Мозг и сознание. Разгадка величайшей тайны человеческого мозга

На первый взгляд клетки, обозначенные A и B, выглядят как разные оттенки серого цвета. Однако в действительности они одинаковы. Дело в том, что мозг использует свое прежнее знание о том, что тень, падающая на поверхность, делает эту поверхность темнее. В сочетании с тем фактом, что мы ожидаем, что клетка B будет того же цвета, что и все остальные клетки по диагонали, мозг прогнозирует, что в «реальном мире» клетка B должна быть светло-серой. В результате мозг воспринимает ее как светло-серую, но слегка затемненную тенью. Этот эффект настолько силен, что даже демонстрация иллюзии не меняет восприятия.

Рис. 2.2. Иллюзия с тенью на шахматной доске (иллюзия тени Адельсона)

Подобные воззрения круто меняют наше понимание работы мозга. С этой точки зрения, представление о том, что чувства достоверно записывают происходящее извне и информируют об этом мозг, неверно; на самом деле наиболее тяжелую часть работы по восприятию осуществляют связи, идущие от мозга обратно к сенсорным поверхностям. Другими словами, содержание нашего осознанного восприятия в значительной степени сконструировано мозгом: это своего рода «контролируемая галлюцинация», в которой наши перцептивные гипотезы постоянно корректируются сенсорными сигналами, поступающими из внешнего мира.

Если говорить о физических основах этих процессов, растет число доказательств того, что перцептивные гипотезы и нисходящие связи оказывают большое влияние на сознательное восприятие. Еще в 2001 году нейробиологи Винсент Уолш и Альваро Паскуаль-Леоне попросили испытуемых следить за движущимися точками, в то время как экспериментаторы препятствовали деятельности мозга с помощью транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). При воздействии на нисходящие связи (идущие сверху вниз или изнутри наружу) они обнаружили, что испытуемые больше не видели движение точек. Следовательно, чтобы понимать, что происходит во внешнем мире, мозгу нужны его внутренние «предсказания».

Недавно Ларс Мукли и его коллеги из Университета Глазго показали, что функциональную МРТ (измеряет метаболическую активность, или кровоток в мозге) можно использовать, чтобы «декодировать» тип изображения, на которое смотрит человек. Что особенно важно, они смогли декодировать эту информацию даже из области зрительной коры, которая не получала никаких входящих сенсорных данных, а это значит, что информация должна основываться на нисходящих прогнозах, приходящих из других частей мозга.

Другое недавнее исследование связало перцептивные гипотезы с так называемым альфа-ритмом в мозге. Это заметное колебание мозговой активности (мозговая волна) частотой примерно 10 герц (10 колебаний в секунду), особенно выраженное в затылочных отделах мозга, где расположена зрительная кора. Исследование, проведенное в Центре им. Терезы Саклер при Университете Сассекса, показало, что влияние перцептивных предсказаний на восприятие зависит от фазы альфа-цикла: на пике волны влияние больше, чем в ее низшей точке.

Какие возможности дает нам сознание чего-либо? Это может показаться очевидным, но когда мы что-то сознаем, мы можем вести себя очень гибко. Если я вижу чашку кофе, я могу игнорировать ее, взять или бросить ее в стену – все, что только захочу. Как утверждает влиятельное направление исследований под названием «теория глобального рабочего пространства», эта гибкость возникает благодаря тому, что все содержание нашего сознания в каждый отдельный момент широко «транслируется» в различные области мозга, позволяя человеку реагировать всеми возможными способами (см. «Модель глобального рабочего пространства сознания»). Фактически многие сторонники этой теории утверждают, что процесс «трансляции» и является самим сознанием.

Для изучения связи между сознательным восприятием и глобальной «трансляцией» можно сравнить активность мозга, вызванную осознанно видимым стимулом (например, буквой «А», четко предъявляемой на экране), с активностью, вызванной тем же стимулом, но не доходящим до сознания. Существует множество способов осуществления этого, например с помощью метода маскировки, при котором целевой стимул предъявляется очень кратко и сразу же сопровождается пустым стимулом. Многие эксперименты, где использовали этот метод, показали, что, когда испытуемые сообщают о сознательном восприятии, большая область коры – так называемая лобно-теменная сеть – активируется. Это свидетельствует в пользу теории глобального рабочего пространства, в которой лобно-теменную сеть связывают с рабочим пространством. Тем не менее, некоторые недавние открытия, в том числе упомянутая ранее «горячая точка» задней коры головного мозга, бросают вызов этой теории.

Модель глобального рабочего пространства сознания