Глава первая. Тайна. Скальпель, расщепивший сознание
То, что нечто столь замечательное, как состояние сознания, является результатом раздражения нервной ткани, столь же необъяснимо, как появление джина, когда Аладдин трет лампу.
Движение становится чувством!» – никакая другая фраза, способная слететь с наших губ, настолько не лишена доступного пониманию смысла.
В феврале 1962 года Джозеф Боген и Филип Вогель рассекли мозг Билла Дженкинса пополам – намеренно, методично и после тщательного обдумывания. Дженкинс, которому было далеко за сорок, восстановился и смог наслаждаться качеством жизни, которое много лет было ему недоступно. В последующее десятилетие Боген и Вогель расщепляли мозг за мозгом в Калифорнии, чем заслужили прозвище «мясники с Западного побережья»{7}.
Все расщепленные ими мозги принадлежали людям, страдающим от тяжелой и не поддающейся лечению эпилепсии – заболевания, вызванного патологической активностью нейронов головного мозга. Лучшие лекарства того времени не могли помочь эпилептикам, оставляя их беззащитными перед припадками, судорогами или «дроп-атаками» – внезапной потерей мышечного тонуса, часто заканчивающейся травматичным падением. Им была недоступна нормальная жизнь: они не могли водить машину, работать или проводить беззаботные вечера на бейсбольных матчах. Повседневное существование сводилось к приему лекарств, перемежавшемуся приступами ужаса.
Боген и Вогель были талантливыми нейрохирургами из Университета Южной Калифорнии и Калифорнийского технологического института. Они расщепляли мозг эпилептиков в смелой попытке блокировать аномальную нейронную активность, разрушавшую их жизни.
Операция была тонкой и филигранной, но ее идея довольно проста. Человеческий мозг содержит 86 миллиардов нейронов, которые общаются на электрохимическом диалекте – обширная социальная сеть, все участники которой подписаны друг на друга, как будто они постят и цитируют, каждый в своем уникальном стиле. Каждый нейрон постит сообщения при помощи аксона, а читает при помощи дендритов. Эта сеть, несмотря на свою сложность, обычно стабильна, обеспечивает организованный поток сообщений. Но как столкновение автомобилей может, подобно кругам на воде, нарушить поток транспорта в городе, так и внезапный избыток искаженных сигналов может нарушить поток электрохимических сообщений в мозге, спровоцировав припадок, судороги и потерю сознания.
Боген и Вогель искали способ остановить эти катастрофические волны до того, как они затопят мозг. К счастью, само строение мозга предлагает подходящее место и метод. Головной мозг делится на два полушария, левое и правое. В каждом полушарии по 43 миллиарда нейронов. Их аксоны разделяются на конце, как ветви дерева, что позволяет образоваться триллионам соединений. Но, в отличие от многочисленных взаимосвязей внутри полушария, между собой они связаны крошечным кабелем, мозолистым телом, всего лишь из 200 миллионов аксонов – приблизительно один аксон между полушариями на каждые двести внутри него. Это идеальное место для рассечения, которое позволит предотвратить распространение деструктивных волн из одного полушария в другое. Надо признать, что метод довольно грубый – с тем же успехом можно пытаться остановить распространение компьютерного вируса из Европы в Америку, перерезая кабели через Атлантику. Но тяжелое состояние больных не оставляло выбора. Боген и Вогель выбрали позволить одному полушарию испытывать ярость эпилепсии в надежде уменьшить страдания другого полушария, а значит и пациента.
Операция, официально именуемая «корпусная каллозотомия», а неофициально – «расщепление мозга», прошла успешно. Билл Дженкинс перестал страдать от дроп-атак, а в последующие десять лет у него было всего два генерализованных приступа. Другие пациенты наслаждались похожими улучшениями. Один впервые за много лет посетил бейсбольный матч, а другой впервые в жизни устроился на полноценную работу. Скоро каллозотомию стали называть не «резней с Западного побережья», а «возможно, новым методом лечения».
Когда я впервые познакомился с Богеном в 1995 году, темой нашей беседы стал не впечатляющий успех его операции, а необычные изменения в сознании, которые она спровоцировала. Джо пригласили выступить на встрече клуба Гельмгольца, небольшой группы нейробиологов, когнитивных психологов и философов, которые на протяжении многих лет каждый месяц собирались в Калифорнийском университете в Ирвайне. Целью клуба было исследовать, как достижения нейробиологии могут подтолкнуть научную теорию сознания. Мы встречались в Ирвайне, потому что его центральное положение было удобно как для членов с севера из Калифорнийского технологического института, Университета Южной Калифорнии и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, так и для членов с юга из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Института биологических исследований Солка. Мы встречались тайно, чтобы избежать непрошеных гостей, привлеченных славой одного из членов клуба, Фрэнсиса Крика, чей мощный интеллект был направлен на тайну сознания. Наши встречи начинались с фуршета в университетском клубе в Ирвайне, затем мы проводили день в уединенной комнате, допрашивая двух приглашенных выступающих до шести часов вечера. После этого мы отправлялись в ресторан, обычно недалеко от «Саут-Кост Плаза», и продолжали обсуждения до поздней ночи.
Тайна сознания, которая была приоритетом клуба Гельмгольца и темой выступления Богена, есть тайна того, кто мы. Наше тело, как и другие объекты, обладает физическими параметрами: координатами, массой и скоростью. Если, боже упаси, камень и тело человека одновременно упадут с Пизанской башни, оба ударятся о землю в одно и то же время.
