В один небесно-голубой денек 1976 года по травертиновой площадке между двумя симметричными, почти комплементарными корпусами Института биологических исследований Солка в Ла-Хойе, штат Калифорния (США), в направлении вдохновенного вида на Тихий океан походкой нобелиата прошествовал мужчина лет шестидесяти. Дойдя до края площадки, он принялся что-то кричать океану. Это был Фрэнсис Крик. Много лет назад он «раскрыл секрет жизни», определив структуру ДНК и расшифровав генетический код, и теперь мечтал раскрыть секрет сознания.

Сознание обычно не сознаешь в себе сознательно. Ты просто пользуешься им и не задумываешься о том, как оно возникло и где его источник. Люди веками рассматривали сознание как функцию души, а жизнь как следствие нефизических, даже мистических процессов. Но Крик был убежденным материалистом. Если материя оказалась достаточно чудной, чтобы зашифровать в себе код жизни, размышлял он, то, может быть, она достаточно чудна и чтобы объяснить сознание?

За оставшиеся три десятка лет ему удалось поставить нейробиологию на молекулярные рельсы через общение за чашечкой чая (типичный британец) с выдающимися умами в области нейронаук и опубликовать ряд работ в поддержку своей «удивительной гипотезы» о том, что сознание есть порождение мозга и только мозга. «Он редактировал рукопись на смертном одре, оставаясь ученым до самого конца», – писал его друг и коллега, американский нейробиолог Кристоф Кох. Их последняя совместная статья «Какова функция клауструма?» вышла летом 2005 года, через год после смерти Крика.

Клауструм, или ограда мозга – это тоненький изогнутый листочек серого вещества между внутренним слоем островковой коры головного мозга и чечевицеобразным ядром конечного мозга. Он похож на гамак, в котором хочется посидеть. И именно там, по мнению Крика и Коха, сидит сознание. «Иначе зачем эта крошечная структура подключена к столь многим зонам мозга?» – размышлял Крик. Действительно, клауструм «получает входящие сигналы почти от всех областей коры и проецируется обратно почти во все области коры», отметили ученые в статье. Эта многообещающая идея дала старт множеству исследований, касающихся природы сознания и роли клауструма, и продолжаются они и по сей день.

Месторождение сознания: история разработки

Одну из первых гипотез относительно местонахождения сознания в мозге человека предложил в XVII веке французский философ, физик и физиолог Рене Декарт. Точнее, он говорил о душе, вместилищем которой считал небольшую железу внутри мозга – эпифиз, или шишковидное тело. Декарт пытался понять, как нематериальная душа (или разум) взаимодействует с материальным телом и могут ли мысли в принципе занимать какое-то физическое место или производить физическую силу в отношении материи. Может ли, наоборот, материя влиять на мысли? (Наш налакавшийся одной материи главред, к примеру, уверяет, что и сам может «влиять на разумы и души», а также «управлять водорослями».)

Для разрешения вопроса Декарт позаимствовал у античного врача Галена понятие «животного духа». Согласно Галену, «животный дух» – это высшая из трех частей души, образующаяся в головном мозге и путем движения по нервам управляющая телом. В представлении Декарта «животные духи» – это мельчайшие частицы крови, которые циркулируют по телу, фиксируя физические ощущения, затем проникают в мозг и вызывают колебания шишковидной железы, тем самым воздействуя на душу. Со своей стороны душа тоже может колебать эпифиз, направляя «животные духи» по нервам к мышцам, и таким образом влиять на тело. При всей экстравагантности измышлений, Рене Декарт, по сути, впервые описал схему безусловного рефлекса, что стало первым шагом на пути к современной физиологии высшей нервной деятельности.

Лишь двести лет спустя появилась альтернатива эпифизу: в середине 1830-х немецкий биолог Иоганн Мюллер «усадил» сознание в продолговатый мозг – задний отдел головного мозга, регулирующий дыхание и кровообращение, включая мозговое. Сегодня мы знаем, что сознания в продолговатом мозге не больше, чем в отрыжке или чихе. И хотя чихание, рыгание, кашель, рвоту и другие рефлекторные акты, также регулируемые продолговатым мозгом, люди способны воспроизводить вполне осознанно, едва ли стоит там его искать. В конце концов, сознание интересует нас не только в физиологических проявлениях.

