Книги
Метазоа. Зарождение разума в животном мире
С точки зрения физики здесь нет никакой загадки. Мы можем понять, что происходит, прибегнув к аналогии, предложенной колумбийским нейробиологом Рудольфо Льинасом, одним из ведущих исследователей ритмических паттернов мозга. В книге, изданной пару десятилетий назад, Льинас знакомит читателя с темой ритмов в природе на примере хора цикад{182}. Когда огромные стаи цикад поют вместе, ритмический, пульсирующий рисунок мелодии может возникать спонтанно. Аналогия отличная, но Льинас здесь не проводит явного различия между цикадами и нейронами. Нейроны способны «слышать» только соседние нейроны, с которыми они непосредственно контактируют, а цикадам слышен весь хор сразу. Льинас сам пишет, что связь клеток, расположенных по соседству, – то самое средство, с помощью которого устанавливаются ритмы мозга. Новые исследования эффектов полей, проведенные уже после выхода книги Льинаса, принесли неожиданное открытие: иногда нейроны
Работая над этой главой, я как-то вечером отправился на прогулку по летнему лесу. В какие-то годы в Австралии цикад больше, в какие-то меньше. В тот год их было много. Цикада издает звук, похожий на «брик-брик». Легкий ритм заметен уже и в этих двух нотах, но хор цикад периодически выдает крещендо, которое нарастает около пятнадцати секунд, затем чуть быстрее убывает, и примерно через двенадцать секунд все цикады замолкают. После паузы стрекотание возобновляется. Этот ритмический рисунок, занимающий чуть больше тридцати секунд, довольно устойчив.
Я немного почитал о том, почему поют цикады и подобные им насекомые{183}. Есть разные объяснения и, возможно, даже разные причины: иногда сотрудничество, иногда соперничество. В качестве иллюстрации представлю вам гипотетический сценарий. Предположим, каждая цикада пытается выделиться – петь громче и заметнее других, чтобы привлечь партнершу. Тогда, если какая-то цикада чуть увеличивает громкость, остальные пытаются ее перепеть, и все вместе повышают звук до максимума. Затем нарастает усталость, запевала стихает, а за ним и все остальные. В наступившей тишине кто-то один заводит песню заново, и весь цикл повторяется. Предположим, дело обстоит именно так. Тогда каждая цикада подстраивается не только под ближайших к ней, но и под громкость хора в целом. Каждая цикада и участвует в общем хоре, и реагирует на него. Мелодический рисунок возникает не потому, что хором руководит дирижер, а как результат устойчивого ритма.
Как я уже говорил, недавние эксперименты предполагают, что поля, генерируемые мозгом, влияют на его работу. Отдельные нейроны «прислушиваются» или как минимум испытывают на себе действие полей, созданных суммарной активностью нервных клеток. Строго говоря, все это может быть какой-то незначительной деталью, случайной находкой, которая практически не влияет на работу мозга. Конечно, тот факт, что я настойчиво муссирую эту тему, выдает мое сомнение в таком положении дел, но я вполне могу ошибаться. Давайте посмотрим, как представленные здесь теории влияют на вопросы, которым посвящена эта книга.
Первый ряд вопросов касается ритмов и синхронизации, второй – самих полей. Современный научный консенсус не отрицает важности синхронизации и ритмической активности, но с полями не все так однозначно. Как я заметил выше, похожие ритмы наблюдаются у многих животных, включая рыб, мух, осьминогов и даже плоских червей. Интересно, были ли похожие ритмы в нервной системе нашего общего предка, жившего в эдиакарии? Или они возникли позже, в разных эволюционных линиях, независимо друг от друга? Их развитие могло идти одинаковыми путями в силу фундаментальных свойств самих нейронов. Как бы там ни было, нейрон, появившись в процессе эволюции, с самого начала был не только возбудимой клеткой, способной вступать в контакт с себе подобными, но и осциллирующим устройством, ритмам которого нашло применение огромное множество животных.
Углубившись в историю, мы не можем обойти вниманием одно очень старое – и неожиданное – научное открытие. Кристиан Гюйгенс, живший в XVII веке, был ученый-универсал – в духе своего времени. Он изобрел маятниковые часы{184}. В 1665 году он заметил, что пара поставленных рядом часов сама собой синхронизирует колебания маятника и бьет в одно время, как если бы между ними существовала некая физическая связь и циклы их были бы одинаковой длины. В том же году в письме в адрес Лондонского королевского общества Гюйгенс писал, что ритмические явления «странным образом гармонизируются». Как заметил нейроученый Вольф Зингер, это предполагает, что, если в мозге присутствуют генераторы колебаний, они, скорее всего, могут с легкостью синхронизироваться естественным образом. Синхронизируясь, ритмы начинают играть определенную роль, работая, возможно, в качестве разнообразных кодов. К тому же некоторые синаптические связи в мозге выглядят так, будто они специально были созданы эволюцией в качестве синхронизаторов или водителей ритма, закрепляющих эти тенденции. В свете недавних работ по эфаптическому связыванию можно добавить: когда клетки нужным образом расположены и их активность синхронизирована, может случаться так, что создаваемые ими электрические поля начинают выполнять какую-то новую функцию. Поля могут дополнительно консолидировать мозг, позволяя ему функционировать как единое целое.
