Метцингер: Но почему мы начинаем с проблемы связывания?
Зингер: Проблема связывания проистекает из двух различных характеристик мозга: Во-первых, мозг — это высокоразвитая система, в которой очень большое количество операций исполняются параллельно; во-вторых, в нём отсутствует центр схождения, в котором результаты этих параллельных вычислений могли бы единообразно оцениваться. Различные обрабатывающие модули взаимосвязаны в чрезвычайно плотной и сложной сети взаимных соединений, которые, как оказывается, производят глобально упорядоченные состояния средствами мощных самоорганизационных механизмов. Следовательно, представления о сложном познавательном содержимом, таком, как объекты восприятия, мысли, планы действий, вновь активизированные воспоминания, должны иметь распределённую структуру. Условием для этого является то, чтобы нейроны, участвуя в распределённом представлении определённого типа содержимого, передавали параллельно два сообщения: Во-первых, они должны сигнализировать о том, присутствует ли то, к чему они обращаются; во-вторых, им нужно сообщить о том, с какими именно из числа многих других нейронов они сотрудничают в формировании распределённого представления. Распространённой точкой зрения является то, что нейроны сигнализируют о присутствии черты, которую они кодируют, увеличивая частоту своих разрядов; однако, здесь меньше согласия относительно того, как нейроны сигнализируют и с какими другими они кооперируют.
Метцингер: Каковы ограничения для такого сигнализирования?
Зингер: Поскольку репрезентации умственного содержимого могут мгновенно изменяться, оно должно поддаваться расшифровке с очень высоким временным разрешением. Мы выдвинули предположение, что точная синхронизации разрядов индивидуальных нейронов играет роль подписи, которая определяет отношения.
Метцингер: Но почему синхронизация?
Зингер: Точная синхронизация увеличивает воздействие нейронных разрядов, поощряя дальнейшую совместную обработку синхронизированных сообщений. Дальнейшее свидетельство обозначает, что такая синхронизация лучше всего достигается, если нейроны вовлечены в ритмические, осцилляторные разряды, потому, что колебательные процессы можно легче синхронизировать, чем неструктурированные во временном плане последовательности активаций.
Метцингер: Тогда это не просто гипотеза, ведь наличествует подтверждающее экспериментальное свидетельство.
Зингер: Так, как открытию синхронизированных колебательных разрядов в зрительной коре уже более десяти лет, всё больше и больше свидетельств подкрепляет гипотезу о том, что синхронизация осцилляторной активности может быть механизмом связывания распределённых процессов в мозгу, в то время, как релевантные частоты колебаний разнятся для различных структур и в коре головного мозга обычно покрывают диапазон бета- и гамма-колебаний: от 20 до 80 Гц. Что делает феномен синхронизации особенно интересным в настоящем контексте, так это то, что синхронизация происходит в связи с некоторым количеством функций, релевантных для сознательного переживания. Метцингер: Что это за функции?
Зингер: Эти колебания происходят во время шифрования объектов восприятия, когда когерентные представления различных атрибутов этих объектов должны быть сформированы. Колебания закономерно наблюдаются тогда, когда субъект направляет своё внимание на объект и сохраняют информацию о нём в оперативной памяти. И, наконец, колебания являются различимым коррелятом сознательного восприятия.
Метцингер: Что здесь является доказательством?