Идея о том, что местоположение сознания в мозге в какой-то мере можно соотнести с узловым центром нейронной активности, восходит к английскому физиологу XIX века Уильяму Карпентеру. Он поместил сознание в «сенсорные ганглии» мозгового ствола и таламус, расположенный прямо в серединке мозга. Сегодня роль таламуса в формировании сознания является предметом дискуссии, но Карпентер по крайней мере верно понимал, что сознание – это не какофония бессвязных ощущений, а эмпирическое единство «низшего» сенсорного опыта и «высших» функций, таких как мышление и эмоции, и что источник сознания должен быть способен к их взаимной интеграции.

В середине XX столетия эту идею продолжил развивать американо-канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд – тот самый доктор, который путем электрической стимуляции мозгов эпилептиков сумел соотнести движения и тактильные ощущения отдельных частей тела с определенными участками коры и визуализировал получившиеся карты в виде моторного и сенсорного гомункулусов. Но как эти широко разбросанные по мозгу и, казалось бы, не связанные друг с другом зоны обработки информации могут обеспечить эмпирическое единство сознания? В качестве центра интеграции Пенфилд вслед за Карпентером рассматривал мозговой ствол и промежуточный мозг (частью которого является таламус). Повреждение мозгового ствола приводило к потере пациентами сознания, а удаление фрагментов коры мозга – нет.

Тем не менее сложившийся в прошлом веке научный консенсус связывал сознание именно с корой. Не совсем понятно, на чем этот консенсус был основан. Нейрофизиологи стимулировали кору, нейроанатомы колупались в ее цитоархитектуре, нейрологи описывали последствия ее повреждений – как-то вот так потихоньку и накопилось на консенсус. Кроме того, определенную роль могла сыграть и убежденность в том, что сознание свойственно только человеку, чей мозг как раз и отличается от всех других животных могучим развитием коры больших полушарий.

И вдруг в этот консенсус пронзительно ворвался Фрэнсис Крик. Он, как и Пенфилд с Карпентером, искал структуру, способную интегрировать информацию из разных зон коры, и спустя десятки лет нейроанатомических исследований нашел участок, соответствующий всем его критериям. Клауструм двунаправленно соединен, вероятно, со всеми корковыми зонами, словно транспортно-пересадочный узел, этакий Центральный вокзал головного мозга. Сам Крик предлагал другую метафору: он сравнивал зоны коры с музыкантами в оркестре, а клауструм – с дирижером, обеспечивающим синхронность исполнения.

Низвержение клауструма, реванш таламуса

Окрыленные идеей Крика, нейробиологи тут же набросились на клауструм и стали скрупулезно изучать, строча одну статью за другой. Например, в 2014 году неврологи сообщили о пациентке с эпилепсией, которой провели электрическую стимуляцию на границе левого клауструма и островка мозга, в результате чего она потеряла сознание, а как только стимуляция закончилась, тут же нашла его обратно. А в 2017 году научная группа Кристофа Коха поведала об обнаруженном в мышином клауструме длиннющем нейроне, опоясывающем весь мозг, что могло бы объяснить интегрирующую роль структуры в процессе формирования сознания (официальной научной публикации об этом с тех пор, однако, так и не вышло).

Меж тем стали появляться исследования, не подтверждающие функцию клауструма, возложенную на него Криком и Кохом. Так, в 2019 году нейробиологи из Стэнфордского университета отчитались об опытах на пяти пациентах, которых они тюкали током прямо в клауструм, и слева и справа, но так и не добились потери сознания. Деактивация участка у мышей также к этому не привела: грызуны просто стали хуже выполнять задания с повышенной когнитивной нагрузкой, выяснили специалисты из Мэрилендского университета. Неужели клауструм – цель ложная для поисков источника сознания? В чем же тогда его смысл?

