Все эти аспекты не просто подлежат анализу, а затем воссоединению в единую картину лошади, которую оседлал человек; зрительные образы должны не только ассоциироваться с запахами, звуками, ощущениями и удовольствием — это должно произойти одновременно и еще до того, как человек свалится с этой лошади!
Человеческому мозгу приходится справляться с координацией обработки более чем 11 миллионов бит, которые поступают каждую секунду и делятся между сотнями миллионов нервных клеток, чтобы потом все эти различные импульсы составились в одну сознательную картину того, что происходит вокруг.
Все это должно происходить постоянно, до 16 часов в сутки. Безо всякой рассинхронизации.
Это и есть проблема связывания. Мы можем также называть ее проблемой фигуры/основания. Как удается мозгу вычислить, что есть ваза, а что есть лица, из той информации, которую он обрабатывает в случае двузначных фигур, таких, как ваза/лица, приведенная ранее? Как собираются вместе все эти различные аспекты одного объекта? В самом деле, как мозг вообще решает, что является фигурой, а что — основанием?
Проблема связывания очень глубока вне зависимости от того, существует ли окружающий мир или нет.
В 1989 и 1990 году впервые высказанная мысль о том, чтобы перенести феномен сознания в область естественных наук, вызвала значительный энтузиазм. Частично он объяснялся тем, что это позволяло поставить на обсуждение механизм решения проблемы связывания.
Это была совместная идея молодого немецкого физика Кристофа Коша, который возглавлял лабораторию вычислений и нервной системы при институте биологии Калифорнийского института технологии, и британского физика, биолога и специалиста в области нейрологии Фрэнсиса Крика, который работал в Институте Салка в Ла Джолла, Калифорния. Идея настолько смелая, всеобъемлющая и простая, что ее вряд ли можно было бы воспринимать серьезно — если бы не два замечательных обстоятельства.
Одним из них был сам Фрэнсис Крик — один из самых легендарных ученых 20 столетия, который получил известность в 1953 году благодаря раскрытию тайны наследственности. Он и Джеймс Уотсон открыли структуру молекулы ДНК — знаменитая двойная спираль, которая стала символом нашего времени. И с 1953 года Крик снова и снова выдвигал простые, дерзкие и — время от времени — правильные идеи, которые полностью меняли темы научных дискуссий.
Второе замечательное обстоятельство заключалось в том, что идея Крика и Коша, похоже, нашла экспериментальную поддержку. В 1989 году группа немецких ученых обнаружила, что нервные клетки кошек способны вибрировать синхронно, когда эти клетки видят тот же объект. Эти колебания происходят с частотой 40 раз в секунду и, по-видимому, являются выражением согласия клеток в том, что они видят один и тот же объект. Когда Вольф Сингер и его научные коллеги во Франкфурте опубликовали результаты своих исследований, уважаемый американский журнал «Science» сообщил об этой новости под заголовком «Тайна мозга раскрыта» и предварил статью вопросом: «Удалось ли Вольфу Сингеру открыть клеточную основу сознания?»
Идея Крика и Коша заключалась в том, что колебания, обнаруженные Сингером, являются основой сознания. Все клетки, которые получают раздражения, исходящие от того же самого объекта, «замыкаются» в синхронность, которая поддерживается в течение короткого промежутка времени.
Изначально эта теория применялась к сознательному видению, но ученые не скрывали своей веры в том, что она может объяснить и основу всего сознания. Первоначально идея колебаний, которые являются выражением совместной работы нервных клеток, была предложена немцем Кристофом фон дер Малсбургом в 1986 году.
Летом 1990 года энтузиазм достиг максимума — впервые за много лет результаты Сингера и смелые предположения Крика и Коша дали научной общественности ощущение того, что оно подходит к разгадке загадки сознания. Но эксперименты, проведенные с тех пор, давали не столь вдохновляющие результаты. Оказалось, что при проведении опытов с обезьянами очень сложно воспроизвести такой же эффект, поэтому оптимизм, с которым в течение нескольких лет связывалась эта идея, постепенно утих. В человеческом мозгу ученым удалось обнаружить только слабые признаки подобных колебаний — лишь 25 % клеток участвовали в подобной деятельности. А исследования на людях даже невозможно было начать.
Но изящество идеи заключалось в том, что одновременно она объясняла и внимание — сущность сознания во внешнем мире. Когда несколько нервных клеток начинают синхронно колебаться на 40 герцах — 40 раз в секунду — это называется вниманием.
Различные группы нервных клеток синхронно колеблются в соответствии с различными объектами нашего окружения (стол, стул, книга, рукопись, лошадь) — и одна из колебательных моделей одерживает верх. Это сознание.
Колебательная модель, которая доминирует в тот момент, когда мы что-то осознаем, соединяет вместе мириады нервных клеток — и формирует сознание. Мы можем осознавать только что-то одно в каждый момент времени (или, если быть более точными, 7 плюс-минус 2 объекта), так как одно из колебаний преобладает.
