Оригинал материала
Догадка о дофамине и сознании
Две пернатые подруги, две птицы сидят на одной ветке дерева.
Одна клюет плоды, а другая смотрит на них.
Упанишады
В отношении сознания все мы являемся экспертами. Похоже, никто, кроме нас, не осведомлен так же хорошо о происходящем в нашем сознании. Конечно, существуют разные способы построения предположений о том, что, например, у вас сейчас на уме (в том числе и способы вполне невинные), но, по большому счету, узнать о содержании вашего сознания можно, только расспросив вас.
Большую часть жизни мы пребываем в сознании (или оно пребывает в нас), возможно, именно поэтому так трудно дать ему определение. По словам Зигмунда Фрейда, «можно не пояснять, что понимается под сознанием, это и так совершенно понятно». Когда же мы все-таки пытаемся как-то определить понятие сознания, мы говорим о восприятии, чувствах, памяти, внимании, мышлении, действии и даже об удовольствии 1, но все эти аспекты сознательного опыта не определяют сути сознания. Дэвид Чалмерс говорит, что «ключевым для сознания, по крайней мере, в самом его интересном смысле, является опыт. Это, однако, не дефиниция, а в лучшем случае разъяснение» 2.
Многие из нас абсолютно убеждены, что умными или добрыми глазами наших домашних кошек или собак на нас смотрит сознающий индивид. И кто знает, не является ли область мозга, отвечающая за распознавание лиц, в первую очередь ответственной за обнаружение другого сознающего. Ведь может статься, что в присутствии другого сознающего и кроется разгадка сознания, которое Эдвард Сингер 3, проанализировавший разные употребления этого термина, определил как мышление вместе с кем-то. «При таком определении сознания вовсе не требуется, чтобы умственное состояние, играющее роль стимула, имело место не в самом сознающем уме», — пишет Сингер. И здесь обнаруживается парадокс: с одной стороны, отсутствие доступа к сознанию другого и, с другой стороны, определение сознания как мышления вместе с кем-то. И это не единственный парадокс, связанный с сознанием.
Рассел Акофф и Фред Эмери отмечают: «Любопытно, что в понимании смысла термина самосознание проявляется больше единодушия, чем если речь идет о сознании» 4. Однако рассмотрим в этой связи два примера.
Своя чужая рука
Мэттью Ботвиник и Джонатан Коэн в конце XX века провели эксперимент с резиновой рукой (очень простой эксперимент, что не помешало ему стать классическим) 5. Они поместили на столе перед испытуемым муляж кисти человеческой руки, имитируя ее естественное положение, в то время как собственная рука испытуемого помещалась в сходном положении за ширмой так, чтобы испытуемый ее не видел. Экспериментаторы синхронно поглаживали обе руки: настоящую спрятанную и резиновую, мягкой кистью, и — о, чудо! — часто проходит меньше минуты — и испытуемый начинает воспринимать чужую руку как свою собственную.
«Это не моя рука, но почему-то мне кажется, что она моя!»
То есть для того, чтобы принять в состав своего «Я» очевидно чужую неживую руку, мозгу достаточно пары десятков секунд!
Зафиксируем этот факт сознательного опыта и рассмотрим одно довольно редкое расстройство: синдром чужой, или, точнее, анархической руки.
Иногда в результате поражения определенных связей между двумя полушариями мозга одна рука пациента перестает в большей или меньшей степени подчиняться его сознательному контролю, но при этом она вовсе не бездействует, а живет полной жизнью, часто вступая в конфликт с другой рукой: например, неожиданно хватает предметы (и не отдает их обратно), расстегивает только что застегнутые пуговицы, убирает правильно перед этим поставленный другой, «послушной» рукой фрагмент головоломки или берет с тарелки рыбную косточку и… отправляет ее обратно в рот 6. Клиницисты отмечают ошеломляющее сходство образа заглавного героя фильма Стэнли Кубрика «Доктор Стрейнджлав, или Как я научился не волноваться и полюбил атомную бомбу» с проявлениями синдрома у таких больных: рука его то вдруг вскидывается в нацистском приветствии, то начинает душить своего обладателя 7. При этом важно, что пациенты с этим расстройством ни минуты не сомневаются, что это их собственная рука.
