О нейронаучных теориях сознания и когнитоме К.Анохина

В предыдущих заметках я рассматривал разные аспекты исследований проблемы сознания –сознание и искусственный интеллект, сознание и квантовая механика; сознание и информация. Наконец, пришло время подробнее узнать, а что думают о сознании нейробиологи – люди профессионально изучающие мозг. Изначально меня эти теории интересовали не сильно в силу того, что я не верю в плодотворность физикалистского подхода (он основан на убеждении, что сознание есть прямая производная мозга и происходящих в нём процессов). Однако, прочитав недавнее интервью академика К.Анохина «Коммерсанту», я с интересом ознакомился с его обзорной статьёй 2021г. для «Журнала высшей нервной деятельности» о современных нейронаучных теориях сознания и его собственной теории когнитома. Узнал много интересного и готов поделиться своими соображениями о прочитанном.

 

Вместо введения – о пользе формулирования научной проблемы

 

Кирхгофу приписывают известную фразу: «Нет ничего практичней хорошей теории». А хорошая теория должна содержать чёткое описание объекта (цели) изучения и предлагать средства (методы) его исследования. С этой точки зрения, рассматриваемая обзорная работа К.Анохина вызывает у меня чувство глубокого удовлетворения, так как большую часть объёмного текста автор формулирует проблему, которой он занимается; требования к теории, призванной её решить; рассматривает затем соответствие этим требованиям существующих теорий и лишь последние две страницы отводит скромным результатам своего исследования. И такой подход, когда речь заходит о сознании, меня вполне устраивает! Действительно, когда тот же Пенроуз строит квантовомеханическую модель мозга, признавая, что он не понимает (и не считает необходимым понимать!), что такое сознание, то результат получается, мягко говоря, неубедительным. Анохин же, напротив, вводит некоторое рабочее определение сознания и формулирует ясные и логичные требования к теории «объясняющей сознание», а затем пытается следовать им в своей теории. Такой «проектный  анализ» при решении сложных фундаментальных задач – отличный пример для подражания в любых областях науки.

Так как предлагаемый материал является аналитическим разбором обзорной статьи К.Анохина, то я не буду давать прямые ссылки на многочисленные цитаты – все источники можно найти в самой статье.

Мозг, разум, сознание – «главная» и «трудная» проблемы сознания

Для людей далёких от предмета полезно кратко очертить группу проблем, связанных с сознанием, и определиться с терминами.

Итак, если само сознание определить довольно трудно (этому будет посвящен следующий раздел), а мозг, на уровне анатомии и физиологии, достаточно легко, то полезно сформулировать, а что понимают под употребительным словом «разум»?

Анохин предлагает считать разум (mind) «носителем сознательного опыта», «той особой структурой, в которой протекают специфические лишь для неё процессы – сознание». Таким образом, это, по сути, нечто промежуточное между материальным и осязаемым мозгом и неким загадочным неосязаемым сознанием.

Соответственно, предметом пристального внимания философов, физиков, нейробиологов, изучающих сознание, являются две следующие проблемы:

1.       Главная проблема сознания – проблема разум-мозг – MAIN problem – Mind-brAIN problem. Её решение призвано объяснить природу субъективного опыта.

2.       Трудная проблема сознания, сформулированная Чалмерсом - the hard problem of consciousness – как и почему физические процессы порождают субъективное сознание, почему выполнение мозгом когнитивных и поведенческих функций сопровождается субъективным опытом?

Для неспециалиста разница между двумя этими проблемами не так очевидна. Современные исследования проблемы сознание-мозг движимы надеждой, что, решив “трудную проблему”, мы автоматически получим решение и “главной проблемы” – разум-мозг. Однако, Анохин призывает не переносить фокус внимания с решения главной проблемы на проблему трудную, считая, что соотношение проблем «разум-мозг» и «сознание-мозг» требует специального рассмотрения.

Что есть сознание?

Итак, чтобы начать исследовать сознание, Анохин предлагает определить сам предмет исследования. Причём, понимая, что дать на данном этапе «объясняющее» определение не получится, он предлагает сконструировать «объясняемое» определение:

Другими словами, нам необходимо выделить в понятии “сознание” те его ключевые характеристики, которые были накоплены многовековым опытом употребления этого термина и которым должно быть дано объяснение в научной теории.

Такого рода определений «в рамках здравого смысла» может быть много. Скажем, Сёрл (Searle) определяет сознание так:

Сознание состоит из внутренних, качественных, субъективных состояний и процессов восприятия или осознания

Такое (и подобные этому) определение, отражающее интуитивное понимание сознания, не конструктивно – из него не ясно, что именно исследовать и какими методами. «Внутренние», «качественные» - звучит солидно, но непонятно. Например, как исследование зрительного восприятия может помочь в объяснении сознания, субъективного опыта?

Анохин считает важным договориться о том, что же мы должны объяснить, чтобы исчерпывающе описать и понять сознание. Ну что, ясная и достойная программа! Ей он посвящает значительную часть работы.

Прежде всего, стоит понимать, что, как писал У.Джеймс (James), «сознание – это не вещь, а процесс, возникающий вследствие взаимодействия мозга, тела и среды». Такая трактовка естественна, она восходит к Р.Декарту, характеризовавшему сознание как способность понимать, воображать, желать, чувствовать, что означает именно процесс – «поток сознания» (У.Джеймс).

