Основные концепции сознания

Содержание

 

Введение           3

 

I Основные концепции сознания       4

   1.1 Концепция сознания  «Светлое пятно»     4

   1.2 Повторный вход  возбуждения и информационный  синтез   6

   1.3 Механизмы мышления        12

 

Заключение          17

 

Список литературы         18

 

 

Введение

 

Говоря о мозговых основах психики и сознания, необходимо сказать, что эти наиболее сложные  проявления работы мозга не могут  быть объяснены работой какой-то отдельной, изолированной группы нервных  клеток, представляющих собой «центр сознания».¹

Как общетеоретические  соображения, так и данные эксперимента свидетельствуют о том, что психические  функции возникают на основе объединения  в единую систему разных, функционально  неоднородных нервных структур и  специальной организации процессов мозга, обеспечивающей высокую степень мозговой интеграции. Изучение этой организации и лежит в основе поиска мозговых основ сознания.

Речь пойдет о трех основных подходах к решению данной проблемы. Это концепции «светлого  пятна», информационного синтеза и связи сознания с речью. Хотя они различны, они противоречат друг другу. Скорее, наоборот, они дополняют одна другую: каждая гипотеза опирается на свой экспериментальный материал и привлекает внимание к определенному аспекту проблемы.

Кроме того, первая концепция апеллирует к понятию сознания в его более простом понимании, вторая занимает промежуточное положение, претендуя на объяснение как более простых, так и (частично) сложных феноменов, а третья ориентирована на объяснение мозговой основы сознания как высшей формы психического. В соответствии с этим последние две гипотезы более сложны.

 

 

I Основные концепции сознания

1.1 Концепция  сознания «Светлое пятно»

 

Гипотеза о связи сознания с  определенным участком коры была впервые  высказана И.П. Павловым в 1913 г. Хотя, как известно, психологические термины по принципиальным соображениям не использовались в лабораториях И.П. Павлова, он считал, что понимание мозговых основ сознания – одна из главных задач науки о мозге. В поисках ответа на вопрос, «какие нервные процессы происходят в больших полушариях тогда, когда мы говорим, что мы себя сознаем», он предположил, что сознание представлено деятельностью находящегося в состоянии оптимальной возбудимости «творческого» участка коры больших полушарий, где легко образуются условные рефлексы и дифференцировки.

Другие участки, где происходит преимущественно поддержание уже  образованных рефлексов, связаны с  тем, что называется бессознательной  деятельностью. Свои мысли И.П. Павлов выразил в образной форме: «Если  бы можно было видеть сквозь черепную коробку и если бы место с оптимальной возбудимостью светилось, то мы увидели бы на думающем сознательном человеке, как по его большим полушариям передвигается постоянно изменяющееся в форме и величине причудливо меняющихся очертаний светлое пятно».² И.П. Павлов, правда, оговаривался, что он не касается при этом «философской точки зрения», каким образом материя мозга производит субъективное явление. Фактически это то немногое, что сказал создатель учения о высшей нервной деятельности по проблеме сознания.

Тем более удивительно, как это  высказывание И.П. Павлова пророчески подтвердилось. Теперь действительно можно видеть «сквозь черепную коробку» активные зоны с помощью методов «изображения живого мозга», и видим нечто похожее на то, о чем говорил И.П. Павлов.

Главное же заключается в том, что  концепция «светлого пятна» получила свое развитие в новейших гипотезах  в виде «теории прожектора». Данная концепция была сформулирована Ф. Криком – соавтором теории двойной спирали и нобелевским лауреатом. Здесь хотелось бы сделать небольшое отступление: можно сказать, что проблемы сознания как бы притягивают к себе внимание нобелевских лауреатов, хотя никто еще Нобелевскую премию за исследования сознания пока не получил. И.П.Павлов был только первым, но не последним в этом ряду. Это показывает, что проблема сознания – одна из важнейших и интереснейших в науке, и лучшие умы, воодушевленные высоким признанием, тянутся к ее разрешению.

Основные предпосылки и положения  «теории прожектора» сводятся к следующему. Вся информация поступает в кору по сенсорным путям через переключательные ядра в дорзальном таламусе (включая и примыкающие к нему коленчатые тела).

