Невероятная способность человека, которую не удается объяснить

Невероятная способность человека, которую не удается объяснить

Нейрофизиологи пытаются понять природу человеческого сознания, изучая клауструм — крошечную прослойку серого вещества глубоко в мозге. Несмотря на применение самых изощренных технологий, они пока не могут сказать, как “серые клетки” превращают потоки разрозненной информации от органов восприятия в яркий внутренний мир.

За оградой мозга

В 2017 году ученые из Алленского института наук о мозге (США) открыли самые длинные нейроны. Для этого они вывели особую породу лабораторных мышей, чувствительных к определенному препарату, запускавшему в организме грызунов выработку зеленого флуоресцентного белка, который окрашивал нейроны в клауструме. Таким образом исследователи увидели, как нейроны опутывают своими отростками весь мозг. Некоторые были связаны почти со всеми отделами, получающими информацию от органов чувств и ответственными за поведение.

Руководитель этого исследования Кристоф Кох предполагает, что клауструм служит источником сознания. Эту гипотезу он высказал в 2005 году в статье, написанной в соавторстве с Френсисом Криком, нобелевским лауреатом, открывшим структуру ДНК.

Крик и Кох сравнили мозг с оркестром под управлением дирижера. Музыканты могут играть и без него, но слаженности не получается, выходит какофония. На роль дирижера ученые предложили клауструм. В переводе с латыни это слово означает “спрятанный”, в русском языке принят термин “ограда мозга”.

Гигантский нейрон, опутывающий мозг мыши. Цифровая модель из десяти тысяч изображений срезов мозга

Гигантский нейрон, опутывающий мозг мыши. Цифровая модель из десяти тысяч изображений срезов мозга

Сетевой хаб

Клауструм — это тоненький нерегулярный слой серого вещества в обоих полушариях, который легко не заметить. Он находится между инсулярной корой и путаменом (базальным ядром). Обнаружен у большинства млекопитающих, но его назначение остается загадкой: из-за глубинного расположения он недоступен для непосредственного изучения.

В клауструме по сравнению с корой головного мозга нет большого разнообразия нейронов. Зато некоторые тянутся отростками во все отделы коры, считывающие информацию органов восприятия. Нейроны передают данные в клауструм и обратно, обмен информацией идет с другими отделами, отвечающими за движение, поведение, память.

Включенность клауструма в нейронную сеть, а также проходящие через него потоки информации из внешнего мира исключительны. Это подтолкнуло Крика и Коха к гипотезе о том, что клауструм служит источником сознания. Они призвали научный мир активизировать работу в этом направлении, тем более что все технологии для этого изобретены. Таким образом, феномен сознания, которым до сих пор занимались исключительно философы и психологи, оказался в центре внимания естественных наук.

Через клауструм проходят потоки информации от всех отделов коры головного мозга, он связан с участками, ответственными за память, движения

Через клауструм проходят потоки информации от всех отделов коры головного мозга, он связан с участками, ответственными за память, движения

Внутренний гомункулус

Для людей всегда было проблемой объяснить, как человек воспринимает внешний мир и формирует внутренний. Пришлось изобретать хитрые схемы, суть которых сводится к тому, что в природе существуют две субстанции — духовная и материальная.

Платон допускал особый мир идей, к которому относится и душа человека. Декарт говорил о духе, который мы воспринимаем с помощью шишковидной железы мозга.

Тех, кто доказывает, что духовный мир главнее материального, называют идеалистами. Их крайняя точка зрения состоит в том, что, кроме мира идей, мы ничего не знаем, ничего за пределами нашего сознания не существует.

Материалисты настаивают на том, что духовный мир — это результат работы мозга и наших органов чувств, воспринимающих реальный мир.

Спор идеалистов и материалистов продолжается более двух с половиной тысяч лет, и наконец в наше время появился шанс решить его с помощью научных методов.

Клауструм как место возникновения сознания — это лишь рабочая гипотеза, позволяющая проверить некоторые наблюдения научными методами. К примеру, тот факт, что человек не может разделить поток сознания на части и воспринимать их по отдельности.

Сидя в парке солнечным днем, мы осознаем все сразу и целиком: тепло, свет, яркие краски вокруг, звуки, запахи. Кто-то должен обрабатывать и объединять разрозненные электрические сигналы нейронов. Значит, в мозге есть специальный орган, к примеру клауструм, который координирует выходящие из коры головного мозга данные от каждого органа чувств и преобразует их в единый поток, наполняющий сознание.

Кристоф Кох — президент Алленского института наук о мозге (США). Более десяти лет жизни посвятил поискам нейронов сознания

Кристоф Кох — президент Алленского института наук о мозге (США). Более десяти лет жизни посвятил поискам нейронов сознания

В поисках нейронов сознания

Идея о том, что в мозге существует некая колыбель сознания, страдает серьезными недостатками. Критики этой гипотезы справедливо отмечают, что опыты по отключению сознания через стимуляцию клауструма электродами проводили только на одном пациенте-эпилептике и распространять выводы на здоровых людей некорректно. Высокая плотность рецепторов в клауструме, воспринимающих психоактивное вещество сальвинорин А, приводящее к потере сознания, — тоже не аргумент, так как они есть и в других отделах мозга.

Американские ученые наблюдали за 171 ветераном вьетнамской войны с проникающими повреждениями мозга, а также за больными после удаления опухоли мозга. Все пациенты периодически теряли сознание. Причем частота и длительность этих приступов не зависела от того, поврежден ли у пациентов клауструм.

Кох и его коллеги продолжают искать нейронные механизмы, обеспечивающие сознание. Теория, на которую они опираются, рассматривает его как побочный продукт работы такого сложного сетевого органа, как мозг.

В частности, из этой теории следует, что никакая, даже самая совершенная компьютерная программа не будет обладать сознанием. В своей последней статье в журнале Scientific American Кох заключает:

“Сознание не может быть вычислено, оно может быть только встроено в структуру системы”.

Читайте также: