Но даже если сознание связано с множеством разных сфер когнитивной деятельности, почему люди с неповрежденным мозолистым телом воспринимают мир не как совокупность разрозненных событий в данный момент времени, а как единое целое? Чтобы это понять, можно провести аналогию между обработкой информации в мозге и соревнованиями. Электрическая активность модулей меняется каждое мгновение, поэтому меняется и вклад модулей в сознательный опыт. Суть в том, что выигрывает соревнование самый «активный» модуль, и переживаемый опыт индивида – его «состояние» в данный момент времени – определяется информацией, обработанной этим модулем. Допустим, вы сидите на пляже и наблюдаете за летающей в небе неизвестной птицей. В эту минуту в соперничестве за сознательное восприятие побеждает зрительное возбуждение – вид птицы и ее красочного оперения. В следующий момент первенство перешло к крику другой птицы, а спустя еще мгновение – толчок любопытства, – и вы поворачиваете голову, пытаясь определить источник звука. Вдруг резкая боль в ноге перекрывает все ваши ощущения и немедленно побуждает вас посмотреть вниз, где вы видите краба, вцепившегося в ваш палец. В каждый момент времени самый сильный при сложившихся внешних и внутренних условиях аспект когнитивной деятельности, самая «болезненная тема» становится вашим текущим сознательным опытом. Каждый из разнообразных конкурирующих процессов осуществляется своим модулем. Как это происходит?
Под тем, что мы именуем «сознанием», я предлагаю понимать фоновые ощущения, сопутствующие текущему психическому событию или инстинкту. Самая удобная для понимания модель – принятая в технике иерархическая архитектура, когда сложная система эффективно и органично работает как единое целое, начиная от атомов, молекул, клеток и цепей и заканчивая когнитивными и перцептивными функциями. Если мозг действительно состоит из различных уровней (тех, что подразумеваются в технике), то информация с микроуровня может шаг за шагом интегрироваться в вышележащие уровни – вплоть до тех, на которых каждый модульный элемент продуцирует сознание. Иерархическая архитектура позволяет создавать новые уровни функционирования из низлежащих активных структур, которые сами по себе не способны создать опыт более «высокого уровня». Давайте займемся иерархией мозга и посмотрим, что это нам даст для понимания его организации. Скоро мы поймем, что сознание – это не вещь и не объект. Это результат процесса, заложенного в архитектуре мозга, точно так же как демократия – не вещь, а результат некоего процесса.
Глава 5
У истоков понимания архитектуры мозга
В архитектуре есть масса всего, чего не понять без специальной подготовки.
Фрэнк Гери
Допустим, вы, как полагают ваши мама с папой, подающий надежды молодой ученый. Родители дарят вам на Рождество старый будильник и говорят: «Раз ты такой умник, разбери-ка его и собери снова, а потом объясни нам, как он работает». Не вопрос. Всего-то деталей в конструкции – колесики, шестеренки да пружинки, они движутся все вместе, выполняют определенную задачу, какую – нам известно. Вот если бы вы не знали, каково его назначение, а просто держали в руках детали, вам было бы намного труднее.
Тем из нас, кто занимается исследованиями мозга, труднее всего понять, как 89 миллиардов нейронов соединяются друг с другом, давая людям право гордиться своими когнитивными способностями. Мозг рассекают, окрашивают, протыкают, картируют и прослушивают. Аккуратно собраны самые обширные данные, тщательно обследовано множество пациентов с различными повреждениями мозга, изучены особенности психики людей с выдающимися способностями – и все ради того, чтобы проникнуть в интригующие тайны скрытой магии. Раз в году 26 000 специалистов собираются на конгресс Общества нейронаук, чтобы обменяться знаниями и своими соображениями о работе мозга, но единая схема, охватывающая всю эту информацию, до сих пор так и не выработана. Почему решение все время ускользает от нас? Что упускают из виду ученые? В середине XX века биолог-теоретик Роберт Розен предложил своей дочери подумать над возможной дилеммой: «В человеческом организме примерно за два месяца все полностью меняется в результате метаболизма, репликации и восстановления. Но при этом ты остаешься сама собой, твоя память, личность – все при тебе… Если наука чересчур увлечется частицами, в погоне за ними по всему организму можно проскочить мимо самого организма»[1].
Розен хотел сказать, что организация живой системы не должна зависеть от материальных частиц, из которых она состоит. Действительно: структурные компоненты и функция мозга – это лишь часть истории. Чтобы связать структуру и функции системы, необходим еще и третий фактор, о котором часто забывают. Упускается из виду организация частей, влияние любых их взаимодействий и связь со временем и окружающей средой. Николас Рашевский, математик и физик-теоретик, профессор Чикагского университета и учитель Розена, назвал это реляционной биологией. В электронной инженерии и системной биологии эти идеи были усвоены, а вот в молекулярной биологии и нейробиологии о них знают мало (или совсем ничего), даже спустя пятьдесят лет после предостережения Розена.
Я сам впервые узнал об альтернативном подходе к изучению организации мозга от Джона Дойла, профессора Калтеха, специалиста по системам управления и динамическим системам, био- и электронной инженерии. Первый урок от доктора Дойла: изучение деталей помогает лишь до известного предела. В школе есть помещения для чтения и приема пищи, для мытья рук и хранения вещей. В жилом доме они тоже есть. Однако школа и дом – совсем не одно и то же, они имеют разное назначение и пропускают через себя совершенно разное число людей. Их главное различие заключается в организации компонентов, в их структуре. Майкл Полани, английский ученый-энциклопедист венгерского происхождения, писал, что «работа всей машины подчиняется двум отдельным законам. Принцип конструкции механизма – это закон высшего порядка, и ему подчиняется принцип более низкого порядка – физико-химические основы устройства механизма»[2]. Каким-то образом конструкция машины накладывает ограничения на природу, чтобы заставить ее выполнять конкретную задачу. Например, ваша кофемашина сделана из специально сконструированных и точно пригнанных друг к другу деталей, благодаря чему может сварить вам чашку кофе. Как говорит Полани, это наложение граничных условий на законы физики и химии. Он объясняет, что организмы, как и машины, обладают такими же свойствами: «Показано, что работа организма, как и машины, подчиняется двум различным принципам – его строение служит граничным условием для управления физико-химическими процессами, на основании которых орган выполняет свои функции. Следовательно, такую систему можно называть системой с двойным управлением»[3]. Принцип устройства организма, о котором говорит Полани, – это его строение, или архитектура, и это дает нам ключ к пониманию работы комплекса психика/мозг. Нам важно это знать.
Архитектура сложной системы
Дойл лучше всех может объяснить, почему такие сложные, состоящие из множества взаимодействующих частей системы – как, например, «Боинг-777» и ваш мозг – успешно выполняют свои задачи, причем быстро и безопасно, а не ломаются, не взрываются и не тормозят. Неудивительно, что слово «сложность», как и «сознание», не получило объективного определения. Мы для наших целей можем выделить три составляющие сложной системы. Система считается сложной, если в ней много (а) компонентов, (b) межкомпонентных связей и взаимодействий, или же компоненты, а также их взаимодействия и связи разнообразны, и (с) если результирующее поведение может быть различным и не всегда предсказуемо. Сконструированные системы уже почти приблизились к биологическим по уровню сложности[4]. Так, «Боинг-777», по оценкам Дойла, содержит 150 000 различных модулей, входящих в подсистемы и связанных в сложные сети и системы управления, в том числе примерно 1000 компьютеров, которые ведут самолет. При всех очевидных различиях компонентов высокотехнологичных моделей и высокоразвитых биологических систем в их организационной структуре много общего[5].
