Текст книги "Быть собой. Новая теория сознания"

В апреле 2016 г. мы с Робином принимали участие в конференции, проходившей в аризонском Тусоне, прямо у подножия Каталинских гор. Нас обоих пригласили выступить с докладами о наших исследованиях, и мы воспользовались этой возможностью, чтобы выяснить, насколько наши с ним интересы в изучении сознания могут пересечься в контексте психоделии. Тогда как раз после нескольких десятилетий опалы и забвения возобновились научные и медицинские исследования ЛСД, а также других психоделических соединений, таких как псилоцибин (активный компонент галлюциногенных грибов). За экспериментом Хофмана на самом себе последовал всплеск исследований, направленных на изучение потенциала ЛСД как лекарства от ряда психологических расстройств, включая алкоголизм и другие зависимости. Результаты выглядели многообещающими, но к концу 1960-х, когда ЛСД с легкой руки Тимоти Лири и прочих превратился в рекреационный наркотик и символ бунтарства, почти все эти исследования были закрыты. Сколько-нибудь существенные научные проекты начали появляться вновь только в 2000-х, после почти полувекового простоя{57}57
  Подробнее об этой истории см.: «Мир иной» Майкла Поллана (М.: АСТ, 2020).


[Закрыть].

На нейрохимическом уровне классические психоделики – ЛСД, псилоцибин, мескалин и диметилтриптамин (ДМТ, действующее вещество южноамериканского галлюциногенного отвара аяуаска) – работают преимущественно за счет воздействия на серотониновую систему мозга. Серотонин – один из главных нейромедиаторов, то есть тех химических веществ, которые обеспечивают общение нейронов между собой в нейронных сетях. Психоделические вещества влияют на серотониновую систему, связываясь с определенным рецептором к серотонину – 5-HT2a, широко распространенным по всему мозгу. Одна из главных задач исследования психоделических веществ – понять, каким образом фармакологическое вмешательство на низком уровне преобразует глобальные паттерны активности мозга, вызывая такие глубокие изменения в сознательном опыте.

Как удалось еще раньше обнаружить научной группе Робина, психоделическое состояние включает в себя заметные изменения в динамике мозга по сравнению с контрольным состоянием при получении плацебо{58}58
  Carhart-Harris et al. (2012).


[Закрыть]. Нейронные связи между теми областями мозга, активность которых обычно скоординирована (так называемые сети состояния покоя), разъединяются, и подключаются другие области, в обычное время более или менее независимые. Иными словами, мы имеем дело с нарушением схем соединений, характерных для мозга в обычных условиях. Робин предположил, что этими нарушениями и объясняются типичные особенности психоделического состояния, такие как растворение границ между собой и миром и смешение чувств.

Мы с Робином поняли, что собранные им данные как нельзя лучше подходят для проведения анализа алгоритмической сложности, который мы с моей научной группой в Сассексе применяли к снам и анестезии. Так, например, часть нейровизуализационных исследований его группа выполняла с использованием магнитоэнцефалографии (МЭГ), дающей высокое временное разрешение и охват всего мозга целиком{59}59
  Обычно МЭГ и ЭЭГ обеспечивают очень высокое временное разрешение, измеряющееся миллисекундами, поскольку эти виды мониторинга отражают непосредственную электрическую активность групп нейронов. ФМРТ по сравнению с ними слишком медлительна, ее разрешение измеряется секундами. Отчасти это объясняется медленной работой аппарата МРТ, позволяющего делать снимок лишь раз в одну-две секунды, а отчасти медленным поступлением измеряемого фМРТ сигнала о насыщении крови кислородом.


[Закрыть], – именно то, что нам требовалось. С помощью МЭГ группа Робина измеряла активность мозга у добровольцев, принимавших псилоцибин, ЛСД или кетамин в малых дозах. (Если в больших дозах кетамин действует как анестетик, то в малых вызывает скорее галлюциногенный эффект.) И теперь, воспользовавшись этими данными, мы могли попытаться ответить на вопрос: что происходит с уровнем сознания, когда его содержание меняется так резко, как при психоделическом трипе?

