Текст книги "Психология сознания"

1. Удается ли какой-либо из этих философских теорий сознания действительно решить «трудную проблему», устранить объяснительную пропасть или проблему «на что это похоже»?

2. Сравните современные теории сознания с традиционными философскими теориями разума и тела, представленными в главе 1. Можно ли отнести каждую из современных теорий к каким-то из традиционных категорий?

3. Какая философская теория сознания кажется наиболее вероятной? Каковы ее достоинства и недостатки?

Обзор современных эмпирических теорий сознания

Анализ: основные разногласия теорий сознания

Выводы

Вопросы для обсуждения

Бернард Баарс – когнитивный психолог, он играет заметную роль в современных исследованиях сознания. Его новаторская книга «Когнитивная теория сознания» (A cognitive theory of consciousness) вышла в свет еще в 1988 году, в то время, когда эмпирические теории сознания были немногочисленными и не привлекали к себе особого внимания. Также Баарс является соучредителем ведущего профессионального научного журнала, посвященного науке о сознании, Consciousness and Cognition (Сознание и познание), созданного в 1991 году.

Теория глобального рабочего пространства (ТГП) (GWT – global workspace theory) основана на общепринятом в когнитивных науках представлении, которое было очень популярно в 80-х годах, когда эта теория возникла. Когнитивисты считают, что наш разум – это система обработки информации, которую можно разделить на два разных типа архитектуры (processing architectures). Архитектура первого типа состоит из множества отдельных когнитивных модулей, которые анализируют входящую сенсорную информацию, а архитектура второго типа – из общей центральной системы, в которую входят когнитивные функции более высокого порядка (рис. 11.1).

Модуль – это механизм обработки, который специализируется на обработке только одного определенного типа информации, скажем, на распознавании знакомых лиц или устной речи. Только соответствующий тип информации может быть воспринят модулем как входящая информация. Когда этот тип информации доступен, модуль обрабатывает ее быстро, автоматически, отдельно или в изоляции от других модулей, без волевых усилий и без осознания. Модуль создает информацию, которая может получить доступ к сознанию, скажем, информацию о том, что это лицо знакомо, или дает интерпретацию о значении какого-то слова. Словосочетание «модульность разума» (Fodor, 1983) говорит о том, что всю сенсорно-перцептивную информацию сначала анализируют соответствующие модули, наш разум содержит сотни таких механизмов обработки, и каждый из них специализируется только на одном-единственном типе информации, на одном-единственном типе функций.

Рис. 11.1. Глобальное рабочее пространство (Global workspace)

В теории Баарса сознание напоминает широкую сеть связей между специализированными, неосознаваемыми модулями обработки, конкурирующими за доступ к глобальному рабочему пространству. Сообщение, которое побеждает в этой конкуренции и распространяется по всему рабочему пространству, формирует текущее содержание сознания

Традиционная когнитивная теория концентрировалась на описании модульной структуры разума, но ничего не говорила о сознании. ТГП пытается описать способ, с помощью которого информация, сначала обработанная модулями, в итоге входит в единую центральную систему сознания. Глобальное рабочее пространство – это когнитивная архитектура, в которую разные модули отправляют результаты обработки. Каждый модуль посылает в эту обширную сеть свои результаты, и в этой сети результаты обработки разных модулей свободно взаимодействуют, хотя сами модули изолированы друг от друга. Таким образом, результаты модулей можно назвать сообщениями, отправленными в сеть.

Здесь сообщения начинают конкурировать друг с другом за «глобальный доступ», то есть за доминирующее положение в сети. Сообщение, победившее в этой конкуренции, «передается в эфир» и тем самым формирует мгновенное содержание сознания. У сообщений, которые побеждают в конкуренции, должна быть некоторая минимальная продолжительность – как минимум 50–250 миллисекунд. Если сообщение «передается в эфир» в течение меньшего времени, оно не успевает распространиться по всему рабочему пространству и поэтому исчезает, не успевая дойти до сознания. Сообщения, которые побеждают в конкуренции, кроме того, должны быть внутренне целостными и информативными – внутренне противоречивые сообщения самоуничтожаются, а не несущие никакой новой информации сообщения не дают системе ничего нового и поэтому быстро рассеиваются. Глобальное рабочее пространство, согласно Баарсу, – это орган массовой информации в системе «специалистов», информационная сеть, где любая информация может быть связана с любой другой информацией. Но это не «система исполнительной власти» – она не принимает решений и не разрабатывает планов.