«Это моя рука, но она своевольна и мне не подчиняется!»
На примере этого синдрома мы видим, что даже такой, казалось бы, незыблемый аспект опыта самосознания как «я есть тот, кто действует», может быть нарушен при сохранности всех остальных.
Философ Владимир Бибихин еще больше драматизирует ситуацию, оговаривая, что рука здорова — дело не в патологии:
«Это выражение, „моя рука движется“, кажется Витгенштейну „громоздким, неповоротливым“, schwerfällig, он предпочитает ему другое, es scheint, als ob sich meine Hand bewegt, „кажется так, словно моя рука движется“; „кажется так, как если (бы) моя рука движется“.
Я надеюсь, что не все из вас успели подумать, что это искусственный случай, надуманный казус: моя рука движется, но она не моя, у меня нет руки. Чёрта с два это надуманный казус. Я могу быть не в хирургической палате, и моя рука может и не быть ампутированной, и я с тампонами, и моя рука, которой у меня нет, движется вдаль от меня, — пожалуйста, этого случая может и не быть, и мне от этого будет только хуже. Может быть, ею движут. Может быть, моей рукой движут, и такое бывает, и такое, черт возьми, часто бывает, и такое бывает слишком часто, и такое бывает, чтобы моей рукой движут или движет так, что лучше, гораздо лучше было бы, если бы у меня для такого чужого движения вовсе не было бы никакой руки. Это, черт возьми, слишком часто бывает, и за столом, и на работе, и на войне… Витгенштейн говорит о случае реальном и, больше того, частом и, больше того, единственно меня касающемся, потому что мое дело в чем? В том, чтобы быть моим, своим делом, и как часто я сам не свой, и я не я, и мой язык не мой, и я говорю не своим языком и занят собственно не своим делом. Рука ампутирована — это еще хороший, мягкий случай, гуманный» 8.
«Я, я, я! Что за дикое слово!»
В своей книге «Наука о мозге и миф о своем Я. Тоннель эго» Томас Метцингер тоже приводит эти два примера про руки среди многих и многих прочих, чтобы доказать, что «в мире не существует такой вещи, как Я». Он пишет:
«Современная нейронаука демонстрирует, что контент нашего сознательного опыта — не только внутренний конструкт, но и чрезвычайно избирательный способ репрезентации информации… Всё, что мы видим и слышим, осязаем, обоняем и ощущаем на вкус, — лишь малая доля реально существующего вовне. Наша модель реальности — упрощенная проекция несравнимо более богатой физической реальности, в которой и за счет которой мы существуем. Наши органы чувств несовершенны: они развились для выживания, а не для того, чтобы передавать величайшее богатство и красочность реальности во всей ее немыслимой глубине. Следовательно, непрерывный процесс сознательного опыта — не столько образ реальности, сколько тоннель сквозь нее.
Всякий раз, когда наш мозг успешно выполняет сложную стратегию создания единого и динамичного внутреннего образа реальности, просыпается наше сознание. Прежде всего, наш мозг создает модель мира, настолько совершенную, что мы не распознаем ее как модель. Затем мозг генерирует образ нас самих как целого».
Интересно, что близкую и не менее радикальную идею развивает физик Дэвид Дойч. В книге «Структура реальности» он заявляет, что «жизнь — это форма виртуальной реальности». Так, обсуждая вопрос, является ли жизнь фундаментальным явлением природы, он пишет:
«Гены осуществляют очень точное интерактивное управление реакциями сложной среды (организма) на всё, что только может с ним произойти. И это управление имеет целью вызвать определенное ответное воздействие среды на гены (а именно, реплицировать их), причем такое, чтобы совокупное влияние на гены было насколько возможно независимым от происходящего вовне. Это больше, чем просто вычисление. Это — реализация виртуальной реальности».
