Очевидное-невероятное. Мозг и сознание

Здравствуйте! Предлагаю вашему вниманию стенограмму беседы "Мозг и сознание" в передаче "Очевидное-невероятное", которая состоялась 16 августа 2008 года. В передаче принимали участие: Сергей Петрович Капица (доктор физико-математических наук; кратко - СПК); Константин Владимирович Анохин (нейробиолог, доктор медицинских наук, член-корреспондент РАН и РАМН; кратко - КВА); Джералд Морис Эдельман (американский биолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1972 года за открытия о химической структуре  антител; кратко - ДМЭ).

Передача посвящена тому, что такое сознание, и как оно соотносится с мозгом. Лауреат Нобелевской премии Джеральд Эдельман и крупнейший российский специалист по нейробиологии Константин Анохин объясняют концепцию, согласно которой, высшая форма сознания, которой обладает человек, проявляется тогда, когда определенным образом функционируют большие группы, популяции, нейронов. Сознание обладает определенными свойствами: оно целостно, является процессом, а не "вещью", имеет индивидуальность, а потому и непередаваемость, а также направленно (обладает свойством интенциональности). Доктор Эдельман, как один из крупнейших в мире специалистов по иммунологии, применяет эволюционную модель, которая уже полностью оправдала себя в отношении лимфоцитов, к описанию популяций нейронов. По мнению обоих приглашенных ученых, эта модель поможет объяснить, что такое сознание.

О генах, с которыми связана речь, смотрите здесь: "Очевидное-невероятное. От неандертальца к homo sapiens: загадки эволюции мозга". О сознании, мышлении и речи - здесь: "Очевидное-Невероятное. Почему люди говорят". О рассудочном поведении приматов - здесь: "Язык животных" (Феликс Соболев), "Думают ли животные? (Феликс Соболев)", "Очевидное-невероятное. Думают ли животные". О "языковом органе" - здесь: "Теория языка и язык теории".

Источник видеозаписи: http://rutube.ru/tracks/1493213.html

СПК Добрый день! Наша сегодняшняя передача посвящена проблеме мозга и сознания.

ДМЭ Мы можем отделить себя, хотя мы, конечно же, тоже обладаем примитивным сознанием, от запоминаемого настоящего, используя языковые символы и мыслительный процесс. Мы живые существа, которые осознают факт наличия сознания...

КВА Новорожденный ребенок или новорожденное животное имеет некоторые образы матери, тепла, пищи, которыми он способен дальше строить свои отношения с миром...

СПК Сегодня мы будем обсуждать, по существу, передний край современной неврологии, науки о сознании, науки о том, что представляет из себя сознание челвоека. Эти проблемы сейчас приобрели определенную актуальность. Может быть, если прошлый век - двадцатый - был веком физики, а потом химии, биологии на ее элементарном уровне, то сейчас речь идет о том, что мы стараемся продвинуться в области междисциплинарных, комплексных исследований. И, в первую очередь, возникает проблема человека. Я думаю, это определяет направленность нашего сегодняшнего разговора. Я бы, может быть, попросил бы, для начала, Константина сказать, как он себе представляет эту проблему.

КВА Во сне или у человека под наркозом многие клетки продолжают работать, иногда их даже больше, но нет феномена сознания. Это говорит нам о том, что сознание есть свойство некой организации работы больших популяций клеток во времени и в пространстве. Это свойство может быть предметом научного исследования. Это может быть теория, которая является биологической теорией, объясняющей, как мозг генерирует эти феномены. Ясно, что это не феномены клеточного уровня, но доктор Эдельман в своем многолетнем исследовании этих вопросов развил и разработал подробную теорию, как раз адресующуюся к этим вопросам: каким образом работа больших.., миллионов, десятков миллионов одновременно активных клеток в мозге создает эти феномены психики и сознания.