Анохин настаивает, что в состав предмета фундаментальной теории сознания должны входить не только феномены мышления и восприятия, но и все остальные виды субъективных процессов и состояний: чувства, ощущения, эмоции, мотивации, как раз то, что понимают под понятием «субъективный опыт».

Анохин предлагает цель исследования – объяснить сознание – параметризовать, т.е. разработать каталог, систематический и общепризнанный, признаков, которые служили бы предметом объяснения в научной теории. Сейчас такого каталога, по его словам, нет. В подтверждение он приводит слова Сазерленда, сказанные в 1996г.

Сознание: обладание восприятиями, мыслями и чувствами; осведомленность. Этот термин невозможно определить иначе, как в терминах, которые непонятны без предварительного понимания того, что означает сознание…Об этом не было написано ничего стоящего прочтения

Иными словами, длительная история изучения сознания не привела к существенным успехам в его понимании, что логично заставило вернуться к началу – постановке задачи, которая и сводится к параметризации сознания.

Параметризация сознания

В качестве параметров Анохин предлагает несколько категорий вопросов, отвечая на которые мы продвинемся в понимании сознания. Вот эти вопросы:

Что?

Речь идёт о совокупности качественных свойств сознания. Разные исследователи приводят по десятку и более только основных свойств, причём, они у них не совпадают. Чтобы составить представление о чём речь, приведу несколько (не все) таких свойств по Сёрлу:

1.  Качественность: каждое сознательное состояние имеет определенное качественное ощущение.

2. Субъективность: сознательные состояния существуют только тогда, когда их переживает какой-то субъект – человек или животное.

3.  Целостность: все сознательные переживания в любой момент жизни агента являются частью единого сознательного поля.

4. Сознательные состояния обычно обладают “интенциональностью”, тем свойством ментальных состояний, посредством которого они направляются на объекты и ситуации в мире.

и т.п.

Анохин свёл в таблицу 10 основных свойств, упоминаемых в работах авторитетных исследователей сознания (Сёрл, Эдельман, Дамасио, Тонони). Фундаментальной теории сознания предстоит найти естественнонаучное объяснение этим свойствам, составляющим основу «квалитативности» субъективного опыта.

Где и когда?

Помимо собственно качественных характеристик феноменальных состояний (составляющих «что?») уместно исследовать специфические операции над этими состояниями, которые и обеспечивают доступ субъекта к их содержанию. Эти операции закономерно протекают во времени (когда?) и в пространстве (где?).

Вопрос «где?»  относится к некоему пространству, в котором разворачивается субъективное состояние и доступ к нему. Это, по мнению Анохина, один из самых сложных вопросов в проблеме «сознание и мозг». В отношении локализации сознания в различных структурах головного мозга есть масса гипотез. В последние годы поиск такой локализации сосредоточился в двух альтернативных областях: либо в задних сенсорных, либо в передних исполнительных областях неокортекса. К каждой из этих теорий есть серьёзные контраргументы.

Анохин поясняет, что вопрос «где?» глубже, чем просто поиск соответствующей области в мозге млекопитающих, коль скоро считается, что феномен субъективного опыта распространён за пределами мира млекопитающих, например, у птиц и головоногих моллюсков. Тогда фундаментальная, объясняющая теория сознания должна выйти за пределы топографического пространства того или иного вида организмов в «высокопорядковое пространство когнитивной системы». В таком пространстве качественные свойства субъективного опыта должны сохраняться независимо от изменчивых деталей строения конкретного типа нервной системы. Определить такое пространство сам Анохин пытается в своей теории когнитома (она будет рассмотрена ниже).

Вопрос «когда?» относится к пороговым условиям сознательного доступа, процессу “глобального воспламенения” (global ignition), обеспечивающему появление специфического осознанного состояния. Проще говоря, это состояние сознания возникает, когда достаточное количество областей мозга «соглашается» в оценке важности поступающей сенсорной информации, после чего они синхронизируются в крупномасштабное состояние глобальной коммуникации.  Речь идёт о переходе между неосознаваемыми и осознаваемыми состояниями, хотя, по-моему, оба класса состояний являются неотъемлемой частью сознания и вопрос «когда?» никак нельзя трактовать, как поиск моментов «включения» и «выключения» сознания.

 

Кто?

Этот вопрос, по свидетельству Анохина, в нейронаучных теориях практически не разработан, что затрудняет научное понимание сознания. Само понятие субъективного опыта уже предполагает существование субъекта, которому принадлежит этот опыт. Все эти «что?», «где?», «когда?» происходят внутри субъекта – носителя сознания (Дамасио(Damasio)):

Это факт, что бесчисленное множество содержимого, отображаемого в моем сознании, независимо от того, насколько ярко или хорошо оно упорядочено, через невидимые нити, которые свели эти содержания вместе, связано со мной, владельцем моего разума, в движущемся вперед пиршестве, которое мы называем самостью.

Казалось бы, это тривиальный факт, не требующий специального рассмотрения. Однако, Анохин считает иначе. Скажем, в философии ответов на вопрос что такое «Я» существует больше, чем самих философов, равно как велико число теорий личности в психологии. Поэтому, по мысли Анохина, научная теория сознания должна изучать «когнитивного агента», в структуре которого развивается эпизод сознания.

Итак, по Анохину «Искомая фундаментальная теория обязана объяснить нейронаучную конкретику “кто-что-где-когда”, составляющих … универсальный сознательный эпизод».