Каждый раз, когда какая-то вещь становится объектом подобных 40-герцевых колебаний, мы ее осознаем — и можем запомнить. Колебательные модели, которые соответствуют чему-то, что мы можем запомнить, одерживают верх чаще, чем совершенно новые колебания, представляющие новые объекты, так как во втором случае мы имеем модель нейронов, которые до этого никогда не колебались вместе.
Те объекты, которые вызвали колебания, но не стали преобладающими в данный момент, могут либо стать объектами внимания позже, когда будет преобладать соответствующее колебание — либо никогда ими не станут.
В любой момент времени в мозгу имеется очень большое количество нервных клеток, которые колеблются синхронно. И лишь очень немногие из них будут усилены до доминирующего 40-герцевого колебания даже на самое крохотное мгновение. Ни одно из этих колебаний никогда не станет объектом внимания.
Они представляют бессознательную обработку информации мозгом.
«В зрительной системе проходит также определенная нейронная деятельность, о которой мы не имеем полного представления, — пишут Крик и Кош. — Большая ее часть относится к вычислениям, которые необходимы, чтобы обеспечить наиболее полную интерпретацию всей входящей информации, сочетающейся с той, которая уже имеется — информации по различным категориям, накопленной в прошлом. И именно об этой «лучшей интерпретации» нам и становится известно».
Сила этой теории состоит в том, что она делает интуитивно понятным, почему сознание способно так быстро и эффективно переключаться между столь различными объектами: в нем постоянно наличествует огромная армия нервных клеток, которые колеблются синхронно. Но только один набор колебаний в конечном итоге одерживает верх и становится сознательным. Остальные ждут милостей от сознания.
Если придерживаться этой идеи, то колебания в 40 герц могут перемещать своеобразный прожектор, который просматривает различные виды деятельности мозга. Но заметьте, что эта метафора больше не является лишь пространственной, как сам прожектор. Согласованность между нервными клетками выражается и во времени, а не только в пространстве.
«Если существует несколько возможных интерпретаций поступающей информации, — пишут Крик и Кош, — тогда может потребоваться некоторое время, чтобы одна отдельная интерпретация одержала верх над своими конкурентами и возобладала. В случае «конкуренции», когда изменяются объекты восприятия, как в отлично известном случае куба Неккера, мы предполагаем, что колебания, которые установились первоначально, в конце концов каким-то образом подавляются, и в результате верх одерживает другая интерпретация, устанавливая соответствующие ей колебания, и в процессе этого она подавляет конкурентов. После определенной задержки подавляется и она — и так далее».
Так что мы возвращаемся к визуальным иллюзиям и гештальт-психологам, изучавшим зрение.
«Те роли, которые мы отводим колебаниям в 40 Герц, приводят на ум некоторые идеи гештальт-психологов. Тому, что мы называем «объектом», лучше дать термин «гештальт», — пишут Крик и Кош. Далее они продолжают: «То, что для психолога будет гештальтом, для ученого-нейрофизиолога будет выражаться определенным набором замкнутых в фазе колеблющихся нейронов».
Идея Крика и Коша вряд ли является правильной. Да она (почти) и не была никогда более чем мыслительной моделью, доказательством факта, что размышления о том, что такое сознание, имеют смысл.
Результаты от предложенной ими модели, возможно, мы еще получим в ближайшие годы, хотя сама теория не выдерживает критики.
Крик и Кош представили свою идею такими словами: «Примечательно, что большинство работ в изучении когнитивной функции и нервной системы не упоминают сознания (или «осознанности»), а также то, что многие из них рассматривают сознание как главную загадку, которая противостоит неврологической точке зрения. И действительно, в настоящее время оно остается глубоко загадочным для многих… Мы предполагаем, что подошло время для того, чтобы атаковать неврологическую основу сознания».
Путь к изучению сознания и внимания уже проложен — изучению предмета, который «настоящие» ученые до сих пор игнорировании, и который гуманитарные науки не пытались сблизить с естественнонаучным взглядом на мир.
But perhaps the most important aspect of the Crick-Koch theory is that it will make neuroscientists take the binding problem seriously. The natural science-oriented neuroscientists tend to ignore problems as “complicated" as the Necker cube and Rubin's vase. The idea of the forty-hertz oscillations shows that Gestalt psychology’s research into the world of human experience may be central to a “hard” science theory of nerve cells. Irrespective of whether one wants to grasp at radi¬cal solutions, like Maturana and Varela, and declare the outside world irrelevant, or whether one wishes to maintain a more traditional epistemology, one must inevitably face the fact that in the binding problem there is a very big problem indeed.
Но, пожалуй, самый важный аспект теории Крика-Коша заключается в том, что нейрофизиологам теперь придется всерьез озаботиться проблемой связывания. Ученые, ориентированные на естественнонаучный подход, пытаются игнорировать настолько «сложные» задачи, как куб Неккера и ваза Рубина. Идея колебания в 40 Герц показывает, что исследования человеческого восприятия, которые ведет гештальтпсихология, могут занимать центральное место в «настоящей» научной теории нервных клеток. И неважно, пытается ли кто-то использовать радикальные решения, как Матурана и Варела, и провозгласить весь внешний мир неуместным, или кто-то старается поддерживаться более традиционной эпистемологии — в любом случае придется неизбежно встать лицом к лицу с фактом, что проблема связывания — это действительно очень большая проблема.