ДМЭ Думаю, было бы полезно сначала коснуться истории, чтобы вы поняли. То, о чем мы говорим, концептуально очень сложная вещь. И первым будет вот что. Альфред Норт Уайтхед - английский математик и философ - заметил, что, с момента возникновения западной науки, начиная со времен Галилея и Декарта, понятие о человеческом мозге существовало отдельно от природы. Галилей не занимался этим плотную. У него было много других интересных дел - таких, как физика наклонных плоскостей, инерция, - и других тем для изучения. Но он писал в своих трудах, что, если бы не было живых существ, у нас не было бы таких понятий, как теплый или зеленый, или много других понятий, которыми мы оперируем, обсуждая проблемы сознания и опыта. И Декарт, со своей стороны, в своем поиске определенности, предположил, что в мире существуют две разные сущности. С этого и начал свое существование декартов подход к этой проблеме, которая не может оцениваться с помощью физики или роста популяции. Этот дуалистический взгляд на мир сейчас полностью отвергается в современной интерпретации. Однако, это не означает, что проблема решена, и не осталось темных пятен. Позвольте мне высказать свое мнение по поводу сознания, и, может быть, это будет интересно вашим зрителям.

ДМЭ Во-первых, процитировать американского психолога и философа Уильяма Джеймса, который говорил: сознание - это единый и цельный процесс восприятия. Цельный в том смысле, что для вас вот этот палец или вот этот стакан существуют в вашем восприятии отдельно, сами по себе. А вы, в то же самое время, сознаете, что находитесь в этой комнате, сидите в этом кресле и думаете в то же самое время, пока говорите. Все это происходит одновременно. Второе, и самое важное: сознание - не вещь. Сознание - процесс, состояние и процесс. В-третьих, сознание индивидуально, что, на самом деле, является большой проблемой, той картезианской проблемой, картезианской эпистемологией. Сознание индивидуально в том смысле, что ваш описанный опыт или даже рассказанная мысль не доступны мне напрямую. В-четвертых, Джеймс заметил, что сознание всегда на что-то направлено. В нашей терминологии это называется интенциональностью, и это не всегда конкретно о чем-то. К примеру, вы осознаете настроение, и, в результате, оно меняется в связи с предпринятыми умственными усилиями. Я читал об этом лекцию. Оно меняется через умственное напряжение, но, опять-таки, им не исчерпывается. Это означает, что сознание - это совокупность представлений, и вокруг этого понятия существует много разных вещей.

ДМЭ И я здесь соглашусь с тем, что сказал Константин, что мы знаем, что это такое. Это то, что вы теряете, когда погружаетесь в глубокий сон или забытье, и то, что возвращается к вам, когда вы просыпаетесь. Но, в действительности, когда вы находитесь в состоянии сна, в состоянии так называемого сна оперативной памяти, вы находитесь в сознании, несмотря на то, что вы отстранены от реальности. Но в этот момент ваш мозг разговаривает сам с собой, поэтому этот феномен и его сложность есть, конечно же, сложность между человеком в первом лице и человеком в третьем лице. Общая физика и большая часть биологии описывают, так сказать, объект; здесь же мы всегда в первом лице, и возникает вопрос: что с этим делать?

Головной мозг - это орган, которым мы думаем, будто мы думаем. Амброз Бирс.

СПК Если мы более-менее представляем себе, где и как находится наш мозг, то в отношении сознания дело значительно сложнее, хотя это именно то, что отличает нас от всего остального животного мира. Это самое главное свойство и отличие человека.