Я согласна с Мерабом Мамардашвили в том, что «самое страшное наказание — вдруг почувствовать и осознать себя имитацией жизни» («Картезианские размышления» из книги «Философские чтения»), но приведенные выше довольно рискованные утверждения, на мой взгляд, неоспоримо указывают на то, что, по большому счету, нельзя рассматривать проблемы сознания в отрыве от проблем структуры реальности. И надо отметить, что отношение к существованию внешней реальности далеко не однозначно не только среди философов. Например, Эрвин Шредингер (тот самый) утверждает, что «условием того, чтобы мы, не запутавшись в явной бессмыслице, могли представлять себе события, происходящие в теле живущего, чувствующего и мыслящего существа естественным образом, т. е. совершенно так, как они разыгрываются в неодушевленном теле — без направляющего демона, без погрешности против закона энтропии, без энтелехии, без vis viva [жизненная сила, лат.] или эквивалентной чепухи — это условие, утверждаю я, заключается в том, чтобы мы представляли себе все события происходящими в нашем представлении мира, без того чтобы подсовывать под него материальный субстрат как объект, представлением о котором он является и который… действительно совершенно излишен» 9.
Может ли нейронаука отвечать на такие вопросы? Ричард Палмитер считает, что активность дофаминовой системы является нервным коррелятом сознания, его статья так и называется: «Dopamine signaling as a neural correlate of consciousness» 10. К такому выводу он пришел в результате изучения на протяжении 16 лет особых специально созданных для исследований мышей, в организме которых не синтезируется дофамин. Эти мыши внешне почти ничем не отличаются от нормальных, они лишь чуть меньше размером. Они, в принципе, могут ходить и плавать, сохранять позу, жевать и глотать, пить и даже чему-то учиться, но они… ничего этого не делают. Это определенно может что-то сказать о сознании. И, возможно, Палмитер прав, и дофаминовый сигнал действительно коррелирует с сознанием, но впереди предстоит еще очень большая работа, чтобы эта идея стала выглядеть более обоснованно. И такая работа уже идет 11.
История попыток ответить на вопрос «где обитает сознание?» не очень давняя, но богатая на события. Ответить на этот вопрос пытались легендарные Уайлдер Пенфилд, Джон Экклз, Роджер Сперри и многие другие выдающиеся исследователи. Их выводы приводят молодые умы в замешательство. Например, Пенфилд пишет:
«Что касается меня, то после многих лет усилий, направленных на объяснение разума только на основе работы мозга, я пришел к выводу, что будет куда проще принять гипотезу о двух фундаментальных элементах, лежащих в основе человеческой сущности…
…природа разума останется фундаментальной проблемой, вероятно, самой трудноразрешимой и важнейшей из всех проблем. Мне после многолетних попыток понять, как же все-таки мозг рождает разум, кажется теперь настоящим чудом открыть, в процессе этого финального обзора имеющихся данных, то, что дуалистическая гипотеза, из двух возможных объяснений, кажется более разумной.
Так как каждый человек выбирает для себя без помощи науки свой образ жизни и религию, у меня тоже долгое время были личные убеждения. И как же это здорово — обнаружить, что ученый тоже может с полным основанием верить в существование духа!» 12
А у Экклза мы встречаем такие слова:
«Картезианский дуализм стал немодным… Многие выбирают монизм, чтобы избежать проблем, связанных с пониманием взаимодействия мозга и разума. Но Сэр Карл Поппер и я — интеракционисты и, более того, триалисты интеракционисты» 13
Эти выводы подвергаются резкой, но часто необоснованной критике. Постоянно появляющиеся новые методические подходы к проблеме приносят новые поводы для оптимизма:
«Полагаю, в будущем мы сможем не только фиксировать, но и расшифровывать процессы, отвечающие за отражение реальности в головном мозге» 14.