С другой стороны, мы отличаемся от камней двумя ключевыми аспектами. Во-первых, мы обладаем чувствами. Мы чувствуем вкус шоколада, страдаем от головных болей, различаем запах чеснока, слышим трубы, видим помидоры, испытываем головокружение и наслаждаемся оргазмами. Если камни и испытывают оргазм, то не признаются.
Во-вторых, у нас есть «пропозициональные установки», например, вера в то, что у камней не болит голова, страх обвала на биржах, желание провести отпуск на Таити и удивление, почему не звонит Крис. Эти установки помогают нам предсказывать и интерпретировать свое поведение и поведение других людей. Если вы хотите провести отпуск на Таити и знаете, что для этого вам понадобится билет на самолет, то велика вероятность того, что вы купите этот билет. Ваши пропозициональные установки предсказывают и объясняют ваше поведение. Если Крис позвонит и скажет, что приезжает завтра на девятичасовом поезде, то ваше приписывание пропозициональных установок Крису – что он хочет и собирается приехать на поезде – позволяет вам предсказать, где он будет завтра в девять часов с большей легкостью, чем если бы вы знали состояние каждой частицы его тела.
Как и у камней, у нас есть физические свойства. Но, в отличие от камней, мы обладаем сознательным опытом и пропозициональными установками. Они тоже физические? Если так, то это неочевидно. Какова масса головокружения, скорость головной боли или координаты удивления по поводу молчания Крис? Во всех случаях сам вопрос содержит путаницу и несопоставимые категории. Головокружение не взвесить на весах; у удивления нет пространственных координат; головную боль не измерить ручным радаром.
Но сознательный опыт и пропозициональные установки неотъемлемая часть человеческой природы. Уничтожь их – и мы потеряем себя. Оставшиеся тела будут бесцельно брести по жизни.
Так что же вы за существо? Как ваше тело связано с вашим сознательным опытом и пропозициональными установками? Как ваши впечатления от чая масала связаны с активностью вашего мозга? Вы просто биохимический механизм? Если так, то как ваш мозг порождает ваш сознательный опыт? Вопрос глубоко личный и, как оказалось, глубоко загадочный.
Немецкий математик и философ Готфрид Лейбниц осознал эту тайну в 1714 году: «Вообще надобно признаться, что восприятие и все, что от него зависит, необъяснимо причинами механическими, т. е. с помощью фигур и движений. Если мы вообразим себе машину, устройство которой производит мысль, чувство и восприятия, то можно будет представить ее себе в увеличенном виде с сохранением тех же отношений, так что можно будет входить в нее, как в мельницу. Предположив это, мы при осмотре ее не найдем ничего внутри ее, кроме частей, толкающих одна другую, и никогда не найдем ничего такого, чем бы можно было объяснить восприятие»{8}.
Лейбниц изобрел множество устройств, включая часы, фонарики, пропеллеры, подводные лодки и гидравлические прессы. Он создал механический калькулятор – «колесо Лейбница», – который выполнял сложение, вычитание, умножение и деление с результатом до шестнадцати цифр. Он считал, что человеческую логику можно смоделировать с помощью вычислительных машин. Но не видел способа, чтобы машина генерировала опыт восприятия.
Английский биолог Томас Гексли был сбит с толку этой тайной в 1869 году: «То, что нечто столь замечательное, как состояние сознания, является результатом раздражения нервной ткани, столь же необъяснимо, как появление джина, когда Аладдин трет лампу»{9}.
Гексли был экспертом в анатомии и нейроанатомии. Он сравнивал мозг человека и других приматов, показывая, что схожесть в их строении поддерживает теорию Дарвина об эволюции человека. Но он не нашел в мозге ничего, что могло бы объяснить, как он генерирует сознательный опыт.
Американский психолог Уильям Джеймс сцепился с тайной сознания в 1890 году и воскликнул: «Движение становится чувством!» – никакая другая фраза, способная слететь с наших губ, настолько не лишена доступного пониманию смысла». Он соглашался с ирландским физиком Джоном Тиндалем, что «переход от физики мозга к соответствующим явлениям сознания непостижим»{10}. Фрейд столкнулся с тайной: «Можно говорить о двух аспектах в отношении того, что мы называем психикой (или психической жизнью): во-первых, это ответственный за нее орган тела… и с другой стороны – работа сознания… Все, что лежит в промежутке, для нас неведомо и не содержит какой-либо прямой связи между этими двумя крайними точками наших знаний»{11}. Джеймс и Фрейд проникли глубоко в суть человеческой психологии и понимали, что психология и нейробиология связаны. Но у них не было гипотез о том, как же мозговая активность может порождать сознательный опыт, они понятия не имели, как разгадать эту тайну.
Сознание до сих пор остается великой тайной науки. Специальный выпуск журнала Science[2] за 2005 год опубликовал 125 открытых вопросов в науке. Первое место занял вопрос: из чего состоит Вселенная? Заслуженная победа, учитывая, что сегодня 96 % вещества и энергии во Вселенной «темные», в том смысле, что для нас они «темный лес».
Второе место занял вопрос: каково биологическое обоснование сознания? Именно этим вопросом занимался клуб Гельмгольца. Над разгадкой этой тайны до сих пор бьются исследователи по всему миру.
Заметьте, как Science ставит вопрос. Каково биологическое обоснование сознания? Он подразумевает ответ, который ожидает большинство исследователей: что у сознания есть биологическое обоснование, что сознание каким-то образом обусловлено определенными биологическими процессами, или порождается ими, или тождественно им. Исходя из этого допущения, цель – найти биологическое обоснование и описать, как оно порождает сознание.
