Наука о мозге и миф о своем Я. Тоннель эго

Вольф Зингер — профессор нейрофизиологии и заведующий кафедры нейрофизиологии в институте изучения мозга имени Макса Планка во Франкфурте-на-Майне (Германия). В 2004 году он основал Франкфуртский институт передовых исследований (FIAS), занимающийся основополагающими теоретическими изысканиями в различных областях науки. Институт объединил теоретиков из таких дисциплин, как биология, химия, нейронаука, физика и информатика. Главная цель исследований Зингера — понимание нейронных процессов, лежащих в основе высших когнитивных функций, таких как визуальное восприятие, память и внимание. Кроме того, он стремится просветить широкую публику относительно результатов исследований мозга, за что отмечен премией Макса Планка за популяризацию науки.

Зингер принимал активное участие в философских дебатах на тему свободы воли. Он (совместно с Кристофером Энгелем) выступил редактором книги 2008 года: «Лучше чем сознание? Принятие решений, человеческий разум и последствия для общественных институтов».

Метцингер: Вольф, каково на сегодняшний день отношение между сознанием и соединением отдельных черт?

Зингер: Уникальная особенность сознания — его согласованность. Контент сознания непрерывно меняется вместе с переживаемым настоящим, но в каждый текущий момент все элементы содержания феноменального сознания связаны друг с другом, за исключением патологических состояний, вызывающих дезинтеграцию сознательного опыта. Это наводит на мысль о тесной связи между сознанием и связыванием. Кажется, в сознание одновременно проникают только те результаты многочисленных вычислительных процессов, которые успешно связываются. Данное понятие устанавливает тесную связь между сознанием, кратковременной памятью и вниманием. Эмпирические данные указывают, что для того, чтобы стимул был осознанно воспринят, он должен стать объектом внимания, и только после этого он получит доступ к кратковременной памяти.

Метцингер: А почему вообще существует проблема связывания?

Зингер: Проблема связывания проистекает из наличия двух различных черт мозга. Во-первых, мозг — чрезвычайно распределенная система, в которой параллельно выполняется множество операций; во-вторых, в нем отсутствует единый центр схождения, в котором результаты этих параллельных расчетов могли бы последовательно оцениваться. Разные вычислительные модули взаимосвязаны в чрезвычайно плотную и сложную сеть с двусторонними соединениями, которые, по-видимому, посредством мощного механизма самоорганизации генерируют упорядоченные на глобальном уровне состояния. Отсюда следует, что репрезентация сложного когнитивного содержания — объектов восприятия, мыслей, планов действия, активированных воспоминаний — также имеет распределенную структуру. Для этого необходимо, чтобы нейроны, участвующие в распределенной репрезентации конкретного типа содержания, параллельно передавали два сообщения: во-первых, сигнал о том, имеется ли та черта, на восприятие которой они настроены; во-вторых, указание, в сотрудничестве с какими из множества других нейронов они формируют распределенное преставление. Общепризнанно, что нейроны сигнализируют о присутствии кодируемой ими черты ростом частоты разрядов. Однако ученые не столь согласны между собой в вопросе о том, каким образом нейроны сигнализируют о том, с какими нейронами они, в свою очередь, сотрудничают.

Метцингер: Каковы требования к таким сигналам?

Зингер: Поскольку репрезентации когнитивых содержаний могут очень быстро изменяться, для дешифровки требуется очень высокое временное разрешение. Мы предположили, что уникальной характерной чертой, определяющей отношения между индивидуальными нейронами, является точная синхронизация их разряда.

Метцингер: Но почему в синхронизации?

Зингер: Точная синхронизация увеличивает воздействие нейронных разрядов и содействует тому, чтобы синхронные сигналы далее обрабатывались совокупно. Новые данные указывают на то, что такая синхронизация достигается, когда нейроны вовлечены в ритмические волновые колебания разрядов, поскольку колебательные процессы синхронизируются лучше, чем последовательности, не структурированные по времени.

Метцингер: Значит, это не просто гипотеза? Есть экспериментальные подтверждения?

Зингер: Больше десяти лет прошло после открытия синхронизированных колебательных разрядов в зрительной коре, и сейчас появляется все больше свидетельств в пользу гипотезы, что синхронизация колебаний является механизмом связывания распределенных в мозгу процессов. При этом соответствующие частоты колебаний различаются в зависимости от структуры и в коре головного мозга обычно укладываются в диапазон бета-и гамма-волн от 20 до 80 Гц. Явление синхронизации особенно интересно в данном контексте тем, что оно возникает в связи со многими функциями, существенными для сознательного опыта.

Метцингер: Какие же это функции?