Следовательно, заключает Лаберж, вывод о том, что опыт, извлекаемый из сновидения, нереален, а реально только то, что происходит, когда сознание бодрствует, — это большая ошибка: «Сновидение можно рассматривать как особый случай перцепции, лишенный ограничений входной сенсорной информации. И наоборот, перцепция в состоянии бодрствования может рассматриваться как особый случай сновидения, ограниченного входной сенсорной информацией. С какой стороны ни посмотри, понять, что такое сознание, без понимания того, что такое сновидение, невозможно».
Лаберж и другие исследователи также предлагают нам не ограничивать наши определения состояний сознания как только «бодрствующее» или только «спящее». Как демонстрируют различные исследования, проведенные за последние два десятилетия, состояние сознания в каждый данный момент зависит от физиологических условий мозга. Многие из характеристик того состояния сознания, которое продуцирует в фазе REM наиболее яркие и живые сновидения, продиктованы внезапным падением уровня таких веществ, как серотонин и норадреналин, и сопровождающимся всплеском циркуляции ацетилхолина в комбинации с отсутствием чувственных сигналов извне. Активация ключевых управляющих вниманием участков в префронтальной коре, возможно, добавляет тот ингредиент, который продуцирует осознанные сновидения. Вносить свой вклад в такой тип сновидений могут и некоторые нейрохимические смещения.
Фаза REM может служить наиболее ярким примером того, каким образом сознание переключает передачи, но это лишь один из многих примеров. Когда вы читаете газету и вдруг до вас доходит, что вы прочли уже половину статьи, но не осознали при этом, о чем она, это выглядит так, как будто уровень норадреналина и серотонина вдруг упал, а уровень ацетилхолина подскочил, что позволило вашему разуму отвлечься, рассредоточиться, впасть в состояние «сна наяву». Как говорит Роберт Стикголд, «в конце концов, нормального состояния не существует. Бодрствование не более нормально, чем сон. Когда ваш разум где-то блуждает, это не менее нормально, чем когда вы держите его в узде. Быть спокойным, хладнокровным, собранным не более нормально, чем быть охваченным страстью. Наши потребности меняются в зависимости от окружения, и организм должен быть готов изменять свои состояния, чтобы соответствовать брошенным ему вызовам».
Глава 10
Сознание и не только
Мозг — самая сложная система во всей Вселенной.
Кристоф Кох
Переходя из кабинета в кабинет Калифорнийского технологического института, Кристоф Кох непременно подпрыгивает и цепляется пальцами за притолоку очередной двери. Делает это он автоматически, потому что главная его страсть — скалолазание. Серьезное, настоящее скалолазание. На домашней страничке Коха выложена любимая фотография этого физика, переквалифицировавшегося в нейробиолога: Кох висит на страховочном канате на высоте 2800 футов над Йосемитской долиной. А когда Кох не карабкается по скалам, он занимается наукой. Тоже всерьез. С конца 1980-х он работает вместе с нобелевским лауреатом Фрэнсисом Криком — они героически ищут именно те клеточки головного мозга, в которых скрывается сознание.
Между стремлением Коха открыть тайны сознания и его страстью к покорению Скалистых гор на самом деле имеется связь, и весьма тесная. Объясняя собственное увлечение экстремальным спортом, Кох ссылается на автора историй о путешествиях и приключениях Джона Кракауэра, который описывал свой альпинистский опыт как «сон с открытыми глазами». Кох объясняет: «Для альпинизма, скалолазания требуется почти совершенное слияние разума и тела, и то и другое работают по максимуму. Взбираясь на скалу, я чувствую себя наполненным жизнью, и разум мой работает тоже в полную силу». Он говорит быстро-быстро, словно ему не терпится поскорее высказать свою мысль — ведь на слова тратится столько времени, а жизнь коротка, он и так не успевает втиснуть в нее все, что ему хочется сделать. Программа у него впечатляющая: «Я пытаюсь понять, откуда я пришел, куда приду и что здесь делаю. Я хочу понять, почему мы обладаем сознанием».