Наиболее серьезной, пожалуй, является проблема времени: как все эти процессы колебания могут происходить синхронно, позволяя нам воспринимать различные аспекты событий одновременно, раз проводимый анализ происходит в нескольких разных участках мозга? Вкус, запах, вид, баланс и звук отлично сочетаются друг с другом, когда вы сидите на лошади. Каким же образом происходит эта координация во времени?
Сознание — это очень глубокий феномен: огромные количества информации должны быть отсеяны во время его создания. Как все эти процессы могут координироваться? И сколько времени они занимают? Наполовину рассмотрев этот момент, давайте остановимся и подытожим. В следующей главе мы найдем ответ на вопросы связи сознания и времени. И довольно тревожный ответ — так что давайте пока убедим себя, что это неизбежно.
Демон Максвелла сказал нам, что знание включает в себя мир. Что информация — это понятие, которое базируется на термодинамике, понимании тепла и паровых двигателей. Обретение знания о мире имеет свою цену: не обязательно потому, что цену имеет получение знания, а потому, что от него бывает сложно избавиться.
Ясное чистое сознание и есть истинная цена — и мы не можем познать мир без этого ясного сознания, которым, в свою очередь, мы не можем обладать, если не отсеем всю информацию, присутствовавшую в нашем сознании мгновением раньше.
Вычисление и познание представляют собой отсеивание информации: важное отделяется от неважного. Отсеивание информации — это термодинамический котел, который имеет свою цену.
Информация интересна, когда мы снова от нее избавились — приняли большое количество информации, извлекли из него то, что важно, и отбросили остальное. Сама по себе информация — почти мера случайности, непредсказуемости, неопределенности. Информация больше соотносится с беспорядком, нежели с порядком, так как порядок возникает в ситуациях, когда информации меньше, чем ее могло бы быть. Информация — это мера того, сколько других сообщений могло бы присутствовать взамен того, которое имеется на самом деле, или того, что могло быть, но не было сказано.
Сложность физического и биологического мира может быть описана как глубина: количество отсеянной информации. В жизни нас интересует не то, что содержит больше информации и, следовательно, требует больше времени для описания, так как это идентично беспорядку, неряшливости, хаосу. Но и не то, что исключительно хорошо организовано, так как это предсказуемо и в нем нет никаких сюрпризов.
Нас интересуют вещи, которые имеют историю, вещи, которые сохранились во времени не потому, что они статичны и закрыты, а потому, что они открыты и одновременны, потому, что они на своем пути отсеяли определенное количество информации. Вот почему мы можем измерить сложность — или глубину — как термодинамическую глубину (объем отсеянной информации) или применить близкородственное понятие логической глубины (вычислительное время, которое потребовалось для отсеивания информации).
Разговор включает в себя обмен информацией — но это не самое важное, так как в словах разговора очень мало информации. Наиболее важное — это отсеивание информации, которое происходит еще до того, когда все облачается в слова. Отправитель сводит массу информации в очень небольшой ее объем в форме того, что на самом деле говорится. Исходя из контекста получатель воспроизводит массив информации, которая была отсеяна. Таким образом, отправитель может создать эксформацию путем отсеивания информации, передать результирующую информацию и видеть соответствующее количество эксформации, которая формируется в голове получателя.
Пропускная способность языка — способность передавать определенное количество бит в секунду — очень низка: около 50 бит в секунду или меньше. Так как язык и мышление способны полностью поглощать наше сознание, пропускная способность у сознания не может быть больше, чем у языка. Эксперименты психофизики в 50-е годы показали, что производительность сознания очень мала: менее 40 бит в секунду, а предположительно даже менее 16 бит в секунду.
Эта цифра невероятно мала по сравнению с объемом информации, который мы принимаем через наши органы чувств — около 11 миллионов бит в секунду. Сознательное восприятие составляет очень небольшую порцию информации, которую постоянно принимают наши органы чувств.
Это означает, что наши действия в этом мире обязательно должны базироваться на информации, которая поступает через наши органы чувств — но никогда не достигает сознания. Несколько бит в секунду — это недостаточно для того, чтобы объяснить все разнообразие поведения, которое мы наблюдаем у людей. И действительно, психологи открыли существование подпорогового восприятия (даже несмотря на то, что исследования этого вопроса демонстрируют странные исторические пропуски, которые можно объяснить выраженным конкретным страхом, что подобное знание может эксплуатироваться в коммерческих целях, и абстрактными опасениями по поводу человеческой загадочности).
Сознание не может говорить посредством подсознательного восприятия именно потому, что оно является подсознательным. Но опыт иллюзий и других повседневных явлений доказывает: то, что мы воспринимаем — это симуляция того, что мы ощущаем. Отсеивание информации и, следовательно, интерпретация сенсорной информации происходит задолго до того, как она достигает сознания. Большая часть нашей ментальной жизни происходит бессознательно — не только как результат фрейдовского подавления, но и как нормальный способ функционирования.