ДМЭ Поэтому, я думаю, очень важно различать простейшее, примитивное, сознание, которым может обладать ваша собака, и сознание высшего порядка, которым обладаем мы, и которое, в определенном роде, связано с языком, но не вполне определяется языком, им одним не исчерпывается. Мы обладаем сознанием высшего порядка, выражаемым языком. Простейшее, примитивное, сознание существует у собаки в запоминаемом настоящем на протяжении определенного периода времени, которое, спустя, самое большее, несколько секунд перестает существовать. Это совсем не означает, что у собаки нет долговременной памяти. Здесь есть существенная разница. Мы можем отделить себя, хотя мы, конечно же, тоже обладаем примитивным сознанием от запоминаемого настоящего, используя языковые символы и мыслительный процесс. Мы живые существа, которые осознают факт наличия сознания. К примеру, вы, конечно же, помните, когда Улисс вернулся из своей Одиссеи и собирался убить ***** - того, который, так сказать, оказывал внимание его жене. Собака узнала его, несмотря на то, что он стал совсем не похож на прежнего Улисса. Или приведу другой пример. Когда вы пинаете собаку, она либо укусит вас в следующий раз, либо убежит, но не будет пытаться снять с вас ботинок. Для этого бы понадобилось сознание высшего порядка. Вот здесь и начинается самое сложное.

Сознание царствует, но не управляет. Поль Валери.

СПК Вот, здесь сделано замечание о том, что язык играет очень большую роль и, по существу, является как продуктом, так и средой передачи того, что мы связываем с сознанием.

ДМЭ Около 30.000 лет тому назад мы изобрели язык (примеч. мое: что касается возраста языка, это понимание доктора Эдельмана на тот момент). Эволюция развила структуры, возникшие намного раньше. Думаю, что мы не развили сам язык. Мы развили языковые структуры. И вот вам замечательный пример - пример о никарагуанских детях, которые потеряли слух. Не знаю, слышали ли вы об этом. Дети переболели коревой краснухой, которая иногда вызывает нарушения слуха. Я не знаю точно, сколько их было, но примерно 20 из них находились в лечебном учреждении, когда случилась вторая волна эпидемии. И их стало 50. И, представьте себе, они изобрели кинетическую речь - собственный язык жестов с синтаксисом. И он существовал и изменялся на протяжении двух поколений. Получается, что достаточно нескольких людей, достаточно двух поколений для создания языка, настоящего языка с синтаксисом. Не просто языка жестов, а гораздо сложнее, с синтаксисом. Такого же, как у нас. У приматов есть семантика в определенном смысле, однако у них нет синтаксиса. Это значит, что они полноценно общались. Таким образом, социальные взаимодействия и культурные взаимодействия в огромной степени зависят от сознания высшего порядка. Это процесс взаимный: то и другое взаимно влияют друг на друга.

ДМЭ Поэтому для нас, биологов, здесь возникает принципиальный вопрос, когда мы пытаемся разобраться в том, где это происходит. И первую ошибку вы сделаете, если предположите, что существуют нейроны сознания. Помните, Крик выдвинул эту идею? О том, что существуют нейроны сознания. Это не так. Это более размытое и рассредоточенное действие, происходящее в определенном участке головного мозга, который называется таламус (прим. мое: в переводе ошибочно отнесен к коре головного мозга). Вот такой величины, который ретранслирует функцию таламокортикальной системы. Это важно в том смысле, что, если случается определенное повреждение в таламусе, вы оказываетесь в растительном состоянии. Это совсем не означает, что сознание находится в таламусе. Таламус задает некий тон в коре головного мозга, а кора головного мозга определяет его содержание. Если разрушить область V1, человек слепнет; если повредить ту область, которая отвечает за систему слуха, человек теряет слух; и так далее. Однако принцип распространения, о котором мы вместе с профессором Анохиным рассуждали, я полагаю, и есть ключевой момент. Должно быть, происходит параллельное отображение нейронов в коре головного мозга в чрезвычайно сложной форме.

Все пути мысли более или менее ощутимым образом загадочно ведут через язык. Мартин Хайдеггер.

ДМЭ Это очень важный момент, который отметил Джеймс Крик. Он назвал сознание мыслью в своем труде "Принципы психологии". Он выразился: "поток мысли". Поток сознания - это одно из самых важных его свойств. Оно не существует частями. Оно непрерывно, всеобъемлюще. И, в то же самое время, когда я сейчас двигаю руками, оно обособленно, дифференцированно во времени. Поэтому здесь присутствует пространственно-временной фактор.