Требования к научной теории сознания

 

Анохин предлагает разработать ряд критериев, которым должно соответствовать полноценное объяснение сознания. Сделать это необходимо для того, чтобы иметь возможность объективно оценить прогресс в понимании сознания. В первую очередь, следует определиться:

Что значит понять сознание?

Современные представления о сознании сосредоточились на специфических качествах субъективного опыта.  Часто это выражается в определении сознания через ощущение “каково это быть”, сформулированном в известной статье Т. Нагеля “Каково быть летучей мышью?”. Имеется ввиду субъективный характер опыта, т.е чтобы понять, каково быть летучей мышью, нужно быть этой мышью, а человек, несмотря на все достижения науки, этого никогда не поймёт. На этом основании некоторые делают вывод, что «проблема соотношения разума и тела так же когнитивно закрыта для людей, как квантовая механика для зебр» (МакДжин(McGinn)).

Оказывается, эта тема не нова, полтора века назад Ф. Энгельс, разбирая ее, использовал вместо примера летучей мыши с ее своеобразными органами эхолокации, муравья с его специфическими органами химической рецепции. Рассматривая возможность объективного научного познания восприятия муравьем этих химических сигналов, чувственно не доступных нам самим, Энгельс не видел никакой проблемы в невозможности «побыть муравьём» - можно объективно изучать коммуникацию муравьёв, не прибегая к данным их субъективного опыта.

  Для прояснения своей позиции в этом вопросе Анохин предлагает рассмотреть два способа понимания субъективных явлений: зеркальный и научный.

Зеркальное познание характерно для социальных организмов. В его основе лежит способность одной когнитивной системы сопереживать психологическое состояние другой родственной ей системы за счет резонансной активации в своем когнитивном аппарате элементов, зеркальных по отношению к активированным когнитивным элементам второй системы. Проблема в том, что для работы этого способа необходимо совпадение когнитивных структур и элементов двух субъектов по познаваемому параметру, что, зачастую невозможно даже у представителей одного вида: «Я не только не знаю, каково это быть летучей мышью, я даже не знаю, каково это быть моей женой».

Научное познание не требует непосредственного чувственного или сочувственного доступа к объекту исследования.  Понять в этом случае означает «понять эмпирическую закономерность как логическую необходимость» (Эйнштейн). Применительно к естественнонаучному пониманию сознания это означает нахождение теорией таких основополагающих принципов, из которых с неизбежностью следуют факты субъективности, ощущений “каково это быть”. Звучит авторитетно, но возможно ли, действительно, «найти принципы, из которых с неизбежностью следуют факты» - большой вопрос!

Естественно, Анохин выступает адептом научного познания, находя у познания зеркального массу изъянов: ограниченность; не универсальность; отсутствие объяснительной силы при решении «трудной проблемы» сознания; бесполезность для систем, устройство и эволюция которых отличаются от нашей.

Поэтому, в итоге для организмов, обладающих сознанием, мы можем выделить пять принципиальных вопросов, на которые должна ответить объясняющая его научная теория:

1.       Каковы функции сознания?

2.       Как сознание формируется в эволюции?

3.       Как сознание созревает в ходе эмбриогенеза?

4.       Как сознание развивается в процессах обучения?

5.       Каково устройство сознания?

В совокупности они образуют то, что можно было бы назвать “циркулярной ловушкой” феномена сознания, в которой решение каждого из вопросов зависит от ответа на предыдущий, а последний всегда замыкается на первый.

Действенная теория сознания обязана охватить весь цикл вопросов в целом – другого способа выхода из циркулярной ловушки просто не существует. Это одно из самых сложных требований к теории сознания. Если теория терпит неудачу на каком-то одном из этапов этого цикла, она не может полноценно объяснить и последующий, а это значит, что она не может, по существу, объяснить ничего.

 

В чём состоит «фундаментальность» фундаментальной теории сознания?

По самому названию фундаментальная теория объясняет явления, которые не сводимы ни к каким другим более простым (т.е. фундаментальные явления).

На существо этих явлений имеются две кардинально различные точки зрения.

Первая из них и утверждает, что в фундаментальной теории сознания субъективный опыт должен быть понят как несводимая сущность, заложенная на самом глубоком физическом уровне, подобно таким свойствам, как время, масса и пространство. Согласно одному из сторонников такой точки зрения Д. Чалмерсу, такая “теория сознания будет иметь больше общего с теорией физики, чем с теорией биологии. Биологические теории не включают в себя никаких фундаментальных принципов, поэтому биологическая теория имеет определенную сложность и беспорядок; но теории в физике, поскольку они имеют дело с фундаментальными принципами, стремятся к простоте и элегантности”. Сторонники такого подхода, как правило, разделяют ту или иную из версий панпсихизма (Чалмерс, Тонони, Кох). Элементарными формами субъективного опыта и определенным уровнем сознания должны, согласно этим теориям, обладать протоны и нейтроны (Кох), фотодиоды (Тонони), термостаты (Чалмерс).

Анохин выступает за иной подход, вот его тезисы:

1. В ходе эволюции возникают новые уровни структурной организации материи, имеющие свойства и качества, не объяснимые в терминах чего-либо более простого. В этом смысле эти сущности являются фундаментальными для данного уровня.

2. В составе эволюционирующей организации данного уровня имеются принципы, которые при достаточном времени их действия способны привести к возникновению систем более высокого уровня с их новыми фундаментальными свойствами и качествами.