Нейронное происхождение сознания было рабочей гипотезой Фрэнсиса Крика. Он говорил: «Удивительная гипотеза заключается в том, что «Вы», ваши радости и горести, ваши воспоминания и амбиции, ваше чувство личностной тождественности и свободная воля в действительности не более чем результат поведения огромного сообщества нервных клеток и ассоциированных молекул… Вы всего лишь пучок нейронов»{12}.
Это была рабочая гипотеза клуба Гельмгольца, и по этой причине многие из приглашенных нами докладчиков, как, например, Джо Боген, были экспертами в нейробиологии. Мы искали подсказки, которые привели бы нас к особым нервным клеткам и молекулам, которые расколют тайну сознания. Как палеонтологи на раскопках, мы просеивали исследования наших докладчиков в надежде откопать откровения, которые смогут объяснить, почему одни физические системы обладают сознанием, а другие нет.
Наша надежда оказалась тщетной. На протяжении многих веков биологи искали механизм, который объяснял бы, почему одни физические системы живые, а другие нет. Но виталисты, считавшие, что живые организмы принципиально отличаются от неживых объектов, утверждали, что эти поиски потерпят крах, потому что, утверждали они, нельзя состряпать жизнь из неодушевленных ингредиентов физического мира; для этого требуется особый нефизический ингредиент – «сила жизни». Споры между виталистами и биологами продолжались вплоть до выдающегося открытия в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком двойной спирали ДНК, которое доказало неправоту виталистов. Эта структура с четырехбуквенным кодом и способностью к репликации гениально решила проблему сотворения жизни, механистически, исключительно из физических ингредиентов. Это позволило молодой области молекулярной биологии естественно сочетаться с дарвиновской теорией эволюции путем естественного отбора – и подарить нам инструменты для понимания эволюции жизни, расшифровки ее извилистого пути за миллиарды лет и создания технологий, которые позволят переделывать жизнь сколь угодно. Триумф механистического физикализма над витализмом был окончательным.
Вдохновленный этим триумфом, клуб Гельмгольца ожидал, что со временем сознание поддастся механистическому объяснению, изложенному языком нейробиологии, открывая новые горизонты для научных исследований и технологических инноваций. В 1993 году во время обеда в клубе Крик рассказал мне, что пишет книгу «Удивительная гипотеза» на тему нейробиологии и сознания. «Вы можете объяснить, как активность нейронов порождает сознательный опыт, например мое переживание красного цвета?» – спросил я. «Нет», – ответил он. «Если бы вы могли придумать любой биологический факт по своему желанию, приходит вам на ум такой, который позволил бы решить эту проблему?» – настаивал я. «Нет», – ответил он, но добавил, что мы должны продолжать исследования в нейробиологии, пока какое-нибудь открытие не подскажет решение.
Крик был прав. В отсутствие математического доказательства обратного и учитывая впечатляющий прецедент с ДНК, имеет смысл искать двойную спираль нейробиологии – ключевой факт, открытие которого разгадает тайну сознания. Может статься, что наша сознательная сеть из мечтаний, стремлений, страхов, самоощущений и свободной воли скручена из пучка нейронов при помощи удивительного механизма, который мы не предвидим. Наша неспособность представить этот механизм не исключает его существования. Может быть, мы недостаточно умны, и эксперимент научит нас тому, о чем мы не догадались, сидя в кресле. В конце концов, мы вкладываемся в эксперименты, потому что они часто вознаграждают нас сюрпризами.
Возьмем, например, эксперименты, которые проводил на пациентах с расщепленным мозгом нейробиолог Роджер Сперри. Они раскрыли много удивительного о человеческом сознании. В одном эксперименте человек смотрит на крестик в центре экрана. Потом на экране на долю секунды появляются два слова: КЛЮЧ и КОЛЬЦО. КЛЮЧ слева от крестика, а КОЛЬЦО – справа. Вот так: КЛЮЧ + КОЛЬЦО.
Если спросить у обычных наблюдателей, что они видели, все скажут: «Ключ кольцо». Легкотня. Доля секунды – достаточное время, чтобы прочитать слова.
Но если спросить пациентов с расщепленным мозгом, то они скажут: «Кольцо». Если спросить: «Какое кольцо? Обручальное, для колокольчика, для ключей?» – они заладят: «Кольцо». Они не смогут сказать, какое именно кольцо.
Затем пациенту с расщепленным мозгом завязывают глаза и приносят коробку с предметами: кольцо, ключ, карандаш, ложка, кольцо для ключей и тому подобное. Вы просите пациента сунуть левую руку в коробку и достать предмет, название которого было на экране. Он шарит левой рукой по коробке, перебирая предметы, пока не найдет желаемое. Когда же он наконец вытаскивает левую руку из коробки, там всегда ключ. Во время поиска левая рука могла наткнуться на кольцо для ключей и отбросить его.
Когда пациент с завязанными глазами вытаскивает руку из коробки, его спрашивают: «Что у вас в левой руке?» Он говорит, что не знает. «Можете предположить?» Он называет маленькие предметы, которые могут поместиться в коробку, вроде карандаша или ложки. Но угадывает только случайно.
Затем пациента с завязанными глазами просят залезть в коробку правой рукой и достать предмет, название которого было на экране. Правая рука достает кольцо. Во время поиска правая рука может наткнуться на кольцо для ключей. Если спросить пациента: «Что у вас в правой руке?» – он правильно и уверенно ответит: «Кольцо».
Теперь, пока пациент все еще держит по предмету в каждой руке, вы убираете повязку, даете ему посмотреть на обе руки и спрашиваете: «Вы сказали, что видели слово „кольцо”. Так почему у вас в левой руке ключ?» Пациент или понятия не имеет, или вообще выдумывает, сочиняя фальшивую историю, которая звучала бы правдоподобно. Потом его просят: «Нарисуйте, пожалуйста, левой рукой, что вы видели». Он рисует ключ.