Баарс описывает свою теорию сознания с помощью метафоры театра. Победивший модуль похож на актера, который выходит на авансцену, и только его слова и действия моментально передаются всем зрителям в театре. В театре темно, освещена только авансцена, и поэтому зрители только видят «победившего» актера. Освещенная авансцена – метафора селективного внимания. Баарс считает, что селективное внимание – это шлюз в сознание (или к «передаче» сообщения). Внимание выбирает, куда или на какое содержание должен быть направлен свет театрального прожектора, а сознание – это следствие такого освещения цели. Содержание сознания становится ясным, и его можно выразить вербально или другими средствами; поэтому критерий сознания – возможность выражения, вербального или невербального.

Нейрональный субстрат глобального рабочего пространства сознания в мозге остается неясным. Баарс предполагает, что в нем есть как минимум два компонента: сенсорная кора, где стимулы представлены как паттерны активации коры; и активность ретикулярной формации и таламуса. Объединив их, можно получить следующую картину: сенсорную активность коры можно связать с таламусом посредством таламокортикальных петель обратной связи. У таламуса в свою очередь есть массивные связи со всей корой, а также с подкорковыми механизмами. Возможно, в этой системе совокупности нейрональной активации получают широкий доступ – так что, возможно, это и есть нейрональное глобальное рабочее пространство.

Несколько другую теорию рабочего пространства выдвинули французские нейробиологи Станислас Дехен, Лионель Наккаше и Жан-Пьер Шанже. Они считают, что нейрональное глобальное рабочее пространство (НГП) (NGW – neural global workspace) основано на кортикальных нейронах «рабочего пространства», которые создают дальние и обширные связи в коре. Такие нейроны особенно часто находят в определенных слоях коры (пирамидные нейроны кортикальных слоев 2 и 3). Идея состоит в том, что активность в этих слоях коррелирует с сознанием. Таких нейронов рабочего пространства особенно много в префронтальной коре, но они есть и во многих других областях мозга. Система НГП анатомически четко не очерчена, потому что в разное время в рабочее пространство мобилизуются разные популяции нейронов.

Для мобилизации – или участия в формировании содержания сознания – нужна длительная активность определенного типа. Во-первых, сам модульный процессор должен быть внутренне активен. Затем он отправляет результаты обработки (восходящие сигналы) к НГП, а активные нейроны рабочего пространства отсылают назад нисходящие сигналы, которые повышают активность и усиливают сообщения. Такая двусторонняя активация создает самоусиливающийся, самоподдерживающийся цикл нейрональной активности, поставляющий то или иное содержание в поток сознания. В отличие от первоначальной модели, предложенной Баарсом, эта модель рабочего пространства делает акцент на активности коры мозга и не отводит решающей роли таламокортикальным петлям активности. Активность нейрональных ансамблей, предполагаемая теорией NGW, тесно связывает сознание с нисходящим селективным вниманием и рабочей памятью – возможно, настолько тесно, что сознание становится почти идентичным вниманию и рабочей памяти.

Теория глобального рабочего пространства Баарса была опубликована в 1988 году, а спустя всего два года, в 1990 году, Фрэнсис Крик и Кристоф Кох предложили еще одну теорию сознания, получившую большое влияние. Впоследствии они развивали свой подход к сознанию в серии статей, до самой смерти Фрэнсиса Крика в 2004 году. Принимая во внимание, что подход Баарса почти полностью «когнитивен», Крик и Кох подходят к сознанию с точки зрения нейронауки и в своей довольно известной статье «К нейронаучной теории сознания» (1990) утверждают, что нейронауке пора начать серьезно относиться к сознанию. Благодаря этому весьма своевременному манифесту двух уважаемых, серьезных представителей нейронауки сознание быстро стало популярной темой исследований в нейронауке.

К их словам отнеслись серьезно, не в последнюю очередь благодаря репутации Фрэнсиса Крика – одного из самых известных ученых 20-го столетия. В 1953 году, вместе с Джеймсом Уотсоном, он обнаружил двойную структуру спирали ДНК, тем самым открыв «тайну жизни», и в 1962 году получил за это Нобелевскую премию. В 80-х годах Крик стал все чаще обращаться к когнитивной нейронауке и опубликовал несколько статей, посвященных нейрональным механизмам в фазе «быстрого сна» и таламическим механизмам внимания. Затем, в конце 80-х годов, он объединил усилия с молодым нейробиологом Кристофом Кохом, и их совместная работа вошла в историю исследований сознания.