В немецком исследовании 2010 года нейроны обезьяньего клауструма возбуждались при резких изменениях в сенсорной среде, например от внезапного вскрика другой обезьяны (в таком случае активность наблюдалась только в слуховой зоне клауструма, а зрительная при этом молчала, зато она реагировала на визуальные стимулы – то есть интеграции мультисенсорной информации не происходило вопреки идеям Крика и Коха). Сканирование всего человеческого мозга (фМРТ), проведенное в 2019 году вышеупомянутыми мэрилендцами, показало, что клауструм активируется в самом начале выполнения задания, требующего комплексного внимания «в условиях высокого когнитивного конфликта», но затем его активность снижается. Таким образом, он может играть определенную роль в когнитивном контроле при смене задач – то есть в какой-то мере регулировать сознательные процессы, но не порождать их.

Приматы, особенно люди, могут быть удивительно рассеянными: многие рутинные действия мы совершаем словно на автопилоте, не обращая внимания на хорошо знакомые детали окружающей среды и самого процесса. Например, мы часто ходим по привычным маршрутам, поглощенные всякими отстраненными мыслями вроде планов на жизнь или самокопания в навозе, но потом вдруг сворачиваем – и внимание тут же подключается к обрушивающейся со всех сторон новой сенсорной информации. Эти непредсказуемые резкие изменения повышают когнитивную нагрузку и стимулируют клауструм. Но как эта его возможная контролирующая функция соотносится с сознанием, остается непонятным.

Вместе с тем в последние годы нейробиологи вновь заговорили о таламусе как о возможном нейронном корреляте сознания. По данным французских ученых, у макак под наркозом (нечеловеческая модель потери сознания) электрическая стимуляция центральной части таламуса вызвала пробуждение с морганием и спонтанным подергиванием, а фМРТ при этом показала активность в нескольких зонах коры мозга, прекратившуюся вместе с подачей тока. Определенные улучшения наблюдаются и при стимуляции таламуса у коматозных и вегетативных пациентов – как глубокой (с помощью электродов), так и транскраниальной (путем ультразвука), – хотя далеко не каждого таким образом удается привести в сознание.

А вообще ученые все чаще приходят к выводу, что любой нейронный коррелят сознания функционирует как часть обширной динамической нейросети. Так, нейробиолог Бернард Барс, создатель теории глобального рабочего пространства, полагает, что источником сознания является не какой-то отдельный «анатомический хаб» типа клауструма, а целый комплекс функциональных хабов, работающих вместе в формате «нейронных облачных вычислений». Согласно свежему исследованию специалистов из Висконсинского университета в Мэдисоне, сознание возникает в результате интеграции усилий таламуса, полосатого тела и теменной коры. А некоторые философы считают, что весь мозг целиком источает собой сознание, как железы – секреты, желчный пузырь – желчь, желудок – сок, а попа – пук.

Электромагнитное поле сознания

Понятие нейронных коррелятов – минимальных наборов структур и событий, достаточных для возникновения того или иного воспринимаемого опыта, – лежит в основе общепринятых ныне взглядов на устройство сознания. Под коррелятами могут, например, подразумеваться паттерны активации синапсов (контактов между нейронами) в тех или иных частях мозга. Но активные нейроны не только передают электрические сигналы по нервным волокнам, но и создают электромагнитные пульсации – энергию, проникающую волнами в окружающую мозговую ткань.

Осциллирующее (колеблющееся) электромагнитное поле, порождаемое электрическими токами в нейронах, давно известно науке и регулярно фиксируется методами электроэнцефалографии и магнитоэнцефалографии. Обычно оно игнорируется как нерелевантный для функционирования мозга эпифеномен, побочный шум наподобие храпа или чавканья, хотя и небезынтересный с точки зрения физиологии. «Возьмем звуки бьющегося сердца, – предлагает Кристоф Кох. – Их можно послушать стетоскопом и использовать для диагностики сердечных заболеваний. Однако нет никаких свидетельств, что тело накладывает на них какую-то функцию».

