Станислас Деан - Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Вот он, идеальный эксперимент: один и тот же стимул, одна и та же реакция, но часть участников видела вспышку, а другая часть — нет. Данные ЭЭГ свидетельствовали о том, что на раннем этапе, в течение примерно 250 миллисекунд, активность мозга у всех участников наблюдалась абсолютно одинаковая. Разница между двумя группами исследований заключалась только в одном: у тех, кто осознавал, что видел вспышку, волна РЗ через 270 миллисекунд становилась значительно больше, чем у тех, кто отметил вспышку неосознанно. Волна имела не только характерную амплитуду, но и специфический рисунок: неосознанный стимул возбуждал небольшую волну с положительным потенциалом в задней части теменной коры, и волна эта, по всей видимости, говорила об идущей бессознательной обработке данных, позволяющей дать правильный ответ. Однако на левую и правую фронтальные доли возбуждение переходило только в случае наличия осознанного восприятия.

Солти сам решил выступить в роли адвоката дьявола и задался вопросом о том, нельзя ли объяснить полученные им результаты с помощью смешанных экспериментов, когда ответы давались бы наугад, а иногда наблюдалась бы волна РЗ нормального типа. Однако анализ показал, что эта альтернативная модель несостоятельна. При сублиминальной демонстрации стимула у испытуемых действительно наблюдалась постфактум небольшая волна РЗ, однако она была слишком мала, имела слишком малую амплитуду и сильно запаздывала, а потому ничем не походила на волны, наблюдаемые при осознаваемой демонстрации стимула. Волна эта свидетельствовала разве только о том, что в экспериментах с сублиминальным изображением лавина активности в мозгу успевала начаться, но быстро сходила на нет и угасала, не успев возбудить сколь-либо серьезную волну РЗ. При процессах, соответствующих исключительно сознательному восприятию, наблюдалась только полноценная волна РЗ, распространявшаяся по префронтальной коре в обе стороны.

Стоит нам получить какие-то неожиданные данные, как мозг сейчас же развивает бурную деятельность. Мы с коллегами назвали это его свойство «глобальной массовой активацией» 28. Вдохновил нас на это название канадский нейрофизиолог Дональд Хебб, который первым проанализировал деятельность групп нейронов и в 1949 году написал об этом бестселлер «Организация поведения» 29. Хебб очень наглядно объяснил, как возбуждение передается по цепочке от одного нейрона к другому и вскорости может вылиться в массовую синхронизированную деятельность — это похоже на зрительный зал, который после первых одиноких хлопков вдруг срывается во всеобщую овацию. Как охваченные восторгом зрители вскакивают с мест и разражаются аплодисментами, заражая своим энтузиазмом окружающих, так и большие пирамидальные нейроны, расположенные в верхних слоях коры мозга, передают свое возбуждение обширной аудитории нейронов-приемников. Мы с коллегами предположили, что глобальная массовая активация происходит тогда, когда передаваемое возбуждение переходит порог и начинает подпитывать само себя: одни нейроны возбуждают другие, а те, в свою очередь, передают возбуждение обратно 30. В итоге мы имеем взрыв активности: тесно связанные между собой нейроны срываются в устойчивое состояние высокоуровневой активности и превращаются, по выражению Хебба, в «совокупность клеток», где носится туда-сюда один и тот же импульс.

Этот коллективный феномен напоминает то, что физики зовут «фазовым переходом», а математики — «бифуркацией»: внезапная, практически дискретная метаморфоза физической системы. Пример фазового перехода из жидкого состояния в твердое — вода, которая замерзает и превращается в лёд. В самом начале наших раздумий о сознании мы с коллегами заметили, что многие свойства сознательного восприятия вполне укладываются в концепцию фазового перехода 31. Вода замерзает только при наступлении определенных условий; так же и стимулы — краткие остаются неосознанными, а долгие становятся видимыми. У большинства самоподпитывающихся физических систем имеется переломная точка, в которой происходит или не происходит (под влиянием случайной помехи или шума) крупная метаморфоза. Вряд ли мозг является исключением из правил, подумали мы.

Можно ли утверждать, что осознанный стимул запускает фазовый переход в мозгу и мощно воздействует на активность коры, «замораживая» области мозга в согласованную структуру? Как это доказать? Чтобы докопаться до истины, мы с Антуаном Дель Кулем придумали простой эксперимент 32. Мы постоянно изменяли некий физический параметр демонстрации, так, чтобы он менялся как меняется температура медленно остывающей в склянке воды. Затем мы стали изучать субъективные отчеты и объективные маркеры мозговой активности, выискивая ситуации, в которых разные участки мозга действовали бы с перерывами, а потом внезапно выдавали сильнейшую активность, как при выраженном фазовом переходе.