Оставшиеся в Сассексе Майкл Шартнер и Адам Барретт просчитали изменение алгоритмической сложности сигнала МЭГ в различных областях мозга для всех трех психоделических состояний. Результаты получились совершенно четкими и абсолютно неожиданными{60}60
  Schartner et al. (2017a). Еще одно, более позднее, исследование выявило аналогичную картину при приеме диметилтриптамина (Timmermann et al., 2019).


[Закрыть]: и псилоцибин, и ЛСД, и кетамин давали повышение уровня сознания по сравнению с контрольным состоянием при принятии плацебо. Такое было впервые: до тех пор еще никто не наблюдал повышения уровня сознания по сравнению с исходным уровнем бодрствования в покое. Во всех предшествующих сопоставлениях – с состоянием сознания во время сна, при анестезии, при расстройствах сознания – отмечалось только понижение уровня по сравнению с исходным.

Что же означают эти результаты? Как уже говорилось, измерение алгоритмической сложности, которое мы используем, лучше всего представлять как измерение случайности, или «многообразия», сигналов мозга, к которым этот метод применяется. Полностью случайная последовательность будет иметь высочайшую алгоритмическую сложность из возможных, то есть величайшее возможное разнообразие сигналов. Таким образом, наши результаты дополнили предшествующее исследование Робина{61}61
  В последующем исследовании под руководством Лайонела Барнетта мы обнаружили, что психоделическое состояние характеризуется существенным уменьшением «информационного сообщения» между областями коры. Это в очередной раз говорит о том, что в психоделическом состоянии утрачивается перцептивная структура. См.: Barnett et al. (2020).


[Закрыть], показывая, что активность мозга в психоделическом состоянии со временем становится более произвольной – в полном соответствии с теми беспорядочными изменениями перцептивного опыта, о котором так часто рассказывают пережившие трип. Помимо этого наши результаты проливают чуть больше света на взаимосвязь уровня и содержания сознания. Перед нами пример измерения уровня сознания при обширных изменениях содержания сознания, которыми характеризуется психоделия. Восприимчивость уровня сознания к изменению его содержания не оставляет сомнений в том, что эти две составляющие не независимы друг от друга.

Итоги нашего анализа психоделических состояний заставляли задуматься. Ведет ли максимально произвольная (согласно показателям алгоритмической сложности) активность мозга к максимальному психоделическому опыту? Или она дает другой (отличный от исходного) «уровень» сознания какого-то иного рода? Такая экстраполяция кажется маловероятной. Скорее всего, мозг со всеми его вспыхивающими как попало нейронами просто перестанет выдавать сознательный опыт точно так же, как свободный джаз в какой-то момент перестает быть музыкой.

Однако алгоритмическая сложность – это не совсем то, что обычно понимают под «сложностью». Сложность в нашем интуитивном понимании никак не связывается с хаотичностью, тогда как на самом деле ее лучше представлять как нечто среднее между порядком и беспорядком, то есть не предельное выражение беспорядка. Это Нина Симон и Телониус Монк, а не Bonzo Dog Doo-Dah Band[10]10
  В своем дебютном альбоме 1967 г. «Горилла» группа Bonzo Dog Doo-Dah Band пародировала традиционный джаз, стараясь играть из рук вон плохо. К разговору о гориллах мы в этой книге еще вернемся.


[Закрыть]. Что произойдет, если руководствоваться вот таким, более научным пониманием сложности?

* * *

Ответ дают авторы статьи, вышедшей в 1998 г. в журнале Science, – Джулио Тонони и мой ныне покойный руководитель Джеральд Эдельман{62}62
  Tononi & Edelman (1998). Эдельман умер в 2014 г., я написал тогда один из множества некрологов, отдавая дань его огромному вкладу в науку (Seth, 2014a).


[Закрыть]. Я и сейчас, 20 лет спустя, помню, как прочитал ее впервые. Она перевернула мое представление о сознании и, можно сказать, привела в Институт нейробиологии в Сан-Диего.

Вместо того чтобы, как предполагал подход «нейронных коррелятов сознания» (НКС), сосредоточиться на одном эталонном сознательном опыте, например «восприятии красного», Тонони и Эдельман задались вопросом: что характерно для сознательного опыта в целом? И пришли к простому, но глубокому выводу: сознательный опыт – любой сознательный опыт – отличается одновременно информативностью и интегративностью. Отталкиваясь от этого, они и делали дальнейшие утверждения о нейронной основе всего сознательного опыта, а не только конкретных переживаний вроде восприятия красного, чувства зависти или зубной боли.

