отправляют свои сообщения вверх по иерархии, а более высокие области отвечают, отправляя сверху вниз свои прогнозы; из этого складывается алгоритм научения, который постоянно используется для разъяснения странной информации, поступающей от органов чувств. Научение прекращается в тот момент, когда высокоуровневые репрезентации становятся столь точны, что сделанные предсказания полностью соответствуют данным, идущим снизу вверх. Получаемый мозгом на этом этапе сигнал об ошибке (то есть о разнице между прогнозом и наблюдаемыми сигналами) ничтожно мал, и, как следствие, удивляться становится нечему: входящий сигнал перестает быть сколь-либо интересным и уже больше не запускает процесс обучения.

А теперь вообразим, что в случае шизофрении количество поступающих сверху вниз сообщений сокращается ввиду повреждения длинных связей или дисфункции NMDA-рецепторов. Это, по утверждению Флетчера и Фрита, приводит к сильнейшему нарушению настройки механизмов статистического научения. Поступающая сенсорная информация не получает удовлетворительного объяснения. Сигналы ошибки продолжают и продолжают поступать, их воздействие влечет за собой бесконечную лавину возможных интерпретаций. Шизофреник постоянно чувствует, что чего-то недопонял, что в мире остается множество скрытых слоев смысла, глубинных уровней объяснений, которые только он может ощутить и просчитать. И тогда он принимается придумывать бесконечные неестественные интерпретации всего происходящего вокруг.

Посмотрим, например, как мозг шизофреника отслеживает движения тела. В норме, когда мы совершаем движение, прогнозирующий механизм обнуляет то, что мы чувствуем в результате. Таким образом, когда мы берем чашку с кофе, то не удивляемся ощущению тепла или тяжести в руке, поскольку все это было предсказуемо. Мы еще не успели сомкнуть пальцы, а моторные области мозга послали вниз, в сенсорные области прогноз о том, что сейчас они ощутят все сопутствующее захвату. Прогноз этот работает так хорошо, что когда мы берем чашку, то даже не осознаем прикосновения к ней, и сознавать происходящее начинаем лишь в случае, если прогноз оказался ошибочным — например, чашка, которую мы схватили, оказалась слишком горячей.