Зингер: Из теста, в котором субъектам предъявлялись раздражители, размытые шумом, так, что эти раздражители сознательно воспринимались лишь половину времени, вы можете понять, насколько избирательно активность мозга ассоциирована с сознательным переживанием. Раз физические атрибуты раздражителей одни и те же на всём протяжении времени, вы можете просто сравнить сигналы мозга в случаях, когда субъекты сознательно воспринимают раздражители с сигналами в тех случаях, когда раздражители сознательно не воспринимаются. Исследования раскрывают, что, во время сознательного восприятия, повсеместно распределённые участки коры головного мозга принимают временное участие в точно синхронизированных высокочастотных колебаниях. В случаях, когда раздражитель не воспринимается сознательно, различные участки обработки информации всё равно продолжают участвовать в высокочастотных колебаниях, показывая, что производится некоторая обработка раздражителя. Но это локальные обработки данных и они не участвуют в глобально синхронизированных паттернах. Это предполагает, что доступ к сознанию требует достаточно большого количества участков обработки информации, или, другими словами, требует достаточного распределения вычислений, которые должны быть связаны посредством синхронизации и эти когерентные состояния должны быть способны продержаться достаточно длительный период.
Метцингер: Это может быть интересно с философской точки зрения. Ведь это идеально подводит основу под единство сознания.
Зингер: Действительно, это вносит вклад в единство сознания, так как тот факт, что содержимое феноменальной осведомлённости, хотя оно и изменяется каждое мгновение, всегда переживается, как когерентное. По общему согласию, аргумент достаточно кругообразный, однако, если необходимым условием для доступа к сознанию является то, чтобы активность была достаточно синхронизирована в достаточном количестве участков обработки информации и если синхронизация эквивалентна семантическому связыванию с интеграцией значения, тогда следует, что содержимое сознания может быть исключительно когерентным.
Метцингер: Что остаётся показать, если всё именно так, как ты описываешь это сейчас?
Зингер: Даже если предложенный сценарий окажется истинным, то остаётся вопрос, пришли ли мы к удовлетворительному описанию нейронного коррелята сознания. Что мы получаем, говоря, что нейронный коррелят сознания является частично метастабильным состоянием очень сложной, высокодинамической, нестационарно распределённой системы — состояния, характеризуемого последовательностями постоянно изменяющихся паттернов точно синхронизированных колебаний? Дальнейшее исследование приведёт к более детальным описаниям таких состояний, но они, похоже, будут абстрактными, математическими описаниями векторов состояния. В конце концов, продвинутые аналитические методы могут раскрыть семантическое содержимое, действительное значение таких векторов состояния и может оказаться возможным манипулировать этими состояниями и, тем самым, изменять содержимое сознания, предоставляя таким образом причинное свидетельство отношения между нейронной активностью и содержимым феноменальной осознанности. Скорее всего, ближе мы подойти не сможем в наших попытках идентифицировать нейронные корреляты сознания. Как эти паттерны нейронной активации, в конце концов, способствуют возникновению субъективных чувств, эмоций и так далее, возможно, останется загадкой на определённое время даже в том случае, если мы прийдём к точным описаниям нейронных состояний, соответствующих сознанию.
Метцингер: В твоей области, какие вопросы являются безотлагательными? Куда движется область твоих исследований?
Зингер: Наиболее вызывающие вопросы — как информация кодируется в распространённых нейронных сетях и как субъективные чувства, так называемые qualia, возникают из распределённой нейронной активности. Обыкновенно считают, что нейроны передают информацию, модулируя количество разрядов, то есть, сигнализируя о наличии содержимого, для которого они приспособлены посредством увеличения количества разрядов. Однако, накопление доказательств предполагает, что сложное содержимое познавательной активности кодируется активностью распределённых ассамблей нейронов и что информация содержится в отношениях между амплитудами и в продолжительности разрядов. Большой вызов для будущей работы заключается в том, чтобы извлечь информацию, закодированную в этих многомерных временных последовательностях. Это требует одновременной записи большого числа нейронов и идентификации релевантных пространственно-временных паттернов. До сих пор не ясно, какие аспекты большого числа возможных паттернов нервная система использует для расшифровки информации. Поиск таких паттернов потребует разработки новых и достаточно сложных математических поисковых алгоритмов. Таким образом, нам потребуется тесное сотрудничество экспериментаторов и теоретиков для того, чтобы продвинуть наше понимание нейронных процессов, лежащих в основе более высоких познавательных функций.
