Книга: Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Когда сойдет лавина

Когда сойдет лавина

Магнитно-резонансная нейровизуализация — великолепный инструмент для локализации возбуждения в мозгу; но вот точное время активации с ее помощью определить, к сожалению, невозможно. МРТ не позволяет нам оценить, насколько быстро и в каком порядке активируются различные области мозга, когда мы осознаем тот или иной стимул. Для того чтобы точно хронометрировать лавину сознания, у нас есть такие великолепные инструменты, как электро- и магнитоэнцефалография (ЭЭГ и МЭГ). Испытуемому на кожу прикрепляют несколько электродов или же помещают вокруг головы датчики магнитного поля — и вот мы уже можем следить за работой мозга с точностью до миллисекунды.

В 1995 году мы с Клэр Сэрджент провели скрупулезнейшее ЭЭГ-исследование и первыми произвели хронометраж процесса доступа в сознательный опыт¹⁰. Мы проследили за тем, что происходит в мозгу с одинаковыми изображениями, если одно из них человек воспринимает сознательно, а другого словно бы и вовсе не видит (рис. 18). Мы использовали феномен моргания внимания — если человека ненадолго отвлечь, то он перестает воспринимать стимул, находящийся прямо у него под носом. Мы с Сэрджент просили участников отмечать, когда на экране появится слово, но, чтобы немного отвлечь их от задачи, перед каждым словом показывали последовательность букв, которые надо было назвать. Чтобы запомнить буквы, участникам приходилось на некоторое время сконцентрироваться, и в итоге они нет-нет да и упускали слово, которое должны были отметить. Чтобы понять, в какой момент внимание у них просело, после каждой демонстрации мы просили участника с помощью курсора сообщить, что он видел. Участник движениями курсора мог показать, что не видел никакого слова вовсе, или уловил несколько букв, или увидел почти все слово, или все слово целиком.

Рисунок 18. Медленные положительные волны в верхней и задней части головы — второй автограф сознательного восприятия. В этом эксперименте мы демонстрировали слова в момент моргания внимания, то есть как раз тогда, когда участник отвлекался на другую задачу. В результате участники пропускали слова в половине случаев и говорили, что не видели их. Отследить судьбу увиденных и неувиденных слов позволила запись мозговых волн с помощью расположенных на полове датчиков. Первая реакция зрительной коры во всех случаях была одинакова, однако примерно через 200 миллисекунд ситуация начинала развиваться по-разному в зависимости от того, было слово осознано или нет. Только в случае, если участник осознавал слово, волна активности нарастала и достигала префронтальной коры и ряда других ассоциативных областей, а затем возвращалась в зрительные области. Эта обширная активность фиксировалась в верхней части головы как высокое положительное напряжение — волна РЗ

Мы с Сэрджент возились с настройками до тех пор, пока одно и то же слово не удавалось перевести из осознанных в неосознанные и обратно. Когда настройка была завершена, участники в половине случаев сообщали, что отлично видели слово, а в другой половине случаев — что никакого слова и в помине не было. Когда речь заходила о том, что им удалось воспринять осознанно, половинчатых ответов не бывало: участник либо видел слово, либо не видел. Случаи частичного восприятия слова были редки¹¹.

Записи, сделанные с помощью аппаратуры, показывали, что мозг перестраивался внезапно и очень быстро, вдруг начинал видеть и осознавать невидимое. В самом начале, в первичной зрительной области, уровень активности был одинаков независимо от того, было слово видимым или невидимым. Как и любые зрительные стимулы, осознаваемые и неосознаваемые слова провоцировали появление в задней части зрительной коры сплошного потока мозговых волн. Эти волны называются Р1 и N1 — то есть первая обладает положительным потенциалом, и между пиками проходит около 100 миллисекунд, а у второй потенциал отрицательный, и максимума она достигает за 170 миллисекунд. Обе этих волны отражают продвижение зрительной информации от первичных зрительных областей к высшим, причем, похоже, на начальном этапе продвижение абсолютно не связано с сознанием. Может участник назвать слово или нет — активность мозга равно выражена и интенсивна. Итак, в зрительную кору слово поступает независимо от того, может потом участник его назвать или нет.