Возбудимость этих переключательных ядер может быть избирательно изменена за счет коллатералей от нейронов ретикулярного комплекса таламуса, входящего в его вентральный отдел. Взаимоотношения между этими частями таламуса построены таким образом, что в каждый данный момент одна из нейронных групп дорзального таламуса оказывается в состоянии высокой возбудимости, что значительно усиливает импульсный поток к соответствующим отделам коры, в то время как другие группы оказываются, наоборот, заторможенными. Период такой высокой возбудимости длится около 100 мс, а затем усиленный приток поступает к другому отделу коры. Ф. Крик предполагает на этом основании, что область наиболее высокой импульсации представляет в данный момент как бы центр внимания, а благодаря перемещению «прожектора» в другие участки становится возможным их объединение в единую систему.

В этом процессе большую роль играет синхронизация активности нейронных  групп на одной частоте, что также  происходит за счет влияния восходящих таламических проекций с кратковременной  модификацией деятельности соответствующих  синапсов.

Важно, что в число вовлеченных в совместную деятельность нейронных групп входят нейронные ансамбли в различных областях коры. Подобная интеграция, по мнению автора, и обеспечивает осуществление высших психических функций.³

Предполагается также, что одновременно могут действовать несколько «прожекторов». Данная концепция была разработана, в первую очередь, для обработки зрительных сигналов, но автор предполагает, что описанная схема является общей для всех анализаторов.

 

1.2 Повторный вход возбуждения  и информационный синтез

 

Описанная ранее концепция «светлого  пятна» исходит из того, что сознание определяется некоторым уровнем  возбудимости мозговых структур. Однако можно предположить, что этого  недостаточно и в действительности возникновение психического связано  с некоторым принципом в организации процессов мозга, предполагающим их определенное усложнение по сравнению с более простыми функциями мозга.

Одна из гипотез, привлекающих в  последние годы внимание исследователей, – представление о возврате возбуждения  в места первичных проекций и возникающем на этой основе сопоставлении и синтезе имевшейся ранее и вновь поступившей информации.

Таким образом, схема рефлекса дополняется  здесь звеном обратной связи, что  превращает дугу в кольцо. Впервые  идея об информационном синтезе как мозговой основе возникновения субъективных переживаний была выдвинута в 1976 г. на основе исследований физиологических механизмов ощущений.

 

Мозговая основа ощущений

 

Психологам с 20-х гг. известно, что  ощущение возникает довольно поздно – после 100 мс от момента предъявления стимула (т.е. значительно позже прихода сенсорных импульсов в кору).⁴

В исследовании при предъявлении одних и тех же стимулов записывали объективные показатели мозговой деятельности в виде вызванных потенциалов  и определяли количественные показатели восприятия. Для получения последних использовались методы теории обнаружения сигнала, которая описывает процесс восприятия с помощью двух независимых переменных: показателя сенсорной чувствительности d' и критерия решения, определяемого мотивационными факторами. Основные выводы построены на вычислении корреляций между показателями физиологии и психологии, а именно амплитудой волн вызванного потенциала и психофизическими индексами. Исследования проведены на соматосенсорном и на зрительном анализаторах, причем полученные на обеих модальностях результаты были принципиально сходными.

Было установлено, что  амплитуда ранних волн вызванного потенциала (ВП) обнаруживала статистически достоверную  корреляцию с показателем d', а поздних  волн – с критерием решения. Промежуточные волны с латентностью 140 мс для соматосенсорного и 180 мс для зрительного анализатора коррелировали с обоими перцептивными индексами, причем такая двойная корреляция обнаруживалась только для волн проекционной коры. Амплитуда этих волн определялась, таким образом, как сенсорными свойствами стимула, так и его значимостью. На основании имеющихся данных о генезе отдельных волн вызванного потенциала был описан механизм, обеспечивающий указанную двойную корреляцию.

В основе этого механизма лежало кольцевое движение нервных импульсов с «центральной станцией» в проекционной коре. Сначала возбуждение поступало от проекционной к ассоциативной коре.

Для зрительных стимулов это были отделы височной коры, играющей важную роль в опознании стимулов, а для кожных раздражений – вторичные и третичные зоны соматосенсорной коры. Затем нервные импульсы приходили к структурам лимбико-гиппокампального комплекса и подкорковым центрам эмоций и мотиваций. До этой стадии поступательное движение возбуждения от рецептивных зон к исполнительным центрам полностью укладывалось в схему рефлекса.