Вернемся ненадолго к Гансу Бергеру, с которого все началось: он неизбежно разочаровался бы в своих поисках телепатии на этом пути, хотя бы потому, что электрическому полю нужен проводник, а воздух – проводник плохой. А вот вода, кстати, прекрасно проводит электричество. Если так рассуждать, почему бы рыбам и не овладеть электрической телепатией? Препятствием может стать разве что сила сигнала. Если бы сигнал был достаточной силы, чтобы преодолеть разделяющее рыб расстояние, волны в поле, генерируемом одной из них, вполне могли бы воздействовать на нейроны другой, но сигнал очень быстро ослабевает с расстоянием и, скорее всего, затеряется в активности мозга «принимающей» рыбы. Некоторые рыбы действительно контактируют друг с другом посредством сильных, активно генерируемых электрических полей, но в целом они и без этого прекрасно обходятся своим осязанием на расстоянии.
Какое значение все это имеет для проблем чувствительности и опыта? Что это – просто способ функционирования мозга? Или же все описанное как-то влияет на важные вопросы, касающиеся разума и тела?
Поля – та самая деталь, которая заставляет нас взглянуть на проблему под другим углом. Кажется, что они обеспечивают нас совершенно новым кандидатом на роль физической основы разума. Похоже, сложность ответа на вопрос, как может существовать в мозге сознательный опыт, отчасти порождена тем фактом, что поначалу мы принимали во внимание только часть того, что в мозге происходит. Я думаю, в последнем размышлении содержится большая доля истины, но некоторым из соблазнительных возможностей, которое оно нам открывает, мы должны противостоять.
Действительно, кажется, что именно поле есть такая вещь, которая поможет нам разрешить загадку самосознания – невидимой теплой сияющей зоны с центром в мозге, простирающейся вовне, этого размытого сгустка энергии под черепом. Среди всего, что мы отыскали у себя в голове, именно он, как представляется, больше всего похож на вместилище опыта. Однако тот факт, что поле – особый вид материи, сам по себе проблемы не решает. Требуется, чтобы оно еще и выполняло определенные функции.
Пытаясь представить себе эти поля, мы вызываем в воображении образ, подобный телесно выраженному опыту Ротко, – что-то вроде расплывчатого всплеска квалиа. Сам этот факт должен нас насторожить: а не впадаем ли мы в заблуждение, близкое к описанному в пятой главе, когда от материалистов требовали найти способ выжать цвет и звук из темного и безмолвного механизма? Мы частично избавились от этой ошибки, заметив, что сознательный опыт представляет собой выраженную от первого лица точку зрения живой системы определенного рода, а не что-то, возникающее в результате происходящих в этой системе процессов и открывающееся – если мы знаем, куда смотреть, – наружному наблюдению. Полностью избавиться от этой ложной установки непросто: обнаруженные в мозге невидимые поля представляются нам перспективной материальной основой для извлечения цвета и звука, и нам трудно устоять перед искушением сделать еще одну попытку в этом направлении. Соблазнительная, но тем не менее ошибка.
Как бы там ни было, я считаю, что эти открытия – вне всякого сомнения, ритмы и поля, возможно, тоже – вносят изменения в наш проект: объяснить существование опыта. Прежде всего они меняют наше представление о том, что же такое мозг.
Чтобы это прояснить, мы прибегнем к самому резкому противопоставлению. До сих пор широко распространено старое представление о мозге как о крупной и сложно устроенной сети передачи сигналов. Многие, например, привыкли сравнивать мозг с автоматизированной телефонной станцией. Аналогия почти так же стара, как и сами телефонные станции; английский ученый Карл Пирсон придумал это сравнение в 1900 году, в те давние времена, когда и автоматизации еще не существовало: он представлял себе людей-операторов, вручную соединяющих абонентов{185}. Позже бытовало представление о мозге как о коммутационной сети, самостоятельно формирующей внутренние связи. Нейроученые сходятся в общем мнении (вспоминается, как в 2010 году я услышал его из уст гарвардского специалиста), что если бы нам были известны все сигнальные пути, все межнейронные связи мозга, то у нас появилось бы полное понимание того, что же этот мозг делает. Многие из тех, кто изучает мозг, похоже, не в силах отказаться от представления о мозге как о сети передачи сигналов, но оно не подходит для объяснения феномена сознательного опыта. И, насколько я могу судить, это представление постепенно меняется.