ДМЭ Является ли сознание каузальным (прим. мое: причинным)? Сознание - процесс, а не вещь. Если бы оно являлось результатом причинно-следственных связей, то вам бы пришлось заняться некоторыми сложными физическими вопросами - такими, например, как второй закон термодинамики. Вопрос - вот в чем: откуда же сразу берется столько энергии? Моя позиция такова: сознание возникает благодаря деятельности определенных рассредоточенных множеств нейронов. Оно возникает по такому же принципу, по которому возникает цвет и весь диапазон гемоглобина как следствие их собственных квантово-механических характеристик. Не оно определяет цвет. В присутствии кислорода происходит изменение цвета, и это является каузальным явлением. Поэтому мой вывод - что это динамический фактор, как я это называю. Таламокортикальная система. Чрезвычайно сложная рассредоточенная система, которая постоянно интегрирует всю разнообразную входящую информацию. В то же самое время она меняется в потоке.

ДМЭ И сложность вопроса наследования можно интерпретировать так: нервные клетки отбираются в процессе эволюции. Не сознание. Сознание наследуется автоматически, и это точно срабатывает. Никогда не происходит так, даже в случае шизофрении, что определенная композиция состояния нейронов приводит к состоянию счастья. Состояние счастья никогда мгновенно не переходит в грусть. Они конечно, могут налагаться одно на другое, в зависимости от того, мазохист вы или нет. Не уверен. Но, действительный вопрос эволюции, который Константин затронул, очень важен: как она происходила, как происходил отбор? Итак, здесь возникает вопрос функции, назначения. Для чего оно существует? Конечно же, я думаю, вы согласитесь, Константин: в определенной степени - для планирования. Говоря иначе... Позвольте, я приведу пример из музыки.

ДМЭ Предположим, мы видим, как пианист Гленн Гульд разучивает Третий концерт Бетховена. Он погружен в музыку. Он видит это произведение впервые и, несмотря на то, что он гений в своем деле, медленно играет музыкальную фразу. В сознательном состоянии в данной ситуации. Теперь представьте: он играет этот концерт вместе с дирижером Леонардом Бернстайном, и неожиданно Бернстайн меняет темп без предупреждения. Внезапно пианист вынужден включить сознание: "Эй, что же мне делать?" Но, заметьте, мы говорим о секундах. И он реагирует мгновенно: 7 Герц в секунду. Движение его пальцев - это совсем другая история. И мы не должны путать эти вещи. Большая часть нашего поведения бессознательна. Однако достаточно большая часть его начинается в состоянии сознания. В патологическом состоянии, когда задействована так называемая височная доля головного мозга, в таком состоянии человек действует как автомат. Так иногда действуют некоторые люди, когда ведут автомобиль. Это необычайно сложная задача, и она затрагивает изначально антидекартову посылку. Задача состоит в том, чтобы понять и объяснить очень специфическую функцию головного мозга. Вы согласны с этим?

КВА Мне хотелось бы в этом месте нашей дискуссии сказать, что проблема, которую мы поставили, требует определенного решения. И она имеет свои признаки. Решение проблемы основ сознания не лежит на собственно клеточном, или молекулярном уровне, или даже локализации в какой-то структуре мозга. И она не может быть чисто психологической. Существует определенный слой процессов в нервной системе, характеризующий координированную активность больших популяций клеток и их динамику. Этот слой имеет свои законы. Теории сознания, теории работы мозга, глобальные теории работы мозга в будущем должны будут иметь дело с объяснением этих закономерностей. И очень важно выделить эту задачу. И теория нейродарвинизма, разработанная доктором Эдельманом, описывает как раз этот промежуточный слой. Не просто физиологию и не психологию. Принципы самоорганизации.