Давайте немного проясним, что скрывается за формулировкой «одновременная информативность и интегративность сознания».

Начнем с информации. Что мы имеем в виду, называя сознательный опыт информативным? Эдельман и Тонони употребляли этот термин не в том смысле, в каком информативным может быть чтение газеты, а в том, который при кажущейся банальности таит в себе большое богатство. Сознательный опыт информативен, поскольку отличается от любого другого сознательного опыта, который у вас когда-либо был, будет или мог бы быть.

Я скольжу взглядом по своему рабочему столу и смотрю в расположенное за ним окно – и впервые получаю чувственный опыт именно этого сочетания кофейных чашек, компьютерных мониторов и облаков, которому сообщают еще большую уникальность все прочие перцепции, эмоции и мысли, присутствующие в данный момент в глубине моего внутреннего мира. В каждый конкретный момент мы получаем один-единственный сознательный опыт из огромного множества возможных. Таким образом, каждый сознательный опыт значительно снижает неопределенность, поскольку реализуется именно этот опыт, а не тот и не другой и так далее. А снижение неопределенности – это как раз информативность (в математическом смысле).

Информативность того или иного сознательного опыта не зависит от того, насколько он насыщен или подробен, или от того, насколько он познавателен для обладателя. Слушая Нину Симон за поеданием клубники на американских горках, мы исключаем ровно столько же альтернативных впечатлений, сколько исключим, сидя с закрытыми глазами в тихой пустой комнате и не испытывая почти ничего. Всякий опыт снижает неопределенность по отношению к множеству возможных впечатлений ровно настолько же, насколько любой другой.

С этой точки зрения пресловутое «что значит быть тем-то» любого конкретного сознательного опыта определяется не столько тем, чем он является, сколько всеми нереализованными, однако вероятными вариантами, которыми он не является. Впечатление чистого красного создается именно таким, какое оно есть, не в силу какого-то неотъемлемого свойства красного, а в силу того, что красный – это не синий, не зеленый и не любой другой цвет, не запах, не мысль, не чувство сожаления и вообще не какая бы то ни было другая форма психического содержания. Красный – это красный в силу всего, чем он не является, и то же самое относится к любому другому сознательному опыту.

Но одной лишь высокой информативности недостаточно. Сознательный опыт не только высокоинформативен, он еще и интегративен. Единого мнения о том, что именно понимать под «интегративностью» сознания, пока нет, но, по сути, это значит, что любой сознательный опыт возникает как единое, целостное впечатление. Мы не отделяем цвет от формы, а предмет от фона. Множество различных составляющих того сознательного опыта, который я испытываю в данный момент, – компьютеры и кофейные чашки, звук закрывающейся двери в коридоре, мои мысли насчет того, что сейчас написать, – фундаментально и необходимо связаны друг с другом как части единого всеобъемлющего сознательного впечатления{63}63
  Ряд философов оспаривают предположение, что сознательный опыт непременно должен быть единым (Bayne, 2010). О вероятности отсутствия единства у сознания нередко заставляют задуматься пациенты с разделенным мозгом, то есть перенесшие операцию по разделению полушарий. Подробнее об этом в главе 3.


[Закрыть].

Ключевым шагом, который сделали Тонони и Эдельман, было следующее предположение: если каждый сознательный опыт является одновременно информативным и единым на феноменологическом уровне, то оба этих свойства должны быть присущи и нейронным механизмам в основе сознательного опыта. И одновременное выражение этих свойств закономерно предполагает, что нейронные механизмы не просто коррелируют с центральными феноменологическими чертами любого сознательного опыта, но, по сути, обусловливают эти черты.

Что означает для механизма эта одновременная интегративность и информативность? Давайте ненадолго отвлечемся от мозга и рассмотрим некую абстрактную систему, состоящую из большого количества взаимодействующих элементов (неважно каких). Как показывает иллюстрация ниже, для любой такой системы можно создать шкалу с двумя полюсами. На одном полюсе (левом) все элементы ведут себя независимо и случайно, как молекулы газа. Такая система будет максимально информативной – максимально случайной, но абсолютно не интегративной, поскольку все ее элементы независимы друг от друга.