Тем не менее некоторые ученые полагают, что волны этого поля несут в себе не меньше информации, чем непосредственно нейронные возбуждения, и даже рассматривают его как тот самый загадочный «физический субстрат сознания». Британский биолог Джонджо Макфадден, профессор Суррейского университета, вот уже два десятка лет разрабатывает теорию сознательного электромагнитного информационного («сэми-») поля – в 2020 году она окончательно оформилась в публикацию. Получилась своего рода научная форма декартовского дуализма – вместо тела и души рассматривается взаимодействие материи и энергии. «Сознание – это такой опыт, когда нервишки, подключенные к самогенерируемому электромагнитному полю мозга, приводят в исполнение наши произвольные действия и то, что мы зовем свободой воли», – говорит автор.

«Хотя на столь раннем этапе освоения мозга было бы глупо категорически исключать какой-либо физический процесс, но я, как электрофизиолог, не в восторге от приписывания специфических функций конкретным полосам частот, а тем более опыту, – парирует Кох, апологет нейронных коррелятов. – Каузальными акторами, которые действуют между нейронами в масштабах времени, релевантных для сознания (5–500 мс), являются потенциалы действия – они вызывают синаптический выброс нейромедиаторов». Ох, какой же он умный.

Наверно, самое убедительные результаты в пользу функциональной роли электромагнитных полей несколько лет назад получили исследователи из Кейсовского университета Западного резервного района (США). Они обезглавили мышей, извлекли мозги, нарезали гиппокампы на тонюсенькие ломтики и стали наблюдать за медленными осцилляциями электромагнитного поля (меньше 1 Гц). Внезапно оказалось, что, если разрезать ломтик, оставив между половинками малюсенькую щелочку (до 0,4 мм), то осцилляции в одной половинке провоцируют нейронную активность в другой, несмотря на то что нейроны по обе стороны щели уже не контактируют друг с другом через синапсы! У экспериментаторов от удивления аж челюсти упали на пол, как и у всех коллег, кому они поведали о чуде. «Наши результаты подтверждают гипотезу, согласно которой эндогенные электрические поля, прежде считавшиеся слишком слабыми для индуцирования нейронной активности, играют значительную роль в самораспространении периодической активности в гиппокампе», – пишут авторы исследования.

Кристоф Кох, однако, со скепсисом относится к этим результатам, учитывая их средненькую статистическую достоверность и величину эффекта. «Конечно, на данном этапе никакой нейронный механизм не может быть исключен, – задумчиво рассуждает он, попинывая челюсти мыском ботинка. – В том числе экзотические макроскопические квантовые эффекты, пока они не нарушают законов физики».

Панпсихическая Вселенная

Концепция квантового сознания в настоящее время считается маргинальной, чего не сказать о панпсихизме. В своей широкой трактовке этот термин объединяет великое множество идей, существовавших на протяжении всей истории человечества, от первобытного анимизма до современного панэкспериентализма. Но в последнее время панпсихизм приобрел популярность среди ученых, занимающихся вопросами сознания, как альтернатива эмерджентизму – идее о том, что сознание возникает лишь на определенной стадии развития мозга. Панпсихисты не ограничивают сознание мозгом в принципе: по их мнению, оно может быть присуще не только мозговитым, но и вообще любым животным, а также растениям, микробам, вирусам, молекулам, атомам, элементарным частицам – материи в целом.

Спин электрона как проявление элементарного сознания… да, панпсихизм порой впадает и в такие квантовые крайности. Однако это не означает, что любая комбинация «сознательных» частиц также будет обладать сознанием. Можно допустить, что какие-то особые формы сознания есть у водорослей, грибов, деревьев. Но едва ли оно кристаллизовано в минералах, растворено в воде и пылает в огне. Умывальник не может командовать мочалками, шина не способна планировать убийство, а хлебобулочный кругляш не в силах тягаться интеллектом с лесными млекопитающими.

