Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

что видит все время разное. Более того, со временем одно и то же изображение меняет статус: то оно полностью видимо, то совершенно исчезает из сознательного восприятия. Что же происходит? Нейрофизиологи Дэвид Леопольд и Никос Логотетис сняли данные с нейронов зрительной коры головного мозга обезьян и первыми увидели, что происходит в мозгу с видимыми и невидимыми визуальными образами¹⁵. Исследователи научили обезьян сообщать об увиденном с помощью рычага; продемонстрировали, что обезьяны, так же как люди, наблюдали полу случайную смену образов; и наконец, проследили за реакцией нейронов по мере перехода избранного ими образа в сознательное восприятие из бессознательного, и наоборот. Результаты были однозначны. На самых ранних этапах обработки информации, когда была задействована первичная зрительная кора, исполняющая для зрительных образов роль двери в мозг, многие клетки отражали объективные стимулы: посылаемые этими клетками импульсы зависели от изображений, имевшихся перед глазами, и не менялись, когда животное сообщало о смещении фокуса внимания. Когда обработка зрительного образа переходила на более высокий уровень, в так называемые высокоуровневые зрительные зоны, например зону V4 и нижневисочную кору, все большее число нейронов соглашалось с образом, который видело животное. Нейроны посылали мощный импульс, когда животное сообщало, что видит предпочтительный образ, и реагировали значительно слабее или даже совсем не реагировали, когда этот образ бывал подавлен. Так мы впервые наблюдали корреляцию деятельности нейронов с осознаваемым опытом (рис. 4).

Рисунок 4. Бинокулярное соперничество — интереснейшая оптическая иллюзия, открытая Чарльзом Уитстоном в 1838 году. Каждый глаз видит свою картинку, но сами мы в любое отдельное мгновение видим только одно изображение. Здесь перед левым глазом расположено изображение лица, а перед правым — изображение дома. Однако вместо того, чтобы видеть накладывающиеся друг на друга образы, мы воспринимаем изображения поочередно: то лицо, то дом, то опять лицо и так далее. Экспериментируя с обезьянами, Никос Логотетис и Дэвид Леопольд научили своих подопытных с помощью джойстика сообщать о том, что они видят, ученые продемонстрировали, что обезьяны также подвержены воздействию этой иллюзии, и зафиксировали характер возбуждения нейронов в мозгу у животных. На ранних этапах обработки зрительного образа в областях V1 и V2 большая часть нейронов отображала оба образа одинаково успешно и иллюзия не возникала. Однако на более высоких уровнях, например в НВ-коре (нижневисочной коре) и в ВВБ (верхней височной борозде), деятельность преобладающего числа клеток коррелировала с субъективным осознанием: по силе посылаемого нейронами импульса можно было понять, какой образ в данный момент видит испытуемый. Цифры указывают, какова доля этих нейронов в различных отделах мозга. Результаты этого беспрецедентного исследования заставляют предположить, что сознательное восприятие опирается в основном на деятельность высоких уровней ассоциативной коры головного мозга

Вплоть до сегодняшнего дня бинокулярное соперничество остается исключительно популярным средством доступа к нейронной машинерии, лежащей в основе осознанного опыта. Этой парадигме посвящены сотни экспериментов в самых разных вариациях. К примеру, с помощью новой методики «длительного проблескового подавления» мы теперь можем держать один из образов вне поля зрения постоянно — для этого достаточно непрерывно передавать в другой глаз цепочку из ярко раскрашенных прямоугольников, чтобы глаз видел только этот движущийся поток¹⁶.

Каков же смысл этих бинокулярных иллюзий? Они показывают, что визуальный образ может долгое время физически присутствовать в поле зрения глаза, но быть полностью вытесненным из сознательного восприятия. Мы транслируем в оба глаза одновременно образы, которые могут быть восприняты, но в конце концов видимым становится только один из них; таким образом бинокулярное соперничество подтверждает, что для сознания важен не начальный этап периферийной обработки образов (в этот момент доступны оба изображения), а более поздняя стадия (когда остается только одно изображение-победитель). Наше сознание не может одновременно воспринимать два предмета, находящиеся в одной и той же точке, и потому мозг становится полем для жесточайшей конкуренции. Мы этого не замечаем, но за наше сознательное восприятие постоянно конкурируют даже не два, а бесчисленное множество потенциально доступных образов — и все же в каждый момент нашего сознания достигает только один из них. Да, конкуренция, соперничество — подходящая метафора для описания этой битвы за доступ в сознательный опыт.

Когда внимание моргнет

Так что же, это соперничество — процесс пассивный или же мы можем сознательно решать, какому из образов отдать победу? Когда мы воспринимаем два конкурирующих образа, субъективно нам кажется, что бесконечные переключения между ними происходят без какого-либо участия с нашей стороны. Однако это впечатление неверно: в происходящем в мозгу процессе конкуренции вниманию отведена важная роль. Во-первых, если мы изо всех сил постараемся видеть одно изображение из двух — например, лицо, а дом пусть остается невидим, — лицо мы будем видеть немного дольше, чем дом¹⁷. Правда, эффект все же будет довольно слабым: битва между двумя изображениями начинается на этапах, которые нам неподконтрольны.

Важнее всего здесь то, что победа одного изображения зависит от внимания, которое мы ему уделим; полем боя является само наше сознание¹⁸. Когда мы перестаем уделять внимание точке, в которой представлены оба образа, конкуренция прекращается.

Читатель может спросить, откуда мы об этом знаем? Если человек отвлечется, мы же не можем спросить у него, что он видит и меняются ли по-прежнему образы у него перед глазами — ведь для того чтобы ответить, ему придется снова обратить на них свое внимание. На первый взгляд может показаться, что определить, что и как вы воспринимаете, не сосредоточившись на воспринимаемом, — это все равно что следить за движениями собственных глаз в зеркале: глаза, конечно, движутся постоянно, но стоит вам посмотреть на их отражение, как одно это усилие уже заставляет их застыть. Попытки изучения конкуренции вне внимания долгое время казались делом невозможным, все равно что поиски ответа на вопрос о том, с каким звуком падает дерево, если рядом не окажется никого, кто бы его услышал, или что мы чувствуем в тот самый миг, когда засыпаем.

И все-таки зачастую наука способна совершить невозможное. Пен Чжан и его коллеги из Университета Миннесоты недавно поняли, что им незачем спрашивать подопытного о том, меняются ли изображения, которые он видит, если отвлекся¹⁹. Нужно было просто отыскать в мозгу маркеры, свидетельствующие о конкуренции, и они покажут, продолжают ли два образа борьбу друг с другом. Ученые уже знали, что во время борьбы нейроны реагируют либо на один, либо на другой образ (рис. 4), так почему бы не замерить их деятельность в момент отсутствия внимания? Для этого Чжан воспользовался техникой под названием «маркировка частоты» — каждый образ «промаркирован» особым ритмом, в соответствии с которым он возникает. Ученые помещают на голову человеку электроды, снимают электроэнцефалограмму и выделяют