Кох считает сновидения увлекательнейшим кусочком ребуса, именуемого сознанием: «Для меня самая примечательная черта сновидений — это то, что все выглядит и кажется настоящим. Как-то я наткнулся на фразу, которая описывает это наилучшим образом: “Сновидения кажутся реальными, пока они длятся. А разве с жизнью не то же самое?”» Он не устает спорить с теми, кто считает сновидения неким придатком, побочным явлением, не имеющим никаких биологических функций. Кох, напротив, уверен, что сновидения потому пережили несколько этапов эволюции, что у них имеется генетически обусловленное предназначение. В чем оно заключается — до конца пока не понятно, но Коха в особенности интригуют исследования роли сновидений в консолидации памяти. «Известно, что мы видим сны еще в утробе матери, что животные тоже видят сны и основа их сновидений не многим отличается от нашей, — объясняет он. — Сновидения представляют собою высокоразвитую функцию мозга, необыкновенно яркую форму сознания».
Его сотрудничество с Фрэнсисом Криком началось, когда Кох вел исследования в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. Его соавтором по той работе был Шимон Уллман, ныне профессор Института имени Вейцмана38. Они занимались когнитивной архитектурой внимания: каким образом мозгу удается сосредоточиться на одном из многих конкурирующих сигналов, поступающих в каждый данный момент? Например, каким образом вы фокусируете свое внимание на том, что говорит ваш пассажир, если вам при этом приходится вести авто в час пик, радио играет, комариный укус на ноге чешется, начинается ливень, и начинается он с грома и молний? Крик был настолько поражен их работой, которая была опубликована в 1984 году, что пригласил Коха и Уллмана провести неделю в Институте Солка39, где сам занимался аналогичным вопросом: пытался понять, каким образом мы управляем вниманием. Но постепенно его целью стала разгадка тайн сознания, и он надеялся повторить свой собственный успех — открытие тайны ДНК. С Кохом его объединяла общая черта — острый ум и одержимость интеллектуальным поиском. Кох начал регулярно посещать Крика, это стало намного удобнее, когда он в 1986 году перешел из Массачусетского технологического в Калифорнийский технологический институт. Свою первую совместную работу о биологических основах сознания они опубликовали в 1989 году. С тех пор Кох раз в месяц приезжал в Ла-Хойю, чтобы два-три дня поработать с Криком, а так они ежедневно обменивались электронными письмами.
Интерес Коха к природе сознания возник, как он сам считает, когда ему было лет тридцать с небольшим: он сидел дома и маялся зубной болью. Он прекрасно понимал, что боль вызвана электрической активностью определенного нервного окончания в мозгу, и, чтобы отвлечься, начал размышлять, почему вот эта электрическая активность вызывает боль, а другая — доставляет удовольствие или заставляет его чувствовать запах лука или слушать звуки скрипок. «Компьютер можно запрограммировать на какие угодно операции или расчеты, но он не чувствует боли. Значит, в мозгу имеется что-то, что пробуждает субъективные ощущения, и мы подумали, что сможем найти определенный набор нейронов, объединенных неким свойством, которые на каком-то этапе эволюции создали у животного первое субъективное ощущение», — говорит Кох. По мере того как структуры мозга усложнялись, само осознание ощущения преобразовалось в нечто более сложное — в человеческое сознание, в том числе в понимание собственной смертности и способность поднимать вопросы вроде тех, на которые Крик и Кох надеются найти ответы. Человеческий мозг — это уникальный компьютер, который может использовать свою мощь для вычисления собственных операционных законов.
«Поразительная гипотеза» о природе сознания, которую Крик выдвинул в 1994 году, теперь стала общепризнанной большинством ученых. С тех пор собраны убедительные доказательства, поддерживающие казавшееся когда-то спорным утверждение Крика, что «радости и печали, воспоминания и стремления, чувство собственной идентичности и свободная воля — все это на самом деле не более чем работа разветвленного скопления нервных клеток». Хотя многие нейробиологи считают, что сознание — это плод коллективной деятельности нервных клеток, рассеянных по всему мозгу, и является производным от одновременного возбуждения миллионов или миллиардов нейронов, Кох и Крик уверяют, что местоположение этих клеток можно указать более точно. И что вся суть — в дискретном возбуждении куда меньшей группы нейронов. «Благодаря эволюции у разных молекул и отдельных клеток имеются свои специфические функции, и мы с Криком считаем, что это относится и к сознанию. Мы ищем специфические нейронные свойства, которые порождают сознание — скорее всего, дело обстоит именно так, сознание — это не продукт коллективной деятельности всего мозга», — говорит Кох.