На другом полюсе (правом) все элементы системы ведут себя совершенно одинаково, поэтому состояние каждого из них полностью определяется состоянием всех остальных. Никакой случайности. Аналогом будет расположение атомов кристаллической решетки, в которой позиция любого отдельного атома полностью определяется структурой решетки, образуемой позициями других атомов. Такая организация будет максимально интегративной, но почти неинформативной, поскольку состояний, в которых эта система может пребывать, окажется крайне мало.

В промежутке располагаются системы, в которых отдельные элементы могут действовать по-разному, но между собой они в той или иной степени скоординированы, поэтому система так или иначе ведет себя как «единое целое». Именно здесь мы обнаруживаем одновременно и интегративность, и информативность. И в этом случае возникает область пересечения порядка и беспорядка, к которой принадлежат системы, обычно называемые сложными.

А теперь перенесем эти принципы на устройство мозга и увидим, что они действительно проливают некоторый свет на нейронные основы сознания.

Рис. 2. Зависимость между сложностью и упорядоченностью

В максимально информативном мозге все нейроны действовали бы независимо друг от друга и выстреливали беспорядочно, словно абсолютно ни с чем не связанные. В таком мозге показатель алгоритмической сложности, допустим ЛЗВ, вышел бы очень высоким. Однако никаких состояний сознания этот мозг, обладающий высокой информативностью, но полностью лишенный интегративности, обеспечить бы не смог. На другом полюсе располагается максимально упорядоченный мозг, в котором все нейроны будут делать абсолютно одно и то же – возможно, выстреливать синхронно, единым залпом (примерно так и происходит во время эпилептического приступа). Алгоритмическая сложность здесь окажется очень низкой. Как и в предшествующем варианте, сознания в максимально упорядоченном мозге тоже не будет, но по прямо противоположной причине – высокая интегративность, полное отсутствие информативности.

Поэтому соответствующее своей задаче измерение уровня сознания должно отслеживать не информативность как таковую, а скорее совместное проявление информативности и интегративности. Такие замеры – измерение сложности в ее подлинном смысле – могли бы служить примером подхода к сознанию с позиций настоящей проблемы, напрямую связывая свойства механизма со свойствами опыта.

Как мы уже видели, аппроксимации алгоритмической сложности, такие как метод ЛЗВ, для этого не особенно годятся. Они много сообщают нам об информативности и почти ничего об интегративности. Метод ИСВ справляется несколько лучше. Чтобы отметка на шкале ИСВ была высокой, энергетический импульс от аппарата ТМС должен вызвать такой паттерн активности мозга, который будет трудно сжать, то есть указывающий на высокую информативность. При этом импульс должен прокатиться по всей поверхности коры, порождая «эхо», сжимаемость которого тоже можно будет оценить. Но хотя это распространение по коре и говорит об интегративности, оно все-таки не удовлетворяет требованиям, которые мы предъявляем к измерению такого рода в идеале. Для измерения ИСВ активность мозга должна быть хотя бы сколько-то интегративной – иначе никакого эха не возникнет, – однако количественные замеры интегративности (в отличие от замеров информативности) метод ИСВ не производит. А мы ищем методы измерения, позволяющие непосредственно оценить и интегративность, и информативность по одним и тем же данным, одним и тем же способом и одновременно.

Этим критериям, по крайней мере теоретически, отвечают несколько методов. Еще в 1990-х гг. Тонони и Эдельман вместе со своим коллегой Олафом Спорнсом разработали метод измерений, получивший название «метод нейронной сложности»{64}64
  Tononi et al. (1994).


[Закрыть], а 10 лет спустя я предложил собственный метод, основанный на другом способе вычислений, и назвал его «метод каузальной плотности»{65}65
  Seth et al. (2011a); Seth et al. (2006).


[Закрыть]. На основе этих методов был создан ряд других, все более замысловатых, с частью которых мы познакомимся в следующей главе. Все эти методы представляют собой попытки так или иначе выразить количественно, где именно в той самой области пересечения порядка и беспорядка, к которой относится совокупность информативности и интегративности, располагается оцениваемая система. Проблема, однако, в том, что на реальных данных нейровизуализации все они показывают не самые лучшие результаты.