 

Принципиальная разница с первым подходом состоит в том, что первые принципы создаваемой теории принадлежат сугубо биологическому уровню. При достаточном времени, они неизбежно приводят к возникновению нередуцируемой специфики когнитивных систем и субъективных явлений. Таким образом, Анохин исключает из рассмотрения теории сознания, аппелирующие к физике (Бешкар(Beshkar)), необычной физике (Пенроуз(Penrose)) и выходящие за пределы физики (Экклз(Eccles)).

В итоге, Анохин предлагает ввести пятибальную шкалу для оценки успешности теорий сознания в ответах на сформулированные выше вопросы, начиная от 0 – теория не упоминает данный вопрос, до 5 – теория предлагает решение и делает с его помощью предсказание. Результаты оценки объяснительной силы той или иной теории он предлагает нанести на круговую диаграмму, каковую он, в итоге, и построил для каждой из рассматриваемых ниже теорий.

 

Нейронаучные теории сознания

 

Анохин выбрал для анализа четыре «наиболее влиятельных» теории с целью выявить пробелы, которые необходимо преодолеть в ходе разработки новой теории.

 

Теория селекции нейронных групп (ТСНГ)

 

Это, по мнению Анохина, наиболее разносторонняя и детальная из разбираемых теорий. Она предложена Эйдельманом в 1978г. В исходной работе Дж. Эдельман предложил принцип соматического отбора нейронных групп в головном мозге, обеспечивающий пластичность мозга при взаимоотношениях организма с окружающей средой (Edelman, 1978). При этом он отметил сходство этой модели с принципами селекции в иммунной системе. В основу теории были положены три принципа:

(1)      отбор в развитии, (2) отбор на основе опыта и (3) сигнализация путем повторного входа.

Единицами отбора в мозге, согласно теории, являются нейронные группы – совокупности от сотен до тысяч нейронов, действующих в нервной системе как функциональные единицы. Отбор в развитии приводит к формированию первичного ассортимента таких нейронных групп в головном мозге, отбор на основе опыта при водит к формированию из них вторичного ассортимента, а механизм повторного входа обеспечивает пространственно-временное увязывание активности этих сформировавшихся нейронных групп при взаимодействии организма с окружающим миром и является нейробиологической основой для возникновения состояний или “сцен” сознания.

Теория утверждает, что основой состояний сознания является особый нервный процесс повторного входа. Согласно ТСНГ повторный вход характеризуется постоянным двунаправленным обменом сигналами вдоль реципрокных аксональных волокон, связывающих две или более области мозга. Это позволяет широко распределенным в мозге группам нейронов достигать интегрированного и синхронизированного возбуждения, которое и является основой сознания. Предполагается, что эти процессы фазной повторной сигнализации связывают нейронные сети сенсорных задних областей коры, осуществляющих перцептуальную категоризацию, с передними областями и лимбическими структурами, поддерживающими ценностные категории организма. Позже теория была расширена и включила гипотезу “динамического ядра” (dynamic core), которая описывает таламокортикальную область мозга как функциональный кластер – интеграционный центр сознания. Взаимодействие между различными нейронными группами в динамическом ядре определяет осуществляемые им высокопорядковые дискриминации – качественную природу сознательного опыта.

 

Теория нейронных коалиций (ТНК)

 

ТНК была предложена Ф. Криком и К. Кохом как теория нервных коррелятов сознания. Согласно этой концепции, многие типы нейронов коры головного мозга, как возбуждающие, так и тормозные, образуют кратковременные объединения, члены которых поддерживают друг друга тем или иным образом, увеличивая активность своих нейронов-собратьев. Победившая коалиция приобретает некоторую устойчивость и воплощает в себе содержание сознания. Согласно теории, такие нейронные коалиции могут различаться по размеру и характеру. Так, нейронная коалиция, генерируемая зрительным воображением с закрытыми глазами, может быть менее обширной, чем коалиция, создаваемая ярким и устойчивым зрительным входом. Коалиции во сне могут несколько отличаться от коалиций, формирующихся во время бодрствования. Чтобы конкретный признак мог достичь осознания, нейронная активность составляющего его узла должна достичь надпорогового уровня. Это маловероятно, если она не становится членом общей успешной коалиции.

 

Теория глобального нейронного рабочего пространства (ГНРП)

 

Согласно теории ГНРП, сознание – это общемозговой процесс распределения и совместного использования информации (Dehaene, Changeux). При этом субъективное состояние определяется устойчивым возбуждением на несколько сот миллисекунд коалиции из подмножества нейронов рабочего пространства. Данные нейроны кодируют разные аспекты субъективного образа, которые составляют единое интегрированное целое за счёт синхронизирующего воздействия нейронов префронтальной коры, имеющих длинноаксонные нисходящие проекции в сенсорные области в задней части. Состояние сознания возникает нелинейным образом, называемым в теории “воспламенением” (ignition). “Воспламенение” характеризуется внезапной когерентной активацией подмножества длинноаксонных нейронов рабочего пространства, кодирующих текущее содержание сознания. Под осознанием определенной информации подразумевается то, что она достигла уровня обработки в мозгу, на котором ею можно поделиться.