«Поразительная гипотеза» о природе сознания, которую Крик выдвинул в 1994 году, теперь стала общепризнанной большинством ученых. С тех пор собраны убедительные доказательства, поддерживающие казавшееся когда-то спорным утверждение Крика, что «радости и печали, воспоминания и стремления, чувство собственной идентичности и свободная воля — все это на самом деле не более чем работа разветвленного скопления нервных клеток». Хотя многие нейробиологи считают, что сознание — это плод коллективной деятельности нервных клеток, рассеянных по всему мозгу, и является производным от одновременного возбуждения миллионов или миллиардов нейронов, Кох и Крик уверяют, что местоположение этих клеток можно указать более точно. И что вся суть — в дискретном возбуждении куда меньшей группы нейронов. «Благодаря эволюции у разных молекул и отдельных клеток имеются свои специфические функции, и мы с Криком считаем, что это относится и к сознанию. Мы ищем специфические нейронные свойства, которые порождают сознание — скорее всего, дело обстоит именно так, сознание — это не продукт коллективной деятельности всего мозга», — говорит Кох.
Они назвали предмет своих поисков нейрональными коррелятами сознания (НКС) — минимальный набор нейронов, который не просто имеет отношение к сознанию, а в конечном счете является причиной любого специфического сознательного восприятия. Оставив в стороне скользкий вопрос о том, что порождает в нас понимание себя как свободно действующей личности, они ищут источник сознания на его базовом уровне. Возбуждение каких именно нейронов дает нам субъективное понимание того, что мы чувствуем боль или удовольствие, что цвет, который мы видим, — желтый и что слышим мы именно свисток чайника. Задача очень непростая. Каждая молекула внутри каждого нейрона следует инструкциям, основанным на генетической программе, на которую влияют нейрохимические вещества, преобладающие в данный момент. Достаточно представить, что в одном нейроне содержатся тысячи молекул, а этот нейрон взаимодействует с сетью, состоящей из десятков тысяч нейронов, и вообще этих нейронов в мозгу человека насчитывается порядка ста миллиардов, и становится понятно, почему Кох называет мозг «самой сложной системой во всей Вселенной». И вопросов, которые его волнуют, тоже великое множество: «Существует ли сообщество НКС, объединяющее вспышки красного света, “до” пятой октавы и ноющий зуб? И какие именно НКС отвечают за то, что ощущения во сне ничем не отличаются от ощущений наяву?»
Они с Криком полагают, что наиболее эффективный способ извлечь информацию на данном этапе изучения нейронов — наблюдать за ними тогда, когда ими можно управлять. Большинство полученных ими данных основано на экспериментах с животными — мышами и обезьянами, потому что в их мозг можно вживить электроды, фиксирующие модели импульсов индивидуальных нейронов, а с людьми проводить такие опыты было бы неэтично. Но недавно представилась возможность провести такое исследование с участием людей, и результаты подтверждают взгляды Коха на то, как организован мозг. Нейрохирург Ицхак Фрид из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе позволил Габриэлю Крейману, сотруднику лаборатории Коха, провести эксперимент с участием больных эпилепсией, в чей мозг были имплантированы электроды, — таким образом Фрид и коллеги надеялись локализовать участки мозга, отвечающие за возникновение приступов, и найти соответствующее лечение.
Кох говорит, что, записывая импульсы одиночных нейронов в той части мозга, которая активируется во сне и во время припоминания, они обнаружили небольшое число индивидуальных нейронов, начинавших действовать только в ответ на различные изображения знакомых людей. В одном случае пациентке показывали пятьдесят изображений знакомых и незнакомых ей людей, а также изображения автомобилей, животных и пр. И нейроны, о которых идет речь, отреагировали только на три изображения: на карандашный портрет бывшего президента США Билла Клинтона, на его фотографию и на групповой снимок, на котором он также присутствовал. Этот же нейрон подал сигнал снова, когда пациентку попросили закрыть глаза и представить себе образ Клинтона. Кох подозревает, что этот же нейрон подаст импульс, если пациентка увидит Клинтона во сне, но пока что способа проверить это не существует. Однако его предположение подтверждается тем, что нейроны, заработавшие в ответ на изображения Клинтона, находятся в той части лимбической системы, которая называется медиальной височной долей — а опыты с применением визуализации мозга показали, что этот участок во время сновидений очень активен. Изображения Билла Клинтона, конечно же, не обладают никакой магической силой: Кох и коллеги обнаружили ту же нейрональную активность и при демонстрации пациентам других знакомых лиц или объектов — специфические нейроны реагировали только на изображения кофейной чашки или лица члена семьи. Те же нейроны снова возбуждались, когда испытуемого просили закрыть глаза и представить чашку и члена семьи, хотя интенсивность пульсации нейронов при разглядывании изображений была выше, чем когда испытуемый представлял себе эти образы. «Этим объясняются образы сновидений, поскольку для того, чтобы получить визуальное впечатление, нам совершенно не нужно проникновение образов через сетчатку или первичную визуальную кору», — говорит Кох.