Человек - это не ответ. Человек - это вопрос. Пауль Тиллих.

СПК Мне кажется, что здесь вот эволюционный взгляд на возникновение сознания, по-видимому, есть некий ключ к пониманию его функции, как, впрочем, часто делается в биологии. Грубо говоря, что развитие вида повторяет развитие индивидуума (прим. мое: точнее, развитие индивидуума повторяет развитие вида). Одно моделирует другое как-то. В каких-то глубинах прошлого мы можем найти признаки тех структур, которые управляют нашим сознанием.

КВА Это - первое, а второе - что принципы формирования таких структур сложных, они, видимо, достаточно хорошо соответствуют общебиологическим принципам - таким, как принцип отбора.

СПК Да. Но они-то потому и возникли.

КВА И поэтому теория доктора Эдельмана не случайно называется "нервный дарвинизм", нейродарвинизм.

ДМЭ Принципы отбора и учения о популяциях, созданные Дарвином в его революционном открытии, таком же великом, как революционное открытие явлений квантовой механики в физике, - это естественный отбор как теория о популяциях. А именно, устанавливается последовательность от простого к сложному, к простому. Из всего разнообразия индивидуумов, в котором происходит отбор того, что оказалось более приспособленным к непредвиденным условиям. И здесь вот что главное - это идея Дарвина. Конечно же, Дарвин, и это интересно - ведь вы физик, и вы знакомы с этим, поскольку это чаще происходит именно в физике, - что теория, сильная теория, порой применима к другим явлениям, даже если создатель теории не мог предполагать, как будут развиваться события в будущем. Итак, вопрос - вот в чем: Дарвин не мог знать, что иммунная система есть на самом деле. Соматическая селективная система (прим. мое: возможно, проще "отбирающая система организма"), функционирующая на протяжении всей жизни каждого человека. И он не мог знать, что это так же справедливо и в применении к нервной системе. В процессе эволюции происходит не только отбор определенных признаков. В процессе эволюции сохраняются признаки, которые не были отобраны. И в будущем они становятся определяющими.

ДМЭ Представьте, что вы смотрите на изображение головного мозга, видите извилины коры головного мозга. Если его вынуть и развернуть на этом столе, он был бы размером с большую столовую салфетку, хотя не все с этим согласны. Толщиной около 3 миллиметров (прим. мое: толщина серого вещества коры). В нем находится, по крайней мере, 30 миллиардов нервных клеток (нейронов) и один миллион миллиардов связей. Если бы вы стали пересчитывать по одной связи в секунду, вы бы закончили это делать спустя 32 миллиона лет. Итак, проблема, стоящая перед нами, - та, с которой мы оба столкнулись. Каковы правила, по которым происходит отбор из такого сложного множества взаимодействий, которые, несомненно, происходят в сознании? Если сократить число взаимодействий, как происходит, к примеру, во сне или при анестезии, все равно мы будет наблюдать ту же активность, только она не будет дифференцированной.

ДМЭ Существует проблема, к которой всегда возвращаются, даже в нейробиологии. Это проблема чувств. Чувства, безусловно, индивидуальны. И это считается сложной проблемой, поскольку неизвестно, каким образом это учитывать. Но, полагаю, мы можем учитывать тот факт, что так называемые чувства - это формы распознавания, установления отличий. Холодный - не то же самое, что зеленый, а зеленый - не то же самое, что желтый, и желтый - не то же самое, что липкий или шероховатый. Ну, и так далее. В этом смысле сознание - это не есть эпифеномен. Это не то, что происходит само по себе. Здесь информация является частью процесса. И наша задача - разобраться с этой необычайно сложной проблемой и решить, как происходит процесс отображения и размещения информации. Любопытно, что вы думаете об этом.