Крик и Кох предложили даже не теорию, а общий подход или программу исследований сознания. Они считали, что на данном этапе не стоит пытаться давать точные определения сознанию, потому что это невозможно. Нейронауке не нужно стремиться первым делом объяснить квалиа; к этому можно будет вернуться позже. Нейробиологи могут и должны, утверждают Крик и Кох, сосредоточиться на поисках нейрональных коррелятов сознания, определяемых как минимальный набор механизмов мозга и событий, достаточных для возникновения тех или иных феноменальных состояний. В конечном счете, если феномен сознания вообще удастся объяснить, это будет сделано в терминах нейронауки.

Сенсорная кора содержит то, что Крик и Кох называют сущностными узлами (essential nodes). Это популяции нейронов, отвечающие за один особый аспект сенсорного восприятия, скажем, за цвет воспринимаемого объекта. Таким образом, сущностные узлы – необходимая нейрональая основа квалиа. Но узел не может создавать квалиа сам по себе, даже если его нейроны, как сумасшедшие, отправляют импульсы во все стороны. Узел должен быть связан с более широкой сетью, которая называется коалицией нейронов. Коалиция – это набор нескольких сущностных узлов в более обширной сети. Только тогда, когда коалиция становится активной как единое целое, синхронизируя активность нейронов всех ее членов, возникает перцептивная репрезентация, способная войти в сознание.

Однако для формирования коалиции нейрональные проекции из сенсорных областей, расположенных в задней части мозга (где расположены узлы), должны поступать в области, связанные с вниманием и расположенные в передней части мозга, и получать от них соответствующую обратную связь. Только такая нисходящая обратная связь может повысить уровень активности коалиции выше критического порога на достаточно длительный период времени, чтобы эта коалиция победила в конкуренции. Нисходящее внимание, таким образом, можно считать механизмом, помогающим коалиции внутренне синхронизироваться и выиграть конкуренцию за доступ к сознанию. Такой механизм обратной связи для сознания весьма напоминает теорию рабочего пространства, описанную выше.

В первой версии своей теории Крик и Кох предложили знаменитую гипотезу 40 Гц. Она описывает, как создаются нейрональные ансамбли, возникающие в сознании:

В 1990 году мы с Фрэнсисом утверждали, что синхронизированные колебания частотой 40 Гц в пределах подмножества нейронов, которые соответствуют воспринимаемому объекту, являются свидетельством НКС. Другими словами, содержание сознания может быть идентифицировано, в этот момент, активностью набора нейронов переднего мозга, работающих по принципу спайк-пауза[11]11
  Спайк – активное состояние возбуждения нейрона, пауза – период восстановления потенциала мембраны нейрона, когда он не может передавать импульсы и возбуждаться. – Примеч. перев.


[Закрыть] с периодичностью в 20–30 миллисекунд (Кох, 2004, p. 45).

Гипотеза специфичности 40 Гц активности (также известная как гипотеза гамма-активности[12]12
  Гамма-волны на ЭЭГ – волны с частотой более 30 Гц, в том числе и волны 40 Гц. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]) вызвала большой энтузиазм и интерес в научных кругах, потому что это была первая конкретная, эмпирически тестируемая идея нейрональных механизмов сознания. Стали появляться данные, поддерживающие эту идею (Engel & Singer, 2001), но также стало ясно, что эта гипотеза слишком упрощена. Очевидно, иногда возможна 40 Гц синхронизация при отсутствии сознания (это показывает, что ее недостаточно для НКС), и иногда возможно сознание без синхронизации в 40 Гц (это показывает, что она также не является необходимой). Поэтому позже Крик и Кох отклонили гипотезу 40 Гц:

Сегодня мы с Фрэнсисом уже не считаем, что синхронизированные импульсы – достаточное условие для НКС… Как только коалиция выиграла конкуренцию и мы начинаем осознавать те или иные свойства объектов, коалиция уже может обходиться без помощи синхронизации… Таким образом, синхронизированные колебания, вероятно, чаще всего возникают на ранних стадиях восприятия, но необязательно на более поздних (Koch, 2004, p. 46)

Сознание действует по принципу «победитель получает все», и выигравшая коалиция создает актуальное содержание сознания. При этом она «вербует» нерйрональные ансамбли по всей коре, в таламусе и в других сетях. В дополнение к НКС, победившая коалиция также активирует контекст, фон, или «полутень» в НКС. Этот фон включает в себя то, что иногда называют «краем» сознания, «феноменальным фоном» или «периферийным осознанием»: ассоциации, воспоминания, ожидания и планы на будущее, связанные с содержанием НКС, но не являющиеся его частью. Такое контекстуальное содержание может быть очень близким к порогу или к поверхности сознания и способно ненадолго войти в содержание сознания. Фон помогает интерпретировать более широкий смысл переживаний, поместив их в соответствующий контекст.