Объяснение подобных экспериментов сделало Роджера Сперри одним из лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1981 году.
Объяснение Сперри было простым и мудрым. Когда вы сосредоточены на крестике в связке КЛЮЧ + КОЛЬЦО, нейронные проводящие пути от глаза к мозгу отправляют КЛЮЧ только в правое полушарие, а КОЛЬЦО – только в левое. Если мозолистое тело нетронуто, правое полушарие сообщает левому про КЛЮЧ, а левое сообщает правому про КОЛЬЦО, и человек видит КЛЮЧ КОЛЬЦО.
Если мозолистое тело рассечено, полушария больше не взаимодействуют. Правое полушарие видит КЛЮЧ, левое видит КОЛЬЦО, и ни одно не видит КЛЮЧ КОЛЬЦО. Левое полушарие умеет говорить, а правое – не умеет (за исключением таланта сквернословить, что становится болезненно очевидно, когда из-за инсульта человек не может говорить, зато матерится как сапожник). Таким образом, если у пациента с расщепленным мозгом спросить, что он видит, левое полушарие ответит: «Кольцо».
Левое полушарие контролирует правую руку. Если пациента попросить взять правой рукой предмет, который он видел, то левое полушарие, управляющее правой рукой, выберет то, что оно видело: кольцо.
Правое полушарие контролирует левую руку. Если пациента попросить взять левой рукой предмет, который он видел, то правое полушарие, управляющее левой рукой, выберет то, что оно видело: ключ. Но если спросить, что у него в левой руке, пациент не сможет ответить, потому что только правое полушарие знает и только левое полушарие говорит.
«Удивительная гипотеза» предлагает убедительное объяснение: если сознание порождается взаимодействием пучка нейронов, то рассечение этого пучка – и их взаимодействия – может расщепить сознание.
Нетренированной интуиции покажется маловероятным, что сознание можно расщепить скальпелем. Что значит расщепить мои чувства, мои знания, мои эмоции, мои убеждения, мою личность, самое меня? Большинство из нас отмахнется от этой идеи, как от абсурдной. Но для Сперри после многих лет тщательных экспериментов доказательство было ясно как день: «В сущности доказательство, как мы его видим, подтверждает мнение, что субдоминантное полушарие действительно обладает сознанием, и более того, что оба разделенных полушария одновременно обладают сознанием с разными и даже противоположными мыслительными процессами, которые происходят параллельно»{13}.
Подтверждений этому выводу находилось все больше. У одного пациента различались карьерные цели двух полушарий: левое полушарие говорило, что хочет быть «чертежником», а правое полушарие, выводя буквы левой рукой, писало, что хочет быть «автогонщиком»{14}. У другого пациента левое полушарие использовало правую руку, чтобы застегивать рубашку, а правое тут же расстегивало пуговицы левой рукой; правая рука поджигала сигарету, а левая тушила. Казалось, будто в одном черепе бок о бок существуют – и иногда спорят – две личности со своими предпочтениями и антипатиями.
Их различия могут выходить за пределы личного в область теологии. У одного пациента, наблюдаемого нейробиологом В.С. Рамачандраном, благочестивое левое полушарие верило в Бога, а нечестивое правое – нет{15}. Когда зазвонит колокол и оба полушария подойдут к райским вратам, потребуется ли святому Петру помощь царя Соломона? Или безжалостное соломоново решение уже исполнил скальпель Богена? Непростые вопросы для будущей нейротеологии.
Что же мы за существа, если наша вера, желания, личности и, возможно, участь наших душ можно рассечь скальпелем? Почему мы обладаем сознанием? Что есть сознание? Может ли нейронаука разрешить вечную тайну человеческого сознания? Прожектор науки, глубоко проникший в сферу неодушевленного – черные дыры, связанные кварки, медленные тектонические плиты, – теперь направлен на самое важное для нас: наш глубоко личный мир сознательных убеждений, желаний, эмоций и чувственных восприятий. Сможем ли мы хоть краем глаза взглянуть или даже постичь самих себя? К этому и стремится наука о сознании.
Достижение этой цели потребует тщательно продуманных экспериментов и толику удачи. Многие экспериментаторы ищут взаимосвязи между активностью нейронов и сознанием, ожидая, что, как только поиски увенчаются успехом, как только список взаимосвязей увеличится, критическое открытие раскроет тайну сознания, совсем как двойная спираль раскрыла тайну жизни.
Мы знаем, что определенная активность мозга связана с определенными сознательными (и бессознательными) психическими состояниями. Как мы обсуждали, деятельность целого левого полушария, если его хирургически отсоединить от правого, связана с набором состояний сознания, отличным от правого. Но на более тонких уровнях нервной организации мы обнаруживаем изобилие интригующих взаимосвязей.
Например, активность в поле V4 височной доли связана с восприятием цвета{16}. Инсульт в V4 левого полушария приводит к тому, что пациент теряет цвета в правой половине видимого мира, такое расстройство называется полуахроматопсия. Если пациент смотрит, скажем, в центр красного яблока, то левая половина яблока выглядит красной, а правая – серой. Если же, наоборот, инсульт повредил поле V4 в правом полушарии, то правая половина яблока выглядит красной, а левая – серой.