Создается довольно любопытная ситуация. Вполне резонно ожидать, что методы, крепче увязанные с теорией, на практике будут показывать себя лучше, чем такие, как метод алгоритмической сложности, у которых опора на основополагающую теорию довольно слаба. Однако ожидания эти, как мы видим, не оправдываются; так что же происходит? Можно предположить, что ошибочна сама теория. Однако я склонен считать, что нам просто нужно отшлифовать математическую основу{66}66
  О сравнении методов измерения сложности в нейронаучном контексте см.: Seth et al. (2011a) и Mediano et al. (2019).


[Закрыть], чтобы методы работали именно так, как нам хотелось бы, а также усовершенствовать нейровизуализацию, чтобы получать правильные данные для анализа.

* * *

Таким образом, поиски подлинного счетчика сознания продолжаются. Надо сказать, что прогресс на данный момент достигнут значительный. Уже общепризнано, что сознательный уровень – это не то же самое, что бодрствование, и у нас уже есть ряд его измерений, которые впечатляюще эффективно отслеживают разные общие состояния сознания, а также позволяют обнаруживать остаточную осознанность у пациентов с повреждениями мозга. Особенное значение здесь имеет метод ИСВ, предложенный Массимини. С одной стороны, он используется в клинических исследованиях, а с другой – твердо опирается на фундаментальные теоретические принципы информативности и интегративности и поэтому эффективно увязывает между собой нейронные механизмы и универсальные свойства сознательного опыта, как и предполагает «настоящая проблема». Между тем постоянно появляются и другие методы{67}67
  Demertzi et al. (2019); Luppi et al. (2019).


[Закрыть], основанные на иных, но связанных с методом ИСВ принципах, а простые в использовании аппроксимации, такие как оценка алгоритмической сложности данных спонтанной деятельности мозга, выявляют поразительные связи между уровнем и содержанием сознания.

И тем не менее основополагающий вопрос остается открытым. Сознание больше схоже с температурой, то есть сводимо к базовому свойству физического (или информационного) мира и может идентифицироваться через это свойство? Или оно больше похоже на жизнь – совокупность множества различных свойств, каждое из которых имеет собственное объяснение с точки зрения находящихся в его основе механизмов? Подходы к измерению сознания, с которыми мы знакомились до сих пор, равняются на историю с температурой, но интуиция подсказывает мне, что в конце концов им все-таки окажется ближе аналогия с жизнью. Я считаю интегративность и информативность главными свойствами большей части, а может быть, и всего сознательного опыта. Но это не значит, что сознание представляет собой интегрированную информацию, как температура представляет собой среднюю кинетическую энергию молекул.

Чтобы узнать, что движет этим интуитивным убеждением, нам придется довести аналогию между сознанием и температурой до предела и посмотреть, насколько она это выдержит. Пора нам познакомиться с «теорией интегрированной информации».

Глава 3
Φ

Июль 2006 г., я в Лас-Вегасе, ем джелато с Джулио Тонони. Мы в отеле «Венецианский», и я слабо понимаю, что происходит. Из Лондона я прилетел накануне, а в глубинах «Венецианского» всегда ранний вечер – фальшивые звезды разгораются на фальшивом лазоревом небе, под которым фальшивые гондолы скользят мимо фальшивых палаццо. Все для того, чтобы постояльцы и гости задерживались подольше и продолжали тратить деньги, пребывая в перманентном состоянии aperitivo и не следя за временем. Я слегка в тумане после перелета и слегка навеселе – под эти фальшивые звезды мы перебрались после долгого обеда, – и уже не первый час мы обсуждаем подробности невероятно перспективной «теории интегрированной информации», или ТИИ. Это детище Тонони, и оно замахивается на решение трудной проблемы куда смелее всех других нейронаучных теорий. ТИИ утверждает, что субъективный опыт – это свойство причинно-следственных паттернов; что информация так же реальна, как масса или энергия, и что даже атомы могут обладать некоторым сознанием{68}68
  Основные статьи по теме ТИИ, опубликованные группой Тонони, – Tononi (2008); Tononi (2012); Tononi et al. (2016). С доступно изложенным манифестом теории можно ознакомиться в: Koch (2019).