Функция сознания – суммировать текущее состояние окружающего мира в компактной репрезентации, которая затем используется для планирования и реализации преднамеренного поведения. Но в основном управление поведением происходит за пределами сознания, им занимаются специализированные и обученные зомби-агенты. Они реагируют на внешние события быстро, неосознанно и стереотипно – они похожи на модули-отражения, действующие на результат мозговой обработки.

Теория Крика и Коха не слишком отличается от идеи ТГП Баарса и связанной с ней теории глобального рабочего пространства (НГП). Действительно, эти идеи, кажется, хорошо объединяются в общую современную теорию нейрональных оснований сознания. Но Крик и Кох подчеркивают, что, на их взгляд, активность на микроуровне в синапсах и в отдельных нейронах крайне важна для понимания специфики и конкретики феноменальных состояний. Таким образом, их подход несколько более микроскопический по духу, чем более целостные подходы других ученых, которые подчеркивают важность глобальных нейрональных ансамблей и общей активности, а не отдельных нейронов. В какой-то момент Крик и Кох даже предположили, что в мозге есть некое подмножество анатомически и физиологически специализированных типов нейронов, которые можно назвать «нейронами сознания».

Крик и Кох признают, что открытие НКС само по себе не решает проблемы сознания. И все же это важный шаг к ее решению, позволяющий точно определить нейробиологические и нейроэлектрические условия, при которых у очень сложных биологических существ возникает субъективное переживание. Возможно, это поможет совершить настоящий прорыв также и в понимании того, почему и как в результате нейрональной активности возникают феноменальные, качественные состояния. В любом случае, без этого открытия у нас уж точно не было бы никаких шансов это понять.

Здесь мы встречаем еще одну пару ученых, где лауреат Нобелевской премии (Джеральд Эдельман) объединился с молодым нейробиологом (Джулио Тонони) в поисках решения проблемы сознания. Прежде чем начать сотрудничать с Тонони, Эдельман уже издал несколько книг о сознании (Воспоминания о настоящем: биологическая теория сознания (The remembered present: A biological theory of consciousness), 1989), но теория динамического ядра Эдельмана и Тонони возникла в результате совместных усилий. Эта теория описана в книге «Вселенная сознания» (A universe of consciousness) (2000).

Теория динамического ядра основана на более ранней теории Эдельмана (получившей название нейродарвинизма), в которой он описывал мозг как дарвиновскую систему. В процессе развития мозга одни группы нейронов получают преимущество над другими, отчасти на основании личного опыта и поведения. В итоге формируются постоянные или взаимные связи между отдаленными друг от друга популяциями нейронов, активность которых скоординирована пространственно-временным образом. Прочные, постояннные, взаимные связи между таламусом и корой и есть местоположение механизмов сознания. Пространственно-временная координация активности связывает разные перцептивные элементы в целостные объекты, а затем в единую сцену, которую мы воспринимаем перед собой во внешнем мире. Именно так возникают связи, лежащие в основе единства сознания.

Динамическое ядро – это целостный функциональный кластер нейрональной активности в таламокортикальной системе. Этот кластер состоит из групп нейронов, активно взаимодействующих друг с другом. Эту активность невозможно идентифицировать с помощью особых типов нейронов или локализованных популяций нейронов, которые необходимы и достаточны для нее. Скорее, разные популяции нейронов участвуют в динамическом ядре в разное время, это – целостная, интегрированная активность, которая коррелирует с сознанием, а не с участвующими в ней нейронами как анатомическими модулями.

Недавно Тонони (2009) развил эти идеи и предложил теорию сознания как интеграции информации. Первая предпосылка его новой теории состоит в том, что сознание и очень интегрировано, и чрезвычайно дифференцировано. Интеграция означает, что сознание всегда представляется нам единым, целостным полем переживания; дифференциация означает, что в сознании есть самое разное содержания и бесчисленные состояния, которые отличаются по содержанию.

Феноменальное сознание как общее состояние идентифицируется с интегрированной информацией: любая физическая система обладает субъективным феноменальным переживанием в той степени, в какой она способна интегрировать информацию. Феноменология понимается как фундаментальный информационный объем системы, который можно выразить в виде численного значения. Для появления сознания важно, какой объем интегрированной информации создает система, а не (как в ТГП) насколько широко эта информация распределена в системе.

Уровень сознания системы связан с репертуаром различных состояний, которые может демонстрировать система. Конечно, феноменальное сознание – очень богатая система с точки зрения информационного содержания: только подумайте обо всем феноменальном переживании, доступном человеку, – обо всех возможных комбинациях разных квалиа. Метафорически переживать опыт – все равно что увидеть триллион лиц сразу: в любой момент может быть реализована только одна из триллиона возможностей. Любое наше переживание несет в себе очень много информации, но, реализовавшись, оно исключает все остальные возможные варианты интерпретации события.