 

Теория интегрированной информации

 

Теория интегрированной информации (ТИИ) была предложена Дж. Тонони. В отличие от других перечисленных здесь теорий, берущих начало либо от нейронауки, либо от психологии, ТИИ исходит из фактов чистой феноменологии, обозначаемых в теории как аксиомы сознания. Теория выделяет пять таких аксиом, исчерпывающе описывающих, по утверждению Дж. Тонони, любое явление субъективного опыта. Для этих аксиом в теории формулируются соответствующие им постулаты – утверждения об устройстве физических механизмов, определяющих указанное феноменологическое свойство и в совокупности необходимых и достаточных для реализации любого из субъективных состояний. Таким образом, согласно ТИИ, каждое из качеств сознания имеет в основе соответствующий физический субстрат сознания (ФСС), определяемый как совокупность элементов, называемых «комплексом», задающих внутреннюю причинно-следственную структуру определённой и максимально несводимой формы – «концептуальную структуру». Центральный тезис ТИИ – утверждение, что субъективный опыт идентичен концептуальной структуре. Почему ТИИ называется именно теорией интегрированной информации? Потому, что она отождествляет содержание сознания с интегрированной (внутренней) информацией, которая в свою очередь тождественна введённому понятию концептуальной структуры. ТИИ утверждает, что концептуальную структуру (внутренняя информация) невозможно передать через канал связи (как внешнюю или Шенноновскую информацию), поскольку ее информационная емкость превышает пропускную способность любого канала. Поэтому, сознательная информация согласно ТИИ – это не то, что может передаваться из одной части мозга в другую, как это постулируется, например, в теории ГНРП. ТИИ делает при этом глобальные выводы о сознании в природе, в частности, заключение о возможности существования сознания у неорганических систем, таких как фотодиод, или у простых двумерных решеток из большого числа физических элементов. По словам Анохина, ТИИ «объясняет нечто, но это вовсе не то, что подразумевается под сознанием другими исследователями или соответствует общечеловеческому пониманию этого феномена».

 

Теория когнитома К.Анохина

 

Анохин в своей работе обстоятельно критикует рассмотренные выше нейронаучные теории сознания сквозь призму разработанных им критериев. У каждой из них он находит массу недостатков и противоречий, делая, в итоге, вывод, что ни одна из теорий не удовлетворяет всем ключевым требованиям. Что, собственно, и побуждает его выдвинуть свою теорию, названную им теорией когнитома.

Основным недостатком рассмотренных теорий является нерешённый вопрос «кто?» - кто тот «когнитивный агент», осуществляющий ментальные, сознательные процессы и интерпретирующий значение восприятия? Концептуально, все нейронаучные теории сталкиваются с проблемой гомункулуса, маленького человечка, обитающего в пространстве мозга. Именно он, якобы, необходим для наблюдения за происходящим и отвечает за осознанность. Теории с разной степенью успеха пытаются «изгнать гомункулуса из нервной системы». Например, теория ТСНГ идёт путём анализа анатомических областей и физиологических процессов нервной системы и оперирует понятиями возбуждения нейронных групп, корреляции клеточных сигналов в слоях, полотнах и нейронных цепях коры, таламических ядер, стриатума, гиппокампа, других подкорковых структур, активности в связывающих их нейронных проекциях. И не находит его нигде! Отсюда следует вывод: «На самом деле тем, что движет индивидом и ментальными реакциями, является подлежащая нервная активность».

Анохин не согласен с таким способом решения проблемы «кто», считая, что проблема “кто” не решается ни изгнанием гомункулуса из нервной системы, ни запретом на использование психологических понятий при описании операций мозга, ни сведением психологических процессов к нейрофизиологическим. “Кто” – это не просто совокупность анатомических структур и физиологических процессов центральной нервной системы. “Кто” – это новый фундаментальный уровень существования биологических систем, поднимающий их до категории когнитивных систем. Проблема “кто” может быть действенно решена только реконструкцией этого пути, проделанного природой – логическим выведением специфических структур и процессов субъективного уровня из закономерностей эволюции, индивидуального развития и поведенческих операций нервной системы у адаптирующихся биологических организмов.

Итак, мы имеем две разные парадигмы. Одна – распространенное сегодня объяснение сознания и субъективных процессов на языке анатомии и физиологии мозга, а также методологически связанный с этим поиск нервных коррелятов сознания. Вторая – поиск теории особой высокоуровневой организации мозга и протекающих в этой структуре специфических процессов, которые составляют фундаментальную нередуцируемую сущность когнитивных систем. Разница между двумя подходами - принципиальная, хотя, по словам Анохина, она "нелегка для понимания и ускользает от восприятия порой даже выдающимися исследователями". 

Разницу между двумя подходами он иллюстрирует конкретным примером - принципиальным различием парадигм физиологии высшей нервной деятельности и теории функциональных систем.

Методологической основой физиологии высшей нервной деятельности выступало прямое соотнесение психологических понятий с классическими рефлекторными физиологическими процессами, а ее концептуальной основой – их отождествление. И.П. Павлов считал, что “здесь имеется полное слитие, полное поглощение одного другим, отождествление”. Поведение организмов при этой логике определялось не будущими событиями психологического уровня – целями, а прошлыми событиями физиологического уровня – стимулами из внутренней и внешней среды.

Альтернативой опоры на аналитическую физиологию в объяснении субъективного опыта стала разработанная дедом К.В.Анохина, П.К.Анохиным, в середине прошлого столетия теория функциональных систем: 

Функциональной системой мы называем всякую организацию нервных процессов, в которой отдаленные и разнообразные импульсы нервной системы объединяются на основе одновременного и соподчиненного функционирования, заканчивающегося полезным приспособительным эффектом для организма. … Одни из них охватывают огромные комплексы процессов нервного и гуморального характера, как например, дыхательная система, другие сведены до незначительного движения одним-двумя пальцами по направлению к какому-либо предмету.