Обычный человек может ненадолго проникнуть в цветной мир полуахроматопсиков с помощью Транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). ТМС вызывается сильным магнитом, расположенным близко к голове, чье магнитное поле направлено либо на усиление, либо на ослабление активности в близлежащих областях мозга. Если ТМС уменьшает активность в V4 левого полушария, то у человека пропадают цвета в правой половине мира: если он смотрит прямо на красное яблоко, правая половина яблока выцветает до серого{17}. Выключите ТМС – и красный цвет снова наполнит правую половину яблока. Если стимулировать ТМС поле V4, то человеку привидятся «хроматофены» – цветные круги и гало{18}. С помощью ТМС вы можете наполнить сознание цветами или выкачать их из сознания.
Активность в участке мозга, называемом постцентральной извилиной, связана с восприятием прикосновения. Нейрохирург Уайлдер Пенфилд докладывал в 1937 году, что стимуляция электродами этой извилины в левом полушарии порождает ощущение прикосновения в левой стороне тела{19}. Эта связь системная: расположенные рядом участки извилины соотносятся с расположенными рядом участками тела, а наиболее чувствительные органы тела, такие как губы и кончики пальцев, представлены на более обширных участках извилины. Если стимулировать извилину ближе к середине мозга, вы почувствуете прикосновение к пальцам ног. Если провести электродом вдоль извилины, стимулируя больше боковых точек, ощущения, за некоторым исключением, будут подниматься по телу. Интересны исключения. Лицо, например, располагается в извилине рядом с ладонью, пальцы ног рядом с гениталиями – по предположению В. С. Рамачандрана, этот факт может иметь отношение к фут-фетишам{20}.
Многие сегодняшние эксперименты продолжают охоту за «нейронными коррелятами сознания» или НКС{21}. Этой охоте помогают разнообразные технологии измерения нейронной активности. Например, функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) отслеживает нейронную активность, измеряя мозговой кровоток: нейронная активность, как и мышечная активность, требует большего притока крови, чтобы удовлетворить потребность в дополнительной энергии и кислороде. Электроэнцефалография (ЭЭГ), используя электроды на поверхности кожи головы, отслеживает нейронную активность, измеряя создаваемые ею малейшие колебания напряжения. Магнитоэнцефалография (МЭГ) отслеживает нейронную активность, измеряя малейшие колебания магнитных полей. Микроэлектроды способны регистрировать одиночные сигналы, называемые пиками или потенциалами действия, отдельных нейронов или их небольших групп. Оптогенетики используют свет различных цветов, чтобы контролировать и отслеживать активность нейронов, которые генетически сконструировали, чтобы реагировать на определенный цвет.
Стратегия охоты за НКС имеет смысл. Если мы хотим теорию, которая свяжет нейроны и сознание и у нас нет убедительных идей, тогда мы можем начать с поиска взаимоотношений между ними. Изучая эти отношения, мы можем открыть алгоритм, который включит концептуальную лампочку. Путь от взаимоотношений к причинно-следственной связи, несомненно, полон подводных камней: если на железнодорожной платформе собирается толпа, значит скоро придет поезд{22}. Но не толпа заставляет поезд прибывать. Связь между толпами и поездами создает нечто другое – расписание поездов.
НКС являются ключевыми данными для теории сознания. Такая теория должна выполнять две задачи. Она должна очертить границу между сознательным и бессознательным, и она должна объяснить источник и широкое разнообразие наших переживаний: вкус лимона, боязнь пауков, радость открытия.
Для более простой (однако непростой) задачи разграничения сознательного и бессознательного нам надо знать, как мозговая активность одного отличается от другого. Здесь есть любопытные данные. Например, в нормальном сознании нейронная активность не беспорядочна, но и не слишком стабильна, а находится в балансе, как опытный пеший турист, который не порхает с места на место, но и не топчется на одном пятачке, а вдумчиво исследует территорию. Пропофол, индуцирующий общую анестезию, делает нейронную активность медлительно стабильной{23}.
Для сложного случая специфических переживаний – вкус шоколада или боязнь пауков – мы хотим найти крепкую связь между нейронной активностью и каждым переживанием. Но что значит «крепкую»? Это нелегко выразить точно. Многие исследователи предполагают, что это минимальная нейронная активность, которой при правильных условиях достаточно, чтобы переживание состоялось{24}. Они ищут эту минимальную активность методом сравнительного анализа – сравнивают, как меняется нейронная активность, когда меняется переживание. Например, если вы посмотрите на куб Неккера на рис. 1, у вас будет два разных переживания. Изменение нейронной активности, отмечающее ваше переключение между переживаниями, может и быть НКС для вашего восприятия куба. Ловкий трюк этого эксперимента состоит в том, что ваше переживание переключается, но изображение не меняется. Так легче приписать ваше переключение сознательного переживания изменению нейронной активности. Но все же эта активность может и не являться НКС. Некоторая активность может быть предтечей НКС или последствием НКС, а не непосредственно НКС{25}. Требуются тщательные эксперименты, чтобы отделить эти вероятности друг от друга.
Рис. 1. Куб Неккера. Если посмотреть в центр куба, то иногда мы видим впереди грань А, а иногда грань В.
НКС важны для теории, а также для практики. Арахнофобия – чрезмерная боязнь пауков – связана с активностью в миндалевидном теле. Стимуляция этого страха и его НКС в миндалевидном теле избавляет от них обоих. Мерел Киндт, психотерапевт из Нидерландов, для лечения арахнофобии сначала просит пациента дотронуться до живого тарантула, таким образом активируя фобию и ее НКС. Затем она дает пациенту 40 мг пропранолола, бета-адреноблокатора, который препятствует НКС отложиться в памяти. Когда пациент возвращается на следующий день, фобия пропадает{26}. Эта терапия имеет потенциал для лечения других фобий, а также посттравматического стрессового расстройства.