По сути, считает он, именно понимание того, как работает визуальное восприятие — и во время бодрствования, и во сне, — может лучше всего способствовать пониманию того, что представляет собою сознание. «Мы все — существа, опирающиеся на визуальные представления, — говорит он. — Треть нашего мозга работает на зрение, мы обладаем богатейшим визуальным опытом, который можно анализировать, в этот опыт входят и сновидения». Изучение визуального восприятия удобно и с практической точки зрения, поскольку на сегодняшний день физиология этой формы восприятия изучена лучше, чем физиология других форм, к тому же у животных проще нащупать визуальные проводящие пути, что расширяет поле для исследований. Экспериментаторы могут управлять тем, что субъекты — как животные, так и люди — видят на экранах компьютеров, и записывать реакцию мозга на изображения. И большинство теорий Крика и Коха базируются на экспериментах с участием макак, чья визуальная система сходна с человеческой.
Кох продемонстрировал мне на экране своего компьютера так называемую «слепоту, вызванную движением» — визуальную иллюзию, разработанную в Институте имени Вейцмана, которая срабатывает и на макаках, и в экспериментах с человеком и показывает, каким образом, манипулируя зрительным восприятием, можно проникнуть в нейрональную основу сознания. На черном экране вращаются синие точки, и среди них находятся три яркие и хорошо различимые желтые точки.
Кох попросил меня в течение нескольких секунд неотрывно смотреть на экран, и у меня на глазах сначала одна, а потом две и все три желтые точки таинственным образом исчезли. Или мне так показалось. Сами желтые точки не двигались, но вращающиеся синие точки фона создавали такой сильный сигнал для восприятия, что забивали сигнал, поступающий от желтых точек.
Мой мозг сосредоточился на фоне и подавил изображения желтых точек. То есть я видела, что они существуют, — но уже через секунду их не было. «Некий набор нейронов работает, когда вы “видите” желтые точки, и не срабатывает, когда вы их не видите. Вот они, эти нейроны, которые коррелируют с сознанием», — пояснил Кох.
Демонстрация того, каким обманщиком может быть мой собственный мозг, с одной стороны, поражает, с другой — сильно расстраивает. Но когда мы понимаем, как на самом деле работает зрительное восприятие, мы начинаем принимать и тот факт, что и во время бодрствования, и во сне мы на самом деле видим мозгом, а не глазами, и иллюзия — это составная часть всего процесса. Если бы наша картинка мира в точности соответствовала информации, передаваемой из глаза в мозг, мир показался бы местом весьма странным. Для начала следует сказать, что мы в течение одной секунды в среднем три раза двигаем глазами. Если б нам довелось смотреть видеофильм, в котором камера двигалась бы так же, как наши глаза, нас бы скоро стошнило. Мозг же автоматически приспосабливает под нас полученное им изображение, создавая иллюзию стабильности — в нем имеется что-то вроде собственной версии автоматического слежения.
На самом деле все эти не осознаваемые нами манипуляции еще куда более грандиозны. Сетчатка — тонкий слой нейронов, расположенный на внутренней оболочке глаза, — служит «эволюционной спутниковой тарелкой» для фотонов, энергетических частиц, которые бомбардируют глаз и включают электрические сигналы, а они, в свою очередь, запускают процесс зрения. Так объясняет этот феномен Томас Чернер, профессор офтальмологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско и автор книги «Что заставляет вас действовать?» (What Makes You Tick?), яркого обзора новейших исследований в области нейробиологии. Но поступивший от сетчатки электрический сигнал сам по себе не дает того четкого образа, который вы видите, выглянув в окно. Для глаза, говорит Чернер, мир — это лишенный смысла двухмерный монтаж не связанных между собой световых точек, схожий с тем, что вы увидите, подойдя слишком близко к полотну художника-пуантилиста вроде Жоржа Сёра.