Но проходит еще несколько сотых секунды, и характер активности резко изменяется. Где-то между 200 и 300 миллисекундами, если считать с начала процесса, активность мозга падает, если слово было воспринято бессознательно, и продолжает распространяться по направлению к передним отделам мозга, если слово было осознано. Примерно 400 миллисекунд спустя разница становится просто огромной: вызвать интенсивную активность в левой и правой фронтальных долях, в передней поясной коре и в теменной коре может только осознанно воспринятое слово. Спустя полсекунды с небольшим вновь возбуждаются зрительные области в задней части мозга, в том числе первичная зрительная кора. Эту обратную волну наблюдали многие исследователи, однако мы до сих пор не знаем, что она собой представляет — может быть, закрепившееся воспоминание об осознанной зрительной репрезентации¹².

Переход из бессознательного в сознательное происходит поразительно быстро, особенно если учесть, что исходные стимулы в случае осознанного и неосознанного восприятия были абсолютно идентичны. Менее чем через одну десятую долю секунды, между 200 и 300 миллисекундами с момента появления стимула, приборы зафиксировали переход от абсолютно идентичной реакции к диаметрально противоположным вариантам развития ситуации. Выглядело это так, словно поначалу оба слова активизировали зрительную кору одинаково, однако в случае сознательного восприятия волна активности нарастала, прорывалась в лобные и теменные структуры и внезапно захватывала значительную часть коры. В случае же неосознанного восприятия, напротив, волна так и оставалась в тыльных системах, и не затронутое ею сознание не получало информации о случившемся.

Впрочем, бессознательная активность угасала не сразу. Волны бессознательного еще с полсекунды бродили в пределах левой височной доли, в областях, отвечающих за понимание значения слова. В главе 2 мы видели, что при моргании внимания смысл оставшихся невидимыми слов бывает активирован¹³. В височной доле происходит бессознательная интерпретация, но сознательное восприятие возникает, лишь когда эта интерпретация распространяется в пределах лобной и теменной долей.

Лавине сознания сопутствует простой маркер, который можно легко отследить с помощью прикрепленных к голове электродов. Волна высокого напряжения возникает в этой области исключительно в случае осознанного восприятия. Начинается волна примерно спустя 270 миллисекунд, а пика достигает между 350 и 500 миллисекундами. Она неспешна, обширна, ее называют волной РЗ (потому что после появления стимула она дает третий положительный пик) или Р300 (потому что она начинается примерно через 300 миллисекунд)¹⁴. Ее напряжение составляет всего несколько микровольт — в миллион раз меньше, чем у простой пальчиковой батарейки. Тем не менее с помощью современных усилителей мы можем измерить и этот всплеск электрической активности. Многочисленные эксперименты показывают, что эту волну легко можно зафиксировать всякий раз, когда мы внезапно получаем доступ к осознанному объекту восприятия¹⁵.

Если мы внимательно рассмотрим полученные данные, то обнаружим, что эволюция волны РЗ объясняет и то, почему участники не видели показанного нм слова. На самом деле в нашем эксперименте было две волны РЗ. Первая возникла при демонстрации исходной последовательности букв — эта последовательность должна была отвлечь внимание испытуемого и всегда воспринималась осознанно. Вторая волна возникала, когда участник видел показанное ему слово. Но что интересно: две этих волны постоянно влияли друг на друга. Если первая волна РЗ была большой и длинной, то вторая с высокой вероятностью вообще не появлялась — именно это и происходило в случае, когда участник с высокой вероятностью не замечал показанного слова. Доступ в сознательный опыт действовал под девизом «или-или»: если мозг был долгое время занят первой последовательностью цифр и демонстрировал длинную волну РЗ, он не в состоянии был одновременно с этим запомнить второе слово. Осознание одного совершенно исключало осознание другого.

Рене Декарт был бы доволен: он первым подметил, что мы не можем уделять равное внимание нескольким вещам одновременно» — он объяснял эти ограничения механикой, утверждая, что шишковидная железа может отклоняться либо в одну, либо в другую сторону. Если не считать этого небольшого анатомического заблуждения, Декарт был прав: наше сознание не может активизироваться по двум направлениям одновременно и потому мы в каждый момент времени получаем не больше одного «ломтика» осознанности. Когда префронтальная и теменная доли совместно обрабатывают первый стимул, они не могут разом взять и заняться вторым. Сам факт концентрации на первом стимуле зачастую не позволяет нам воспринять второй. Порой мы его, правда, все-таки воспринимаем, но в этом случае волна РЗ идет с большим запозданием¹⁶. Это тот самый «рефракторный период», с которым мы уже сталкивались в главе 1: чтобы второй стимул мог достигнуть сознания, ему приходится ждать, пока оно закончит с первым.