Разработанная В.Б.Швырковым системно-эволюционная теория применила принципы функциональных систем к экспериментальному изучению клеточных основ субъективного опыта. Основным итогом этих исследований стали данные, что отдельные нейроны различных областей мозга животных специализированы относительно не каких-либо отдельных физиологических или психологических функций, а целостных элементов субъективного опыта. Это в частности означало, что изучение подобных нейронных специализаций может служить методом объективного изучения структуры субъективного опыта, а анализ активности нейронов с известной специализацией – объективным методом изучения его динамики (Швырков, 2006).

Свою задачу Анохин видит в построении новой теории мозга, которая описывает качественно специфический уровень его организации и когнитивного функционирования, не сводимый к традиционным понятиям нейроанатомии и нейрофизиологии. Опираясь на эту новую теорию, заново переформулировать традиционные вопросы проблемы “сознание и мозг”, соотнося теперь все субъективные феномены не с физиологическими процессами в нейронной сети – коннектоме, а с когнитивными процессами в составляющей максимальную сущность мозга нейронной гиперсети – когнитоме.

В самой рассматриваемой работе нет подробного изложения новой теории, Анохин лишь пообещал в будущем представить её отдельной работой. Пока я среди его публикаций такой работы не нашёл. В общих чертах он обрисовал свои мысли в недавнем (июль 2022) интервью «Коммерсанту».

Прежде всего, Анохин считает, что мозг устроен не совсем так, как думали до сих пор. Мозг не только не является компьютером, но он также и не гигантская нейронная сеть, как считается последние полтора века. Описание мозга как нервной сети охватывает только его нижний этаж, не позволяющий понять ни психику, ни сознание. Теория утверждает, что, хотя сегодня мы видим мозг «одноэтажным», в действительности в нем существует «второй этаж», который и составляет его уникальную сущность. Этот высший этаж состоит совсем из других элементов, чем нервные клетки и их связи, и имеет совершенно иную структуру, чем нервная сеть. Главными компонентами высшего устройства мозга являются не нейроны и «провода» между ними, а особые клеточные когнитивные группы, или коги, каждая из которых образует неделимое целое и составляет единичку нашего знания, нашего опыта. Такие группы клеток, по Анохину, реально существуют, но лишь в последнее время у нейрофизиологов появились средства их изучать:

… теперь мы можем увидеть их, смотреть, как они загораются, когда мозг начинает мыслить ими. Более того, мы можем современными нейробиологическими методами избирательно пошевелить какую-то из этих групп и вызвать субъективное состояние, которое она кодирует. Такие коги и есть элементарные кусочки нашего «я», и в мозге они связаны друг с другом в единую систему — когнитом.

Для популярного объяснения своей теории Анохин приводит аналогию генов и генома. Гены кодируют определённые свойства и признаки, а геном, как совокупность генов, определяет целостность и уникальность всего организма. Коги, аналоги генов, составляют единичку нашего знания, опыта, а когнитом, как совокупность когов – и есть наше сознание во всей его полноте. При всей внешней привлекательности такой аналогии, возникает масса вопросов: свыше 90% генома человека составляет «мусорная ДНК» (junk DNA), которая ничего не кодирует, а работа (экспрессия) кодирующих признаки генов критически зависит от эпигенетических (не связанных с геномом) факторов. Так что, расшифровка генома не ответила на все вопросы, а поставила много новых – вместо генетики пришлось заниматься эпигенетикой. Есть ли в когнитоме «мусорные коги»? И какие факторы заставляют коги «экспрессироваться»? В отличие от фиксированного набора генов, данных каждому при рождении, коги, как я понимаю, нарабатываются в процессе приобретения индивидуумом субъективного опыта, и затем их конфигурация всё время меняется, реагируя на изменение этого опыта. Скажем, пенсионеру незачем удерживать когнитивный паттерн впечатлений от манной каши с комочками, которой его кормили в детском саду. В этой связи (опять же, в отсутствии деталей теории) возникает сомнение – не описывают ли коги и когнитом лишь механизмы долговременной памяти, которая, конечно же, есть часть сознания (как субъективного опыта), но далеко его не исчерпывает?

Другая яркая аналогия Анохина – когнитом есть гиперсеть из нейросетей, также требует разъяснений. Если уж обращаться к информатике, то там оперируют чётко разграниченными понятиями software (программное обеспечение) и hardware («железо»). И да, можно написать программу, заставляющую параллельно работать тысячи отдельных процессоров над единой задачей (принцип суперкомпьютера). Это, по-видимому, то что имеет в виду Анохин. А вопрос в том, что представляет собой когнитом – сам суперкомпьютер (т.е. железо, исполняющее программу, какой бы сложной ни была его архитектура) либо программу, заставляющую его работать? Если железо, то это всего лишь ещё одна физикалистская теория, как бы Анохин не говорил об обратном, а если программа – то мы приходим к панпсихизму: ведь программа отдельна от железа и введена в него извне. Третий путь, который предлагает в рамках такой аналогии Анохин, состоит в том, что процессоры в ходе эволюции научились сами вырабатывать программу для своей скоординированной работы и гибко её настраивать в ходе этой работы. SkyNet какой-то, по моему, получается. Теоретически мыслимо, как и создание сильного ИИ, но маловероятно.

 

Анохин или Чалмерс? Физикализм, панпсихизм или третий путь?

Главная ценность обзорной статьи К.Анохина – детальный анализ одного из двух подходов к объяснению сознания -  физикализма. Альтернативный подход, условно, -  панпсихизм. Причём, сам Анохин, не принимая оба этих подхода, пытается предложить некий третий путь. Насколько обоснованно? Давайте разберёмся.

О физикализме я уже подробно писал ранее. Если кратко, физикалистский подход основан на убеждении, что сознание есть прямая производная мозга и происходящих в нём процессов, поэтому для объяснения сознания следует искать его «нервные корреляты».  Анохин считает такой подход бесперспективным, и я с ним в этом полностью согласен.  Хотя ущербность физикалистского подхода почти очевидна, аргументы против этого подхода продолжают приводить многие учёные, занимающиеся проблемой сознания. Наиболее известны системно сформулированные аргументы Чалмерса, которые подробно разобраны, например, здесь. Это достаточно сложные логические построения, основанные на мысленных экспериментах (например, о «мыслимости философского зомби»), поэтому для физиков (не философов), они вряд ли будут доказательными (здесь полная аналогия с логическим обоснованием существования Бога). Гораздо проще, на мой взгляд, опровергнуть физикализм очевидными соображениями: нигде в мозге не найдено нейронов (или групп нейронов, коалиций и т.п.), которые конкретно отвечают за желание Васи выучить японский язык в следующем году либо за пламенную страсть Пети к Маше, а не к Даше. Да, нейробиологи могут (или пытаются) объяснить способность мозга интегрировать информацию, давать вербальные отчёты о ментальных состояниях, способность к интроспекции и волевому контролю над поведением и т.п. Но это всё, по Чалмерсу, «лёгкие» проблемы сознания. Настоящей, «трудной» проблемой является объяснения субъективного опыта, т.е. «каково это быть Васей, Петей, летучей мышью и т.д.». И здесь физикализму предложить нечего!

Альтернативой ему считается точка зрения, что сознание не является физическим процессом и поэтому должно быть объяснено нередуктивно, т.е. без однозначной привязки к конкретным нейрофизическим процессам. Здесь возможны несколько вариантов. Например, рассмотренные мной ранее информационные модели сознания, предложенные Дубровским, Чалмерсом, Кохом. Ещё одним вариантом является изложенная выше теория интегрированной информации (ТИИ), хотя мне она представляется излишне абстрактной и запутанной (на что прямо указывает и Анохин). ТИИ, в конечном счёте, приводит к тем же фундаментальным выводам, что и другие теории данного рода. Квинтэссенцию этих выводов сформулировал Кох:

Я верю, что сознание - это фундаментальное, элементарное свойство живой материи. Оно не может быть получено ни из чего другого; в терминах Лейбница, это простая субстанция.

Как следствие, сознанием могут обладать неорганические системы: двумерные решетки простых физических элементов (ТИИ, Тонони), фотодиод (Оизуми, Кох), термостат (Чалмерс). Такая позиция отвечает той или иной разновидности панпсихизма – представлению о том, что сознание «разлито» в окружающей нас Природе (Кох):

Как только вы предполагаете, что сознание реально и онтологически отличается [т.е. существует отдельно] от своего физического субстрата, тогда это простой шаг к выводу, что весь космос наполнен чувством. Мы окружены и погружены в сознание...

Адепты этого подхода считают, что физикализм (=материализм) «ложен в своих онтологических принципах» (Чалмерс). На прямой вопрос о сущности сознания – материально оно или идеально? – эти самые адепты не дают однозначного ответа. Например, Чалмерс исповедует дуализм свойств. Согласно дуализму свойств, существует лишь одна субстанция — физическая, вместе с тем она обладает двумя видами несводимых друг к другу свойств, а именно: свойствами ментальными и физическими. Физические свойства понимаются как фундаментальные свойства, которые исследует претендующая на полноту теория физики. По мнению Чалмерса, хотя сознание является нефизическим, оно определенным образом соотносимо с происходящими в мозге процессами; психофизические же законы призваны объяснить корреляцию между сознательным опытом и этими процессами. Таким образом, в понятии «сознание» он выделяет два аспекта: феноменальный и психологический. Феноменальный аспект характеризуется тем, как сознание чувствуется, а психологический – тем, что оно делает. Чалмерс предлагает зарезервировать термин «сознание» (“consciousness”) за феноменальным сознанием, а для психологического сознания воспользоваться термином “осведомлённость» (“awareness”).

Логику, с неизбежностью приводящую к панпсихизму, изложил британский философ Г.Стросон (Strawson):

• во вселенной существует только одна абсолютная реальность;
• психические явления представляют собой составную часть этой единой реальности, то есть представляют собой физические явления;
• психические явления не могут возникнуть из материи, лишённой психических свойств;
• следовательно, единая реальность и все вещи являются экспериенциальными (от experience – опыт), то есть обладают психическими свойствами.

Можно ли обнаружить эти психические свойства физическими приборами? Финский нейробиолог А.Ревонсуо считает, что пока не созданы приборы, позволяющие обнаруживать сознание, поэтому, панпсихизм останется философской концепцией, а не тестируемой научной гипотезой.

Итак, из приведённых выше соображений следует, что главной проблемой для всех не «панпсихических» теорий сознания является объяснение «спонтанного» возникновения сознательной материи из несознательной: если эмбрион не имеет сознания, а новорождённый младенец его имеет, то онтогенетический механизм возникновения сознания остаётся неясным. Тот же Стросон считает, что физикалисты должны рассматривать возникновение сознания из лишённой сознания материи в процессе эмбриогенеза как чудо.

