Книга: Мозг: Ваша личная история

Что требуется для сознания?

Что требуется для сознания?

По всей вероятности, разум возникает в результате взаимодействия миллиардов элементов, из которых состоит мозг, хотя ученые пока еще не могут объяснить, как именно это происходит. Данная теория неизбежно приводит к фундаментальному вопросу: может ли разум возникнуть на основе взаимодействующих элементов любого рода? Например, может ли обладать сознанием город? Ведь город построен на взаимодействии элементов. Представьте, какое количество сигналов распространяется по городу: по телефонным проводам, волоконно-оптическим линиям, через канализационные трубы, удаляющие отходы, через каждое рукопожатие между людьми, каждый светофор и т. д. Масштаб взаимодействий в городе сравним с масштабом взаимодействий в мозгу человека. Разумеется, нам трудно оценить, обладает ли город сознанием. Как он нам об этом скажет? И как задать ему вопрос?

Чтобы это выяснить, необходимо ответить на более глубокий вопрос: достаточно ли просто большого количества элементов, чтобы сеть элементов обладала сознанием, или требуется определенная структура взаимодействий?

Высшая степень сознания коррелируется с более широким распространением возбуждения.

Профессор Джулио Тонони из Висконсинского университета пытается найти ответ на этот вопрос. Он предложил количественное определение сознания. По его мнению, недостаточно просто иметь взаимодействующие части. Взаимодействие должно быть определенным образом организовано.

Для исследования сознания в лаборатории Тонони использует транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС), сравнивая активность мозга в состоянии бодрствования и в состоянии глубокого сна (когда, как мы видели в главе 1, сознание исчезает). Вызывая импульсы электрического тока в коре мозга, он затем следит за распространением активности.

У бодрствующего, находящегося в полном сознании пациента от фокуса воздействия импульса ТМС расходится сложный рисунок возбуждения нейронов. Продолжительные всплески возбуждения распространяются на разные зоны коры, свидетельствуя о широте связей в нейронной сети. Когда же испытуемый находится в состоянии глубокого сна, такой же импульс ТМС стимулирует лишь ограниченную область, и возбуждение быстро затухает. Во сне сеть утрачивает бо?льшую часть своей связности. Аналогичная картина наблюдается у человека, впавшего в кому: возбуждение почти сразу затухает, но, как только человек приходит в себя, возбуждение распространяется гораздо шире.

Тонони убежден, что, когда мы бодрствуем и находимся в сознании, между различными зонами коры существует разветвленная связь; и наоборот, бессознательное состояние сна характеризуется отсутствием связи между зонами. Он утверждает, что обладающая сознанием система требует тонкого баланса между достаточной сложностью, чтобы отражать самые разные состояния (это называется дифференциацией), и достаточной связностью, чтобы удаленные части сети были тесно связаны друг с другом (так называемая интеграция). В его теории соотношение между дифференциацией и интеграцией выражается количественно, и он предполагает, что сознанием могут обладать лишь системы, у которых это соотношение попадает в определенный диапазон.

Если теория Тонони окажется верной, она даст неинвазивный доступ к уровню сознания пациентов, находящихся в коме. Кроме того, у нас появятся средства, позволяющие выяснить, наделена ли сознанием неживая система. Можно будет получить ответ на вопрос, обладает ли сознанием город: ответ будет зависеть от того, как организован поток информации, то есть выдерживается ли необходимое соотношение между дифференциацией и интеграцией.

Теория Тонони совместима с идеей, что человеческое сознание может оторваться от своих биологических корней. На его взгляд, хотя сознание преодолело долгий эволюционный путь, результатом которого стал мозг человека, оно не обязательно должно иметь биологическую основу. Сознание точно так же может существовать на основе кремния, если взаимодействие между элементами организовано должным образом.