Другой пример использует оптогенетику, биологическую технологию, которая при помощи света контролирует генетически модифицированные нейроны. С помощью оптогенетики теперь возможно щелчком выключателя активировать НКС для позитивного ощущения, а затем так же быстро выключить его. Кристин Денни из Колумбийского университета реализовала этот замечательный трюк, используя генетически модифицированную мышь с геном водоросли, который кодирует чувствительный к свету белок{27}. В природе водоросль с помощью этого белка реагирует на свет. В модифицированной мыши ген тихо прячется, никак себя не проявляя, пока не введут препарат тамоксифен. Тогда на короткое время любые нейроны, возбужденные током, активируют ген и встраивают белок в свои мембраны. Денни помещает подопытную мышь в среду, которая ей нравится: мягкую, полутемную, с укромными местечками. Мышь счастливо исследует идиллическое место, и все нейроны, задействованные в создании счастливого НКС, встраивают белок в свои мембраны. Затем Денни может запустить НКС счастья при помощи оптоволокна, посылающего в мозг мыши цветной свет, активирующий белок. Даже если мышь сидит в страшном месте – твердом, ярком, где негде спрятаться, – она ощущает себя в благодатном месте, пока не выключат оптоволокно. Тогда мышь замирает от страха. Включите свет снова – и снова она счастливо прихорашивается и исследует.
Это поразительные применения НКС. И также поразительна наша полнейшая неспособность понять отношения между НКС и сознанием. У нас нет никаких научных теорий, которые объясняли бы, как мозговая активность – или компьютерная активность, или любой другой вид физической активности – может обуславливать, быть или как-то порождать сознательный опыт. У нас нет ни одной хотя бы мало-мальски убедительной идеи. Если рассматривать не только мозговую активность, но также сложные взаимодействия между мозгами, телами и окружающим миром, мы все равно провалимся. Мы в тупике. Наш полный провал заставляет некоторых называть это «трудной задачей» сознания или просто «тайной»{28}. Нам известно гораздо больше нейронаук, чем Гексли в 1869 году. И все же каждая научная теория, которая пытается вывести сознание из сложных взаимодействий мозга, тела и окружающего мира, всегда обращается к чуду – именно в той критической точке, где опыт созревает из сложности. Эти теории – машины Годберга, которым не хватает ключевого домино и требуется незаметный толчок, чтобы довести дело до конца.
Чего же мы хотим от научной теории сознания? Взять, к примеру, вкус базилика против воя сирен. В случае с теорией, которая предполагает, что сознательный опыт обусловлен активностью мозга, мы хотим видеть математические законы или принципы, которые четко определяли бы, какая мозговая активность обуславливает сознательный опыт вкуса базилика, почему эта активность не обуславливает, скажем, слухового опыта воя сирен и как эта активность должна измениться, чтобы опыт вкуса базилика трансформировался, скажем, во вкус розмарина. Эти законы или принципы должны применяться ко всем видам активности либо, в противном случае, четко объяснять, почему разные виды требуют разных законов. Пока таких законов – и даже правдоподобных идей на их счет – у нас нет.
Если мы предполагаем, что мозговая активность тождественна или порождает сознательный опыт, тогда нам нужны такие же четкие законы или принципы, которые соединяли бы каждый конкретный сознательный опыт, как, например, вкус базилика, с конкретной мозговой активностью, которой он тождествен, или с конкретной мозговой активностью, которая его порождает. Таких законов или принципов пока не предложено{29}. Если мы постулируем, что сознательный опыт тождествен, скажем, определенным процессам в мозге, которые контролируют другие процессы, тогда нам надо записать законы или принципы, которые четко определяют эти процессы и сознательный опыт, которому они тождественны. Если мы предполагаем, что сознательный опыт – иллюзия, порождаемая некими процессами в мозге, которые обслуживают, отслеживают и описывают другие процессы, тогда мы должны сформулировать законы или принципы, четко определяющие процессы и иллюзии, которые они порождают. И если мы предполагаем, что сознательный опыт появляется в результате процессов в мозге, тогда мы должны дать законы или принципы, которые точно описывают, когда и как появляется каждый конкретный опыт. До тех пор эти идеи нельзя даже признаться ошибочными. Рассуждения по поводу тождественности, возникновения или обслуживающих процессов, которые описывают другие процессы в мозге, не могут заменить четких законов или принципов, которые делают количественные предсказания.
У нас есть научные законы, которые предсказывают черные дыры, динамику кварков и эволюцию Вселенной. И все же мы понятия не имеем, как сформулировать законы, принципы или механизмы, которые предсказали бы наш обыденный опыт вкуса трав или уличного шума.
Возможно, Крик был прав: может, мы просто не нашли того самого решающего эксперимента, который открыл бы прорывную идею. Возможно, однажды – если позволит финансирование – у нас получится: двойная спираль нейронауки будет открыта, а за ней последует подлинная теория сознания.
Или, возможно, мы обделены эволюцией, и нам не достает понятий, необходимых для понимания отношений между мозгом и сознанием. Кошки не умеют считать, а обезьяны не создают квантовых теорий, так с чего предполагать, что Homo sapiens могут раскрыть тайну сознания? Может быть, нам не нужно больше данных. Может быть, нам нужна мутация, которая позволит понять те данные, что у нас есть.
Ноам Хомский отметает аргументы от эволюции о пределах наших когнитивных способностей. Но тем не менее настаивает, что мы должны признать «масштаб и пределы человеческого понимания» и что «какой-нибудь по-другому устроенный разум может счесть человеческие тайны простыми проблемами и удивляться, что мы не можем найти ответов так же, как мы наблюдаем неспособность крыс бежать по лабиринтам с простейшими числами из-за самого устройства их когнитивной природы»{30}.