Традиционное определение информации гласит, что она – «уменьшение неопределенности» (относительно какого-то события). Поэтому чем больше разных состояний может быть у системы, тем больше любое из этих состояний уменьшает неопределенность по поводу состояния системы и соответственно тем больше информации оно содержит. Кроме того, наш опыт внутренне целостен – в любой момент времени у нас есть только единое феноменальное поле, или поток субъективных переживаний. Поэтому вся информация в сознании интегрирована в единое целостное состояние.

Грубо говоря, уровень сознания или количество сознания, созданное системой, прямо пропорционально степени интеграции информации в системе, а качество сознания определяется внутренними информационными отношениями в рамках системы. Эти отношения могут быть описаны в рамках многомерного пространства квалиа. Различные переживания – это разные формы в пространстве квалиа. Чистые, примитивные квалиа – фундаментальные элементы сознания по Титченеру – это простейшие формы в пространстве квалиа, которые невозможно далее расчленить на более простые элементы.

Если сознание – всего лишь интегрированная (в высокой степени) информация, значит, феноменальное осознаваемое переживание можно, в принципе, отделить от когнитивных функций более высокого уровня: языка, самосознания и вербальной коммуникации. Если бы было возможно измерить степень интеграции информации у младенцев или у животных, то мы могли бы выяснить, обладают они феноменальным сознанием или нет. Тогда в соответствии с этим принципом можно было бы создать методы объективной регистрации квалиа, или мониторинг сознания, выявить степень интеграции информации системы и создать метод распознавания выходных данных с точки зрения наличия или отсутствия сознания (или его градуированный уровень). Возможно, сложность содержания феноменального сознания тоже можно было бы объективно выявить с помощью таких измерений.

Если мы идентифицируем сознание с уровнем интеграции информации, это ведет к онтологическому отделению феноменального сознания от его биологической основы, в том же смысле, как компьютерная метафора когнитивной психологии (или функционализм) отделяет разум (программное обеспечение) от мозга (аппаратных средств). Любая физическая система, способная интегрировать информацию, должна обладать определенным уровнем феноменального сознания, даже если она не состоит из нейронов или каких-то других биологических компонентов. И если теория верна, это позволит инженерам создавать машинное сознание из неорганических компонентов – для этого будет достаточно, чтобы эти компоненты могли создавать и интегрировать информацию.

Отношение к информации как к ключевому компоненту сознания также метафизически связывает эту теорию с протопанпсихизмом, предложенным Дэвидом Чалмерсом (см. раздел главы 10, посвященный натуралистическому дуализму), согласно которому любая информация обладает элементарными, примитивными формами сознания, и когда она объединена в сложное целое так, как это происходит в мозге, возникает феноменальное сознание каким мы его знаем. Ни одна из этих теорий не объясняет, почему информация (любого вида) должна сопровождаться каким-то феноменальным переживанием. Таким образом, эти теории также не могут избавиться от «трудной проблемы» или устранить объяснительный разрыв.

Опасность теории Тонони состоит в том, что сознание идентифицируется с интеграцией информации только в качестве теоретической догадки. Следовательно, эта объективная особенность системы берется как самоочевидная и не подвергается сомнению первоначальная теоретическая гипотеза. Вместо того чтобы безоговорочно принимать эту идею, нужно было бы предложить методы ее критической эмпирической проверки. Какой эксперимент мог бы подтвердить или опровергнуть наличие предполагаемой связи между интегрированной информацией и сознанием? Нужно найти системы, не способные интегрировать информацию, которые при этом обладают феноменальным сознанием, и системы, способные интегрировать информацию, которые при этом можно назвать простейшими, не имеющими сознания «зомби». Если такие «кандидаты» не будут найдены, теория интеграции информации будет опровергнута.

И теория динамического ядра, и теория интеграции информации считают важнейшим нейрональным механизмом сознания таламокортикальную систему, ведь в ней есть устойчивая структура, способная интегрировать информацию из самых разных источников – и из коры, и из таламуса, таким образом создавая единую целостную «сцену». Содержание феноменального сознания и чрезвычайно дифференцировано – оно обладает богатым разнообразием различных свойств, и весьма интегрировано, потому что создает единое переживание целостного сенсорно-перцептивного мира. По крайней мере, эта теория подтверждает наши интуитивные предположения о том, что феноменальное сознание – это единое внутреннее поле богатого субъективного переживания.