КВА Когда мы сталкиваемся с проблемой того, как организм способен воспринимать и адаптивно взаимодействовать со средой, мы, прежде всего, сталкиваемся с проблемой, что он уже имеет некоторые представления об этой среде. Даже новорожденный ребенок или новорожденное животное имеет некоторые образы матери, тепла, пищи, которыми он способен дальше строить свои отношения с миром. Откуда берутся эти взаимоотношения? Они являются результатом индивидуального развития.

СПК Или они врожденны?

КВА Если они врожденны, то это результат индивидуального развития, того, как строилась нервная система еще до того, как организм попал в мир и оказывается приспособленным достаточно к нему. Значит, мы возвращаемся от проблемы сознания и адаптивных соотношений к тому, как строилась нервная система, чтобы быть готовым воспринять этот мир. Это является, в свою очередь, результатом предшествующей эволюции, потому что все индивидуальное развитие, в том числе, и для мозга, - это результат многих поколений предшествующих адаптивных соотношений со средой. Значит, мы должны понять, как в эволюции за счет поведения формировалась наша морфология мозга, делающая нас уникально приспрособленными к нашей экологии. Получается, что мы оказываемся в кольце, где каждая из проблем... Вначале проблема поведения и психики связана с проблемой развития; потом проблема развития - с эволюцией; а проблема эволюции - тоже с поведением. Замкнутый в некий порочный круг, не решив который целиком, мы не можем понять ни одну из проблем на глубоком уровне. Очевидно, что нужна теория, которая будет включать в себя в будущем все эти компоненты: как развиваются высшие психические функции, как они закладываются в эмбриогенезе, как этот эмбриогенез являлся результатом эволюции и как эволюция сама направлялась и взаимодействовала или была результатом активности мозга. И теория (возвращаюсь к теории нейродарвинизма) адресуется ко всем этим трем вопросам.

ДМЭ Наш мозг - это мозг человека. Не примата, не другой *****, не кошки или собаки. Это совсем разные вещи. Это уже не генетика. Это эпигенетика. Здесь начинают действовать очень сложные на молекулярном уровне правила, некоторые из которых я изучал, и Константин - тоже. Задача - попытаться понять, почему они выбрали именно этот путь, схватили это, и образовалась та или иная связь. Но мы еще в самом начале пути постижения этого. Это чрезвычайно сложно, принимая в расчет те астрономические цифры, о которых я уже говорил. Следующая важнейшая мысль, которую Константин затронул: если существует соматический отбор, нейродарвинизм, существует нечто, что затрагивается и естественным отбором - система ценностей. Как-то Стивен Вайнберг, замечательный физик, сказал мне, будто считает, что мироздание бесцельно и бессмысленно. А я ему ответил: только не для тебя, потому что ты - историческая случайность, которая приобрела значение благодаря эволюции, потому что ты бегаешь, добываешь, дерешься и надеешься выжить, и ты обладаешь способностью думать обо всем этом. Это совсем не означает, что мы можем распространить этот принцип на человеческую мораль. Однако это лежит на поверхности и называется выживанием. И это - результат эволюции.

СПК Да, по-видимому, вот в этом и есть главный смысл вот этого эволюционного подхода к познанию организации сознания.

КВА Через адаптацию мы понимаем, что каждый организм имеет свою систему решений, и они называются "ценности" в терминологии доктора Эдельмана. Любые процессы познания, поведения, обучения строятся на этих ценностях. И наш мир - это не мир божьей коровки или не мир кошки, которая может находиться в одной и той же комнате с нами, но воспринимает мир через свою систему эволюционно вложенных в нее функциональных систем, со своими ценностями и восприятиями.

Человек - это вселенная, которая с ним рождается и с ним умирает. Генрих Гейне.

СПК К концу нашей передачи мне хотелось сказать, что у вас сегодня была уникальная возможность видеть, как вообще рождается мысль, как работает мысль крупных ученых, на грани понимания проблем современной нейронауки. На этом мы кончим сегодняшнюю передачу. И до новых встреч у наших экранов.