Я подозреваю, что Хомский прав: у человеческого разума есть пределы. И я признаю, что пределы эти, проистекают ли они из эволюции или другого источника, могут мешать нам понять связь между сознанием и нейронной активностью.
Но прежде, чем отбросить трудную проблему сознания, можно рассмотреть другую вероятность: возможно, мы обладаем необходимым интеллектом, а мешает нам ложное представление.
Ложные представления, а не врожденные ограничения могут загнать в тупик наши усилия по решению головоломок. Примеров этому полно в учебниках по когнитивной науке. В одном примере людям дают свечу, коробку кнопок и спички. Их просят закрепить свечу на стене так, чтобы воск не капал на пол. Большинство людей не справляются. Они автоматически подразумевают, что у коробки только одна задача – хранить кнопки. Им не приходит в голову высыпать кнопки из коробки, ими же прикрепить коробку к стене и поставить внутрь свечу. Чтобы решить эту задачу, они должны поставить под сомнение ложную посылку.
Какая ложная посылка путает наши усилия по обнаружению связи между мозгом и сознанием? Я предлагаю, что эта: мы видим реальность такой, какая она есть.
Конечно, никто не считает, что мы видим всю реальность как есть. Например, физики говорят нам, что видимый нами свет всего лишь крошечная часть необъятного электромагнитного спектра, который мы не способны увидеть, включая ультрафиолет, инфракрасный, радиоволны, микроволны, рентгеновские лучи и космическое излучение. Некоторые животные воспринимают то, что не можем мы: птицы и пчелы видят ультрафиолет, гремучие змеи «видят» инфракрасный, слоны слышат инфразвук, медведи издалека чуют запах падали, акулы «чувствуют» электрические поля, голуби ориентируются по магнитным полям.
Но большинство из нас верит, что, в обычном понимании, мы достоверно видим часть реальности как есть. Предположим, я открываю глаза и получаю зрительный опыт, который описываю как красный помидор в метре от меня. Затем я закрываю глаза, и мой опыт меняется на испещренное крапинками серое поле. Если я трезв и здоров и не думаю, что меня дурят, то верю, что, даже когда мои глаза закрыты, даже когда я получаю опыт серого поля, все равно в метре от меня находится красный помидор. Когда я открываю глаза и снова получаю опыт, который описываю как красный помидор в метре от меня, я принимаю это как доказательство, что помидор был там все время. Чтобы собрать дальнейшие доказательства моей веры, я могу с закрытыми глазами протянуть руку и коснуться помидора, наклониться и понюхать его или попросить друга посмотреть и подтвердить, что помидор все еще там. Совмещение всех этих доказательств убеждает меня, что настоящий помидор действительно там, даже когда глаза закрыты и никто его не касается.
Но могу ли я ошибаться?
Признаю, этот вопрос звучит слегка безумно. Большинство людей в здравом рассудке, получив эти доказательства, наверняка сделают вывод, что помидор все еще на месте. Его существование, когда его никто не видит и не трогает, кажется объективным фактом, а не заблуждением.
Но этот вывод – сомнительное утверждение, не железная логика или бесспорный факт. Мы должны проверить его состоятельность с помощью достижений в таких областях, как когнитивная нейронаука, эволюционная теория игр и физика. Когда мы это сделаем, представление окажется ложным.
Этот удивительный результат и является предметом этой книги. Я не пытаюсь разгадать тайну сознания. Но я пытаюсь в следующих главах развенчать убеждение, мешающее разгадке. В последней главе я предлагаю возможность проникнуть в тайну сознания, сбросив бремя ложного представления.
Что может значить утверждение, что помидора нет, когда я не смотрю? Нашей интуиции здесь поможет еще один взгляд на куб Неккера. Как мы обсуждали, вы можете видеть куб с гранью А впереди – назовем его куб А. Или вы можете видеть куб с гранью В впереди – назовем его куб В. При каждом взгляде на фигуру вы видите либо куб А, либо куб В, но никогда оба сразу.
Когда вы отводите глаза, какой куб остается на рисунке: куб А или куб В?
Предположим, что перед тем, как отвести глаза, вы видели куб А и отвечаете, что на рисунке куб А. Вы можете проверить свой ответ, посмотрев обратно на рисунок. Если вы сделаете так несколько раз, то обнаружите, что иногда вы видите куб В. Когда это случается? Куб А превращается в куб В, пока вы не смотрите?
Или вы можете проверить свой ответ, попросив посмотреть друзей. Вы обнаружите, что они часто не согласны: кто-то говорит, что видит куб А, другие же видят куб В. Все они могут говорить правду, это можно проверить на полиграфе.
Это наводит на мысль, что, когда никто не смотрит, нет ни куба А, ни куба В, и нет объективного куба, который существует вне наблюдения, никакого общедоступного куба, ждущего, чтобы его увидели. Вместо этого, если вы видите куб А, а ваши друзья видят куб В, то в это мгновение все вы видите куб, который создает ваша зрительная система. Существует столько кубов, сколько наблюдателей, их создающих. И, когда вы отводите глаза, ваш куб перестает существовать.
Этот пример предназначен только для того, чтобы проиллюстрировать значение фразы о том, что никакого помидора не существует, когда вы не смотрите. Конечно, он не доказывает, что никакого помидора не существует, когда вы не смотрите. В конце концов, кто-нибудь может возразить, что куб Неккера – иллюзия, а помидор нет. Выиграть дело против невидимых помидоров – нетривиальная задача. Ключевое здесь то, что реальность, которая побуждает вас создать ваш опыт помидора, совсем не похожа на то, что вы видите и ощущаете на вкус. Нас вводит в заблуждение наше восприятие.
