Станислас Деан - Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Функциональная МРТ отображает работу человеческого мозга с миллиметровым разрешением и может обновлять данные несколько раз в секунду. К сожалению, с помощью фМРТ мы не можем проследить за длительностью нейронной реакции, однако сегодня существуют и другие технологии, позволяющие точно определить время появления электрического заряда в синапсах — и череп для этого вскрывать опять-таки не надо. Ученые доработали старую добрую электроэнцефалограмму (ЭЭГ) — методику записи мозговых волн, которую изобрели еще в 1930-е, — и получили мощнейший аппарат на 256 электродов, позволяющий получать высококачественную цифровую запись деятельности сразу всего мозга с миллисекундным разрешением. Потом, в 1960-е, была изобретена новая, еще более эффективная технология магнитоэнцефалограммы (МЭГ), дающая исключительно точное изображение мельчайших магнитных колебаний, сопутствующих электрическим импульсам в нейронах коры головного мозга. И ЭЭГ, и МЭГ записать очень просто — пациенту либо прикладывают к голове небольшие электрические клеммы (ЭЭГ), либо размещают вокруг головы высокочувствительные детекторы магнитных полей (МЭГ).

Имея в своем распоряжении фМРТ, ЭЭГ и МЭГ, мы получили возможность от начала и до конца проследить за тем, что происходит в мозгу, когда визуальный стимул следует от сетчатки до самых глубин фронтальной коры. Сочетая этот инструментарий с техниками когнитивной психологии, мы можем заглянуть в сознание по-новому. Как уже говорилось в главе 1, в ходе экспериментов было найдено немало стимулов, обеспечивающих оптимальный контраст между сознательным и бессознательным состоянием. Воспользовавшись технологией маскировки или невнимания, мы можем сделать любое изображение невидимым для глаза. Мы можем даже поместить его на самую грань восприятия, так, чтобы человек видел его лишь половину времени, и разница между видимостью и невидимостью была связана исключительно с субъективным восприятием. В лучших экспериментах ученым удалось точно уравновесить стимул, задачу и ее выполнение. В результате сознание превратилось в одну из переменных, поддающихся манипулированию экспериментальным путем: в одном случае участник эксперимента видит изображение, а в другом — нет.

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.