[Закрыть].

Беспристрастности в нашей дискуссии мало. Я большую часть времени отстаиваю свою недавнюю статью{69}69
  Seth et al. (2006).


[Закрыть], в которой критикую раннюю версию теории Джулио, а он в свою очередь мягко, но настойчиво пытается объяснить, где я ошибаюсь. Не знаю, что тому виной – разница во времени, выпивка или железная логика Джулио, но я уже не так уверен в себе, как во время перелета. На следующее утро я даю себе слово шевелить мозгами пошустрее, вникать глубже, готовиться тщательнее и пить меньше.

Тогда ТИИ меня покорила – и я продолжаю восхищаться ею до сих пор, потому что это образцовая аналогия между сознанием и температурой. Согласно ТИИ, сознание – это и есть интегрированная информация. Постулируя эту идею, теория переворачивает все глубоко укоренившиеся представления о взаимосвязях разума и материи и о том, как сознание вплетено в ткань вселенной.

В 2006 г. о ТИИ еще мало кто знал. Сегодня это одна из самых известных, но при этом вызывающая наиболее жаркую полемику теория в науке о сознании. Ее продвигают, помимо самого Тонони, выдающиеся специалисты в данной области. Кристоф Кох, бывший сторонник подхода нейронных коррелятов сознания, назвал ее «гигантским шагом к окончательному решению давней загадки тела и разума»{70}70
  . www.scientificamerican.com/article/is-consciousness-universal.


[Закрыть]. Однако и несогласие эта теория в силу своей известности и амбициозности вызывает сильное. Одно из возражений – слишком большая математическая составляющая и непростительная сложность этого подхода. На самом деле это совсем не обязательно недостаток: никто не говорил, что разгадать загадку сознания будет легко. Другое возражение состоит в том, что постулаты этой теории слишком контринтуитивны, а значит, она наверняка неверна. Но руководствоваться интуитивными представлениями, имея дело с таким труднопостижимым феноменом, как сознание, тоже рискованно{71}71
  См., например, критику Скотта Ааронсона: www.scottaaronson.com/blog/?p=1799.


[Закрыть].

На мой взгляд, гораздо более серьезное препятствие для ТИИ заключается в том, что ее экстраординарные постулаты требуют экстраординарных доказательств, однако сама эта амбициозная задача – решить трудную проблему – делает ее основные утверждения непроверяемыми на практике. Необходимое экстраординарное доказательство просто не получится добыть. К счастью, еще не все потеряно. Как я объясню ниже, некоторые прогнозы ТИИ могут оказаться проверяемыми, по крайней мере в принципе. Кроме того, существуют альтернативные интерпретации ТИИ, больше ориентированные на настоящую проблему, а не на трудную, – они стоят за разработкой новых методов измерения уровня сознания, имеющих твердую теоретическую основу, но при этом применимых практически.

* * *

Как подсказывает название, в основе ТИИ находятся понятия информативности и интегративности. Теория опирается на те самые идеи об измерении сознательного уровня, с которыми мы уже встречались в предшествующей главе, однако переосмысливает их по-своему.

Ядро ТИИ – это величина «Φ» (греческая «фи»). Проще всего представлять себе Ф как показатель того, насколько система с точки зрения информативности «больше суммы» своих частей. Как система в принципе может быть больше суммы своих частей? В качестве примерной аналогии можно привести стаю птиц – стая кажется больше совокупности составляющих ее особей и как будто бы «живет собственной жизнью». ТИИ переносит эту идею в информационную область. Показатель Ф в ТИИ обозначает количество информации, порожденной системой «в целом» помимо и сверх количества, порождаемого ее частями по отдельности. На этой основе строится основной постулат теории – «система сознательна в той мере, в какой ее целое порождает больше информации, чем ее части»{72}72
  Ф можно рассматривать и как показатель эмерджентности. Эмерджентность – это очень общее понятие, связанное с тем, как макроскопические свойства (например, стая) складываются из своих микроскопических составляющих (отдельные птицы) или соотносятся с ними. См.: Hoel et al. (2013); Rosas et al. (2020); Seth (2010).


[Закрыть].