Позиции сторон ясны, что нового готов предложить Анохин? Он, по его словам, пытается строить теорию «особой высокоуровневой организации мозга и протекающих в этой структуре специфических процессов, которые составляют фундаментальную нередуцируемую сущность когнитивных систем». Тем самым он пытается адаптировать к такой сложной системе как мозг теорию «эмерджентности», т.е. представление о том, что некое качество (в данном случае сознание) возникает (emerge) на какой-то стадии развития материи, полностью лишённой этого качества на более ранних стадиях. Эта теория работает во многих областях – химия (композитные материалы), метеорология (ураганы), различные физические самоорганизующиеся системы.

Он пытается выйти за рамки физикализма, вводя в рассмотрение «коги», «клеточные когнитивные группы, каждая из которых образует неделимое целое и составляет единичку нашего знания, нашего опыта». Мне трудно судить, насколько эта идея отличается от тех же «нейронных коалиций» в теориях ТНК и ГРНП или комплексов нейронов в ТИИ. На мой взгляд, их функционал очень похож. Подробного изложения его теории я не нашёл, поэтому мне трудно оценить утверждение Анохина, что такие «коги» реально существуют и экспериментально исследуются. Хотя он оговаривается, что подобные эксперименты инвазивны и проводятся только на животных, которые, очевидно, вряд ли могут рассказать исследователям о своём субъективном опыте.

Итак, идея Анохина о том, что сознание возникает как «второй этаж» мозга, своеобразная надстройка над ним, гиперсеть из нейросетей как в процессе эволюции (филогенез), так и в процессе эмбрионального развития (онтогенез), не вызывает у меня энтузиазма. По сути, он предлагает расширенную версию физикализма. Хотя сам он совершенно разумно формулирует вопросы, на которые должна отвечать фундаментальная теория сознания, его  теория когнитома, в опубликованной версии, на эти вопросы не отвечает. Главным образом, для меня остается неясным, как исследование сознания «объективными научными методами» позволит преодолеть барьер субъективности опыта, т.е. позволить понять «каково это быть летучей мышью», не будучи этой самой мышью. И чем он может возразить Томасу Нагелю, утверждавшему, что «нередуцируемой чертой реальности является субъективность сознания, без которого мы не смогли бы заниматься физикой или чем бы то ни было, и в любом заслуживающем взгляде на мир оно должно занимать столь же фундаментальное место, как материя, энергия, пространство, время и числа»?

 

Итоговые замечания

 

1.  В рассмотренном обзоре К.Анохина содержатся ценные методические соображения о принципах построения фундаментальной теории сознания, а также критерии, по которым такую теорию следует оценивать.

2. Сквозь призму этих принципов и критериев рассмотрены четыре популярные нейронаучные теории, три из которых отвечают установкам физикализма, а теория интегрированной информации (ТИИ), по сути, основана на панпсихических представлениях. Ни одна из рассмотренных в обзоре теорий не отвечает в полной мере предложенным Анохиным критериям.

3. Для меня стало примечательной новостью утверждение Анохина о том, что современная нейронаука признаёт существование сознания не только у млекопитающих, но и у птиц, головоногих моллюсков. Из чего следует, что проблема поиска «нервных коррелятов» сознания не должна ограничиваться топографией мозга млекопитающих, что ставит под сомнение смысл такого поиска в принципе. Это обстоятельство и явилось одним из побудительных мотивов к разработке теории когнитома, свободной от догматов физикализма.

4. Основной водораздел между нейронаучными (физикалистскими) и панпсихическими (развиваемыми в рамках аналитической философии сознания) теориями сознания лежит в оценке утверждения, что сознание – отдельная от мозга сущность. Физикалисты это отрицают, а панпсихисты – признают.

5. Анохин считает, что такое противопоставление контрпродуктивно: физикализм он считает бесперспективным, а признать сознание фундаментальным свойством, наряду с материей и энергией – не готов. Поэтому, он выдвигает, в рамках эмерджентного подхода, теорию когнитома, как некоей надстройки над мозгом, вместилище разума или гиперсети из нейросетей. Фактически, это продвинутый вариант физикализма, в котором нет прямого соответствия между группами нейронов и определёнными составляющими сознания, а есть представление о мозге как сложной самоорганизующейся системе, вышедшей в процессе эволюции на качественно новый уровень организации и когнитивного функционирования, не сводимый к традиционным понятиям нейроанатомии и нейрофизиологии. Строго говоря, если внимательно перечитать предыдущий пункт, никакого «третьего пути» Анохин не придумал – его теория физикалистская.

6.  Как и подавляющее большинство нейронаучных теорий сознания, теория когнитома Анохина целиком опирается на научный метод познания, который, в его интерпретации, сводится к объективному исследованию субъективных факторов. Применительно к естественнонаучному пониманию сознания, это означает нахождение теорией таких основополагающих принципов, из которых с неизбежностью следуют факты субъективности, ощущений “каково это быть”. У меня плодотворность такого подхода к изучению субъективного опыта вызывает большие сомнения.

7. Аналогии, которые использует Анохин для иллюстрации своей теории когнитома – ген и геном, гиперсеть из нейросетей, вызывают у меня больше вопросов, чем проясняют ситуацию. Поэтому, для того, чтобы составить взвешенное мнение о теории Анохина, следует дождаться развёрнутой публикации, содержащей описание экспериментальных методов исследования когов и проясняющей вопросы об их структуре и физической природе.