Однако процесс на этом не заканчивался: он включал еще возврат возбуждения  в кору, включая и ее проекционные отделы (по системе диффузных проекций). Благодаря возврату возбуждения нервные импульсы, приходящие из мотивационных центров, накладывались в нейронах проекционной коры на следы сенсорного возбуждения. На этом этапе или несколько раньше в процесс включалась и лобная кора, что проявлялось в синхронизации рисунка ВП в интервале от 100 до 200 мс после стимула.

Было высказано предположение, что указанные промежуточные  компоненты ВП отражали синтез на корковых нейронах двух видов информации: наличной информации о физических характеристиках  стимула и извлекаемых из памяти сведений о его значимости.

Самое интересное, однако, заключалось  в том, что пиковая латентность  этих волн ВП точно совпала со временем появления ощущения, измеренным ранее  в психологических экспериментах. Следовательно, можно было предположить, что синтез двух видов информации – наличной и извлекаемой из памяти, – и составляет тот ключевой механизм, который лежит в основе ощущения как феномена уже не физиологического, а психического уровня (рис. 1).

Другими словами, был сделан шаг  к преодолению барьера между двумя уровнями организации мозговых процессов, один из которых не сопровождается, а другой сопровождается субъективными переживаниями. Согласно предложенной концепции, последовательное поступление информации от рецепторов приводит к повторному движению возбуждения по указанному кольцу, обеспечивая постоянное сопоставление сигналов, приходящих из внешней и внутренней среды, что и составляет психический мониторинг происходящих изменений. Этот процесс осуществляется с периодом квантования приблизительно в 100–180 мс (это время сопоставимо с указанным в теории прожектора), составляющим минимальную длительность ощущений. Позднее сходное кольцо возбуждения было описано М. Мишкиным у обезьян при анализе стимульной информации и образовании памятного следа.

Идея о повторном входе возбуждения в нервные структуры как базисном механизме возникновения субъективного опыта была высказана в последние годы рядом авторов. Наиболее полно она была развита в трудах нобелевского лауреата (за исследование антител) Дж. Эделмена, теория сознания, которого получила достаточно широкую известность. По мнению этого автора, в основе возникновения субъективных феноменов лежит механизм повторного входа возбуждения в те же нейронные группы после дополнительной обработки информации в других группах или поступления сигналов из внешней среды, причем обратные связи могут соединять как анатомически близкие, так и удаленные структуры. Этот повторный вход (reentering) дает возможность сравнивать имевшиеся ранее сведения с изменениями, происшедшими в течение одного цикла.

Ведущее звено в этом процессе – синтез информации о  физических и сигнальных свойствах  стимула на нейронах проекционной коры. Кроме того, сходная концепция сознания разрабатывается в нашей стране В. Сергиным, который считает, что данный механизм лежит в основе феномена «внутреннего видения», составляющего суть сознания. Сходные гипотезы о возврате возбуждения в первичную кору как механизме возникновения зрительных и соматосенсорных ощущений были выдвинуты и другими авторами.

Достаточно хорошо проработанная с концептуальной и нейрофизиологической точки зрения концепция сознания была выдвинута Дж. Греем. В соответствии с этой концепцией, содержание сознания определяется активностью субикулярного (отдел гиппокампа) компаратора вместе с обратной связью от данного компаратора к тем наборам нейронов в перцептивной системе, которые снабжают вход данного компаратора с учетом результатов текущего процесса сравнения.

 

 

Рис. 1. Схема кольцевого движения возбуждения  при возникновении зрительных ощущений.

 

Идея о важной роли лимбических  структур в генезе психики согласуется  и с данными о том, что эти  структуры тесно связаны с  эксплицитной памятью, узнаванием и  вспоминанием. В то же время вряд ли гиппокампу может принадлежать главная роль в высших функциях мозга. Именно поэтому представления о синтезе информации в коре как ведущем звене в механизмах психики, с нашей точки зрения, более предпочтительны, тем более, что они хорошо согласуются и с данными других авторов.

Для оценки предложенных концепций важное значение может иметь соотнесение временной шкалы мозговых процессов со временем субъективно переживаемых событий. По Дж. Эделмену, время одного цикла прохождения возбуждения составляет 100– 150 мс. Если прибавить к этому время, необходимое для прихода сенсорных импульсов в кору, то в сумме получается время, достаточно близкое к тому, которое было найдено в наших экспериментах. Дж. Грей считает, что в квантовании процессов сознания ведущую роль играют процессы, связанные с тета-ритмом, что дает следующее время: 1000/6=166 мс.