Обратите внимание: это не просто утверждение о корреляции и не предположение в духе настоящей проблемы о механистических свойствах системы, которые стоят за феноменологическими свойствами. Это утверждение о тождестве. Согласно ТИИ, уровень Ф имманентен системе (то есть он не зависит от наблюдения извне) и тождествен количеству сознания, связанного с этой системой. Высокая Ф – много сознания. Нулевая Ф – никакого сознания. Поэтому ТИИ можно считать квинтэссенцией температурной аналогии представления о сознании{73}73
  Эту аналогию используют сами Тонони и Кох (Tononi & Koch, 2015).


[Закрыть].

Что нужно, чтобы получить высокую Ф? Основная идея знакома нам еще из предыдущей главы, но есть некоторые важные различия, поэтому давайте начнем сначала.

Представьте себе сеть упрощенных искусственных «нейронов», каждый из которых может быть «включен» или «выключен». Чтобы обеспечить высокую Ф, сеть должна удовлетворять двум главным условиям. Во-первых, общее состояние сети – всей сети «как целого» – должно исключать большое количество вероятных альтернативных общих состояний. Это информативность, и в ней отражено феноменологическое наблюдение, что любой сознательный опыт исключает множество возможных альтернативных ему сознательных переживаний. Во-вторых, информативность при рассмотрении системы в целом должна быть больше, чем при делении ее на части (отдельные нейроны или группы нейронов) и рассмотрении всех этих частей независимо друг от друга. Это интеграция, и в ней отражено наблюдение, что весь сознательный опыт объединен и все его впечатления переживаются «как единое целое». Ф – это способ обозначить систему числом, показывающим, сколько она набирает по обоим параметрам.

Низкую Ф система может получить по многим причинам{74}74
  Излагается в адаптированном виде по: Tononi (2008).


[Закрыть]. Одна из них – недостаточно высокая информативность. Самым простым примером тут служит единичный фотодиод – простой светочувствительный датчик, который может быть либо «включен», либо «выключен». У такого фотодиода Ф будет низким или нулевым, поскольку его состояние в любой момент почти никакой информации ни о чем не несет. Любое состояние, в котором он может находиться (единица или ноль, включен или выключен), всегда исключает только одну альтернативу (ноль или единицу). Единичный фотодиод передает, самое большее, один «бит» информации[11]11
  В информатике бит – это базовая единица измерения количества информации.


[Закрыть].

Другая причина, по которой Ф у системы может оказаться низкой, – недостаточно высокая интегративность. Представьте большой комплект фотодиодов, допустим как в светочувствительной матрице камеры вашего телефона. Общее состояние системы – это состояние всего комплекта, и оно очень информативно. Большой комплект сенсоров будет менять общее состояние при каждом изменении состояния мира, с которым он взаимодействует, – в этом и есть польза фотокамер. Однако для самих диодов эта общая информация никакого значения не имеет. Отдельные фотодиоды в матрице независимы друг от друга – их состояние определяется только уровнем освещенности, приходящимся на каждый из них. Разделите матрицу на группы независимых фотодиодов, и они будут работать так же исправно{75}75
  В первом приближении, не берущем в расчет такие функции, как, например, регулировка контрастности, которая должна охватывать весь комплект.


[Закрыть]. Информация, передаваемая комплектом диодов как целым, не превысит передаваемую всеми диодами независимо друг от друга, то есть информация от всей системы не превысит информацию от входящих в нее частей, а значит, Ф и в этом случае окажется нулевой.

Еще один поучительный пример, когда Ф может равняться нулю, – ситуация так называемого расщепленного мозга. Представьте себе сеть, разделенную на две совершенно независимые половины. Каждая половина может обладать ненулевой Ф, однако у сети как целого Ф будет нулевой, поскольку при данном способе деления надвое целое не превысит сумму частей. Этот пример подчеркивает, насколько Ф зависит от оптимального деления системы, позволяющего минимизировать разницу между тем, что делает целое, и тем, что делают ее части. Это одна из особенностей ТИИ, отличающая ее от методов измерения сложности, описанных в предыдущей главе.