На самом деле история наших заблуждений довольно длинна. Многие древние культуры, включая греков до Сократа, из-за восприятия пришли к заблуждению, что Земля плоская. Потребовались гении Пифагора, Парменида и Аристотеля, чтобы открыть, несмотря на показания глаз, что Земля по форме близка к шару. Много веков после этого открытия большинство гениев, за исключением Аристарха (ок. 310 до н. э. – ок. 230 н. э.), из-за восприятия ошибочно считали, что наша шарообразная земля является неподвижным центром Вселенной. Ведь, если на считать землетрясений, Земля выглядит неподвижной, и кажется, что Солнце, звезды и планеты вращаются вокруг нее. Птолемей (ок. 85 – ок. 165) превратил эту геоцентрическую ошибку восприятия в модель Вселенной, которая с согласия католической церкви на протяжении четырнадцати веков пользовалась одобрением Священного Писания.
Наша склонность превратно толковать свое восприятие, как указал Людвиг Витгенштейн своей коллеге философу Элизабет Энском, частично проистекает из некритического отношения к нашему восприятию, к тому, что мы имеем в виду, говоря «выглядит так, будто». Энском говорит о Витгенштейне: «Однажды он приветствовал меня вопросом: „Почему люди говорят, что было естественным думать, что Солнце вращается вокруг Земли, а не Земля вращается вокруг своей оси?” Я ответила: „Полагаю, выглядело так, будто Солнце вращается вокруг Земли”. „Что ж, – спросил он, – а как выглядело бы вращение Земли вокруг своей оси?”» Вопрос показал, что я доселе не смогла адекватно сформулировать, как же именно выглядело это «будто Солнце вращается вокруг Земли»{31}. Точка зрения Витгенштейна уместна каждый раз, когда мы беремся утверждать, что реальность соответствует или не соответствует нашему восприятию. Существует, как мы увидим, способ придать точный смысл этому утверждению, пользуясь инструментами эволюционной теории игр: мы можем доказать, что если наше восприятие было сформировано естественным отбором, то оно почти наверняка эволюционировало так, чтобы скрывать реальность. Оно докладывает только о приспособленности.
В 1543 году посмертно был опубликован труд Коперника De revolutionibus orbium coelestium («О вращении небесных сфер»). В нем ученый предполагал, как и Аристарх до него, что Земля и прочие планеты вращаются вокруг солнца. Галилей посмотрел в телескоп и увидел доказательства этой теории – луны, вращающиеся вокруг Юпитера, и Венеру, меняющую фазы, как наша Луна. Церковь выступила против этой теории, и в 1633 году Галилея судили за ересь, за то, что дерзнул «излагать, защищать и выдавать за вероятное учение, признанное ложным и противным Святому Писанию». Галилея заставили отречься и приговорили к домашнему аресту до конца жизни. И только в 1922 году церковь признала свою ошибку.
Этой ошибке способствовали несколько факторов. Одним была вера в Великую цепь бытия – с Богом и совершенством небесных сфер вверху и человеком и несовершенством земного мира внизу, – которая хорошо согласовывалась с моделью Птолемея{32}. Но ключевым фактором было простое неправильное толкование нашего восприятия: церковь думала, что мы просто видим, что Земля никогда не двигается и является центром Вселенной.
Как отмечено в эпиграфе к этой книге, Галилей полагал, что мы неправильно толкуем наше восприятие и в других областях: «Я думаю, что вкусы, запахи, цвета и другие качества не более чем имена, принадлежащие тому объекту, который является их носителем, и обитают они только в нашем чувствилище. Если бы вдруг не стало живых существ, то все эти качества исчезли бы и обратились в ничто»{33}. Мы естественным образом думаем, что помидор все еще на месте – включая его вкус, запах и цвет – даже когда мы не смотрим. Галилео не согласен. Он утверждает, что помидор на месте, но не его вкус, запах и цвет – это атрибуты восприятия, а не реальности, поскольку она отделена от восприятия. Исчезнет сознание – исчезнут и они.
Но он думал, что сам помидор продолжит существовать, включая его плод, форму и местоположение. Эти атрибуты, утверждал он, мы видим в реальности. Большинство из нас согласились бы.
Но эволюция не согласна. В четвертой главе мы увидим, что эволюция путем естественного отбора подразумевает парадоксальную теорему: вероятность того, что мы видим реальность такой, какая она есть, равна нулю. Эта теорема применима не только ко вкусу, запаху и цвету, но также к форме, местоположению, массе и скорости – даже к пространству и времени. Мы не видим настоящей реальности. Реальность, побуждающая вас создавать опыт помидора, реальность, которая существует независимо от того, видите вы помидор или нет, совсем не похожа на то, что вы видите и пробуете.
Мы отвергли плоскую Землю и геоцентрическую Вселенную. Мы поняли, что наше восприятие ввело нас в заблуждение, и исправили свои ошибки. Это было нелегко. В процессе пошатнулись обыденная интуиция и церковные доктрины. Но эти исправления лишь разминка. Теперь мы должны выбросить за борт само пространство-время и все в нем.
Что мы за создания? Согласно эволюции, не те, что видят истинную реальность. И это оказывает сильное влияние на наши представления о связи между мозгом и сознанием. Если пространство и время существуют только в нашем восприятии, то как может нечто, существующее внутри пространства и времени, например нейроны и их активность, создавать наше сознание?
Понимание эволюции восприятия – важный шаг к пониманию того, кто мы есть, и происхождения нашего сознания.