Научный подход, описанный в этой главе, рисует нам иную картину{186}. Мозг – это биологический орган, генерирующий электрическую активность – ритмичную, часто синхронизированную, модулируемую посредством ощущений. Такие клетки нервной системы, как
Эти предположения о нервной системе и мозге – важная деталь головоломки тела-разума. Причем это уже вторая деталь, способная помочь нам преодолеть «разрыв» между физическим и психическим. Первую мы отыскали в пятой главе, где я описывал субъективность как характеристику самости животных и способа их взаимодействия с внешним миром, – точка зрения, «я» и все остальное, субъективность и агентность. Вторая – понимание, что нервная система сформирована эволюцией агентности у животных. Эта вторая деталь подтверждает важность того, что я буду называть
Повторюсь, что я имею в виду не только мозг человека или млекопитающих. Речь идет о широком диапазоне животных. Удивительно, что в абсолютно разных мозгах совершенно непохожих друг на друга животных протекают процессы, следующие одним и тем же ритмам. Этот факт подталкивает меня к чему-то вроде резкой смены гештальта. Несколько лет назад ряд ученых и философов выдвинул идею, согласно которой определенный вид волн высокой частоты (гамма-волн) особым образом связан с сознанием{188}. Первыми об этом заговорили Фрэнсис Крик (первооткрыватель ДНК) и Кристоф Кох. Как я полагал, эта мысль может быть важна в нашем случае – применительно к субъективному опыту человека, но считал, что вряд ли она поможет нам с решением более общих вопросов. Оказалось, однако, что ритмы такого рода свойственны не только мозгу, подобному человеческому, – они широко распространены в животном мире. (Бруно ван Свиндерен – исследователь, который разрабатывает эту тему, – пожалуй, активней всех прочих. Например, ван Свиндерен и Ральф Гринспан обнаружили, что конкретный волновой паттерн позволяет идентифицировать внимание к объекту, или что-то вроде внимания… у мушек{189}.) Узнав об этом, я понял, что подобная информация кардинальным образом меняет наши представления о том, что такое активность мозга, причем не только у нас, но и у животных в целом, – и, следовательно, какой может быть физическая сторона опыта.
Уже ясно, что эти свойства мозга имеют значение. Но какое? Какую роль в объяснении опыта (чувствительности, сознания и т. д.) играет разделение труда между двумя обсуждаемыми факторами – взаимодействием с миром в качестве субъекта и крупномасштабными динамическими свойствами мозга? Если мы будем сейчас углубляться в детали, то завязнем в спекуляциях на тему нерешенных научных проблем. Тем не менее я постараюсь в общих чертах набросать гипотезу, которая может иметь смысл.
Исследователи, подчеркивающие значение крупномасштабных динамических паттернов для восприятия и мышления, особенно роль ритмов, часто расценивают их как фактор, связывающий воедино множество процессов и позволяющий мозгу объединять различные аспекты опыта в общую картину или сцену. Такая интегрированность имела бы множество последствий для субъективного опыта. Наш опыт в конкретный момент может включать не только визуальный образ, но и настроение, ощущение присутствия и многое другое. Видимо, эти распространенные динамические паттерны не просто объединяют различные виды информации. Вероятно, они еще и порождают особую манеру, в какой все эти события объединяются в единый опыт. И, возможно, отчасти именно они придают нашему опыту присущее ему своеобразие.
Это связано с тонким моментом – еще одним, в котором я далеко не уверен. Когда мы задаемся вопросом, почему акт зрительного или слухового восприятия определенным образом ощущается (или может ощущаться), мы, вероятно, запутываемся в тот момент, когда пытаемся представить, что делает мозг, получая зрительную или слуховую информацию. Мы представляем, как зажигаются нейроны, как они передают импульс соседним нейронам, которые в свою очередь тоже вспыхивают, и так далее. Предположим, теперь мы станем представлять этот процесс так, как предлагают нам нейробиологи, чьи идеи мы обсуждаем в этой главе{190}. В любой момент времени мозг уже охвачен активностью, в том числе и этими крупномасштабными, но интегрированными паттернами, а новый визуальный образ или звук
Далее напрашивается вопрос: а что, если бы вы – или другое существо – обладали бы только каким-то одним из двух описанных выше качеств? Точнее, что, если бы вы были животным, способным на ощущение и действие того типа, какое описано в пятой главе, но ваш мозг был бы лишен дополнительных динамических свойств, описанных в этой?