Но по-прежнему исследователи мозга занимаются почти исключительно «картированием» сознательного опыта на события в головном мозге. Фрэнсис Крик (открывший роль ДНК) и Кристоф Кох указывают на важную цель на пути к пониманию механизмов сознания — выявить минимальный набор взаимосвязанных событий в нервной системе, соответствующих специфическому сознательному опыту 15.Можно определить сознание как состояние, формируемое специфической активностью определенной сети нейронов. И хотя это не даст ответа на вопрос о происхождении субъективного опыта, всё же позволит описать ключевые черты этой сети.
Например, каков джентльменский набор ее основных функциональных элементов? Существуют ли в ней взаимозаменяемые модули? В чем состоят особенности их связей между собой? Каковы механизмы совместного функционирования компонентов сети? Присущи ли этой сети отношения иерархии, и если да, то в какой степени? И многие другие.
Согласно многочисленным экспериментальным данным, при осознанном восприятии определенные и довольно многочисленные области коры больших полушарий на некоторое время вовлекаются в высокосинхронизированные колебания в гамма-диапазоне (около 40 колебаний в секунду). То есть работу сознающего мозга можно уподобить слаженной игре симфонического оркестра. При этом важно, что у каждого инструмента или группы инструментов может быть своя уникальная, непохожая на другие партия, но при этом все они без исключения следуют метру, задаваемому дирижером. Кандидата на роль дирижера также еще только предстоит определить… Но не менее важен и вопрос и о самой роли дирижера. Им может быть тот, кто просто ритмично (и, может быть, непрерывно) стучит палкой (такую палку использовали во времена зарождения первых оркестров и называли баттутой), и тогда кто-то другой (кто?) должен шепнуть: «Слушай внимательно баттуту», или участники включаются в процесс при возрастании силы ударов, а возможно, должен быть и еще кто-то, кто возьмет на себя всю художественную сторону дела.
Также не исключена и возможность тройного (может быть, и с большим числом участников) дирижирования, подобно музыкальной практике XVIII века, когда в связи с быстрым ростом количества участников в музыкальных коллективах разными группами музыкантов при исполнении одного произведения управляли разные дирижеры.
Например, в исследованиях Нэнси Копелл с соавторами высказывается предположение, что сосуществование разных ритмов допускает временную сегрегацию клеточных ансамблей: в то время как один ритм объединяет небольшую группу клеток, другой ритм может отвечать за объединение отдельных таких групп 16. И, похоже, вот в этой области сопряжения разных ритмов или ритмов разных структур есть работа для дофамина.
Приведем исследование, в котором был использован новый уникальный подход для доставки дофамина в исследуемую область. Дело в том, что изучение влияния вещества на физиологические процессы или поведение представляет методическую сложность, так как в случае системного воздействия веществ (воздействия на весь организм) невозможно выделить локальные эффекты, а локальное подведение веществ связано с многочисленными проблемами. Новым решением такого рода проблем является использование особой молекулярной упаковки для активного вещества. С помощью такой упаковки вещество как дикое животное в клетке доставляется в ткани и выпускается из упаковки в строго определенный момент времени с помощью светового воздействия в строго определенной области. С использованием такого метода группой исследователей из Южной Америки было показано, что дофамин усиливает фазно-амплитудную сопряженность низкочастотных и высокочастотных электрических колебаний в лобной коре 17. И это значит, что дофамин претендует на роль организатора функциональных модулей в критичной для сознания области новой коры.
Бернард Баарс считает, что основой сознательного опыта является глобальное рабочее пространство 18. В таком случае не исключено, что дофамин может опосредовать глобальный доступ или контроль в такого рода пространстве.
Я и датская королева
А что же выделяют в качестве интегральной функции сознательного опыта человека, связывающий его воедино? Многие исследователи сходятся на том, что это самосознание. У нас есть представление о самих себе, мы отделяем себя от внешнего мира, мы можем увидеть себя сознающими. Вероятно, в этом мы, люди, абсолютно уникальны, и, как знать, может быть, это случилось с нами еще в раю после широко известной истории с яблоком: «И открылись глаза у них обоих, и узнали они, что наги, и сшили смоковные листья, и сделали себе опоясания» 19. И с тех пор, возможно, появилась у дофамина еще одна работа: Джонсон с коллегами показали, что дофамин улучшает самосознание 20.