«Система сознательна, если в ней существует определенного типа сложность. И мы живем в мире, где у определенных систем есть сознание. Оно заложено в устройстве Вселенной, – считает Кристоф Кох, сторонник теории интегрированной информации, которую он называет «более научной формой панпсихизма». – Эта теория позволяет делать весьма конкретные предсказания: например, она гласит, что все сложные нейробиологические системы – то есть все создания с мозгами – могут обладать сознанием, в том числе пчелы, черви, осьминоги… Сознание может окружать нас повсюду, его можно отыскать там, где не ожидаешь найти, потому что интуиция подсказывает тебе, что оно есть только у людей и, возможно, обезьян, а также у собак и кошек. Но мы знаем, что интуиция может ошибаться, потому-то и нужна наука, чтобы рассказать о фактическом состоянии Вселенной».

Не исключено, что сознание можно обнаружить и в мозгах, построенных из проводов и транзисторов, добавляет Кох. С этим готов поспорить Джонджо Макфадден: из его теории сэми-поля следует, что традиционные компьютеры не станут сознательными, даже если превзойдут человеческий мозг по архитектурной сложности и вычислительной мощности (это может произойти уже в текущем десятилетии, так что проверим), и лишь встроенная чувствительность к электромагнитным полям способна пробудить сознание в машине. Возможно, для появления сознания требуется не только определенная структура материи, но и определенные химические вещества, которые взаимодействуют определенным образом. Кремний может просто не подойти, а вот углеродная органика – субстрат биологической жизни – может стать субстратом и для искусственного сознания.

В одной из вариаций панпсихизма сознание рассматривается как фундаментальное свойство Вселенной, присущее ей так же, как пространство и время. Наш главред – тот еще панпсихопат – допускает существование всеобъемлющего сознательного поля, которое пронизывает Вселенную и взаимодействует с материей, порождая тот или иной психический контент в зависимости от ее структуры, состава и сложности – подобно тому как гравитация рождает тяготение в зависимости от массы. Как именно происходит это взаимодействие, покамест непонятно, но, возможно, в процесс вовлечены какие-то элементарные частицы, аналогичные гипотетическим гравитонам гравитации, – быть может, те загадочные зейтрино, с помощью которых инопланетяне общаются с нами через ягодицы.

Сознание булыжника на редкость примитивно: «валяюсь, и все» – считай, его и нет. Сознание водоросли намного заковыристее: там и устремления к свету, и жажда знаний, а иногда и месть. Сознание примата архисложно, ведь у него есть удивительный приемник в голове – органический мозг с нейронами и коррелятами, в силу своей цитоархитектуры и биохимии способный эффективно взаимодействовать с сознательным полем и производить многообразный и многосложный контент, порой даже паранормальный – если вдруг условный клауструм оказался сверхчувствителен к полю из-за каких-то аномалий своего серого вещества.

И вот мы через этот мутировавший клауструм подключаемся к Вселенскому Сознанию и погружаемся в океан информации, выработанной сознаниями всех, кто когда-либо существовал, часть ее принимая за отголоски прошлых инкарнаций, часть – за привидения и божий глас, плывем в потоке сознания сквозь время и пространство, мимо кудахтаний и писков, микоризных галлюцинаций и истинноустого младенческого лепета, ныряем в опыт предков и живых людей… и вдруг выныриваем из океана, летим к белесым институтским зданиям невдалеке от берега, замечаем благородного нобелиата на краю травертиновой площадки между ними, влетаем в его клауструм и слышим его крик.

---

Текст: Виктор Ковылин. Иллюстрация на обложке: Александра Коробка. При подготовке номера использованы материалы издания Nautilus и многих других источников.

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Убедительная просьба статью не копипастить. Но можно использовать небольшой фрагмент, сопроводив его активной ссылкой. Мы всегда рады распространению ссылок на наш чудо-журнальчик. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Гомункулус и мышункулус
В семени растения найден аналог размышляющего мозга
Как наука пробралась в серую зону сознания и получила оттуда ответ