Из этого же примера следует, что в настоящем расщепленном мозге (образующемся после разделения полушарий хирургическим путем при некоторых неизлечимых другими способами случаях эпилепсии{76}76
  Операция по расщеплению мозга предполагает рассечение мозолистого тела – крупного пучка нервных волокон, соединяющих полушария. Операция позволяет облегчить состояние страдающих тяжелыми формами эпилепсии, однако в наше время ее проводят редко, поскольку появляется все больше других, менее инвазивных методов лечения. Какая-то степень связи между полушариями у перенесших операцию сохраняется, но мы в своем теоретическом примере представим для простоты, что мозг действительно разделен надвое целиком. См.: de Haan et al. (2020).


[Закрыть]) могут обитать два независимых друг от друга «сознания», но единой сознательной общности, охватывающей оба полушария, не будет. Точно так же и нас с вами, хотя каждый из нас обладает сознанием, как единой сознательной общности, включающей в себя нас обоих, не существует, поскольку в информационном отношении нашу пару можно без труда разделить надвое.

Настоящим мозгом мы и займемся. Теория интегрированной информации очень четко объясняет уже имеющийся у нас ряд наблюдений об уровне сознания{77}77
  Tononi et al. (2016).


[Закрыть]. Как мы помним из предшествующей главы, мозжечок, на который приходится около трех четвертей нейронов мозга, судя по всему, не особенно участвует в обеспечении сознания. ТИИ может это объяснить, поскольку анатомия мозжечка сопоставима со светочувствительной матрицей камеры – это большое количество полунезависимых контуров. Кора больших полушарий, в противоположность ему, полным-полна плотно переплетенных между собой нейронных связей, которые, скорее всего, будут давать высокую Ф. Тогда почему же сознание угасает во время сна без сновидений, общей анестезии, комы, если эти связи остаются прежними? Согласно ТИИ, в таких состояниях нарушается способность нейронов коры взаимодействовать с остальными, ведя к исчезновению Ф.

ТИИ демонстрирует «аксиоматический» подход к сознанию. Она отталкивается не от экспериментальных данных, а от теоретических принципов. Аксиомы в логике – это самоочевидные истины, то есть признанные не требующими доказательств. Хороший пример такой аксиомы – евклидовский постулат «совмещающиеся друг с другом [фигуры] равны между собой». ТИИ выдвигает аксиомы, касающиеся сознания{78}78
  Помимо аксиом интегративности и информативности ТИИ выдвигает три другие: сознание существует, оно состоит из множества компонентов и каждому сознательному опыту присущ собственный – эксклюзивный – пространственно-временной масштаб (Tononi et al., 2016). Философ Тим Бейн критикует ТИИ за то, что постулируемые ею аксиомы, особенно последняя, касающаяся «эксклюзивности», на самом деле нельзя назвать самоочевидно истинными (Bayne, 2018).


[Закрыть], – в первую очередь гласящую, что сознательный опыт одновременно информативен и интегративен, – и на каркасе этих аксиом выстраивает утверждения о том, какими свойствами должны обладать механизмы, находящиеся в основе этого опыта. Согласно ТИИ, любой механизм, обладающий этими свойствами, будь то мозг или что-то иное, биологическое или небиологическое, получит ненулевую Ф и у него будет иметься сознание.

* * *

Довольно о принципах. Как и в случае с любой теорией, выстоит ТИИ или рухнет, зависит от того, насколько проверяемы ее гипотезы. Основной ее постулат заключается в том, что уровень сознания той или иной системы задан ее Ф. Для проверки этого постулата нужно измерить Ф реальных систем – и вот тут возникает проблема. Как выясняется, измерить Ф крайне трудно, а в большинстве случаев почти или совершенно невозможно. Главным образом потому, что ТИИ трактует «информативность» не совсем так, как принято.

В математике информацию рассматривают так, как ее рассматривал в 1950-х гг. Клод Шеннон, – то есть относительно наблюдателя. Информация относительно наблюдателя (внешняя) – это степень снижения неопределенности с точки зрения наблюдателя при наблюдении за системой в конкретном состоянии. Представьте себе, например, что вы много раз бросаете игральную кость. Каждый раз вы наблюдаете реализацию одной из шести вероятностей, исключающую тем самым пять остальных. Это соответствует определенной величине снижения неопределенности (величина эта измеряется в битах) и являет собой информацию, существующую «для» наблюдателя.