Характеризуя человека, мы часто употребляем такие прилагательные, как веселый, умный, мечтательный, сварливый, дружелюбный, напористый, предприимчивый. Психологи для исследования личностных черт составили большой список подобных прилагательных, и авторы исследования предлагали испытуемым определить по шкале из четырех баллов, насколько хорошо каждое слово из этого списка прилагательных описывает их самих, а также насколько хорошо оно характеризует другую всем известную персону. Исследование проводилось в Дании, и такой общеизвестной персоной стала датская королева. После этого слова из списка предъявлялись повторно и испытуемые должны были вспомнить, каково было их решение относительно каждой характеристики при первом предъявлении: оценили ли они каждый эпитет как подходящий или не подходящий. Перед началом исследования испытуемые были разделены на две группы: испытуемые одной из групп получили вещество, повышающее концентрацию дофамина в мозге, испытуемые другой группы — плацебо. После выполнения ими заданий исследователи оценили количество ошибочных ответов, и оказалось, что точнее вспомнили свои предыдущие оценки те, кто получил активное вещество, но самое интересное то, что этот эффект проявился только при припоминании оценок в отношении себя.
Но ведь «самосознание» — это уже о свободе?
Наталья Ивлиева,
нейрофизиолог
1 Cabanac M., Cabanac A. J., Parent A. The emergence of consciousness in phylogeny. Behav Brain Res. 2009. 198(2): 267–72.
2 Чалмерс Д. Сознающий ум: В поисках фундаментальной теории.
3 Singer E., Jr. On the consciousness mind. IN Philisophy. 1929. 26: 561–75.
4 Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах.
5 Botvinick M., Cohen J. Rubber hands «feel» touch that eyes see. Nature. 1998. 391:756.
6 Della Sala S., Marchetti C., Spinnler H. (1994). The anarchic hand: a fronto-mesial sign. In F. Boller & J. Grafma (Eds.), Handbook of neuropsychology (Vol. 9, pp. 233–255), Amsterdam: Elsevier.
7 Marchetti C., Della Salla S. Disentangling the alien and anarchic hand. Cognitive Neuropsychiatry, 1998. 3: 191–208.
8 Из неопубликованного курса «Витгенштейн», читавшегося на философском факультете МГУ в 1994–1996 годах. Впервые опубликован в журнале: Res Cogitans (теоретический альманах), № 8. — М., 2015.
9 Эрвин Шредингер «Мой взгляд на мир».
10 Palmiter R. D. Neuroscience. 2011. 198:213–20.
11 Spindler L. R. B., Luppi A. I., Adapa R. M., et al. Dopaminergic brainstem disconnection is common to pharmacological and pathological consciousness perturbation. Proc Natl Acad Sci USA. 2021. 118(30): e2026289118.
12 «Мозг. Тайны разума».
13 Johm C. Eccles «The understanding of the brain».
14 Станислас Деан, «Механизмы сознания», в книге «Разум» под ред. Джона Брокмана.
15 Crick F., Koch C. A framework for consciousness. Nat Neurosci. 2003. 6:119–126.
16 Kopell N., Kramer M. A., Malerba P., Whittington M. A. Are different rhythms good for different functions? Front Hum Neurosci. 2010. 4:187; Kopell N., Ermentrout G., Whittington M., and Traub R. Gamma rhythms and beta rhythms have different synchronization properties. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000. 97: 1867–72.
17 Andino-Pavlovsky V., Souza A. C., Scheffer-Teixeira R., et al. Dopamine Modulates Delta-Gamma Phase-Amplitude Coupling in the Prefrontal Cortex of Behaving Rats. Front Neural Circuits. 2017. 11:29.
18 Baars B. J. A Cognitive Theory of Consciousness.
19 Быт. ٣:٧.
20 Joensson M., Thomsen K. R., Andersen, et al. 2015. Making sense: dopamine activates consciousself-monitoring through medial prefrontal cortex. Hum. Brain Mapp. 36:1866–1877.