Российские ученые готовы решить загадку возникновения сознания

Компьютерная модель активности мозга. Иллюстрация с сайта www.nibib.nih.gov

Название очередного заседания междисциплинарного научно-теоретического семинара «Философско-методологические проблемы искусственного интеллекта» звучало интригующе: «КОГНИТОМ: материя сознания». С сообщением на эту тему выступил член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор МГУ им. М.В. Ломоносова, Института нормальной физиологии им. П.К. Анохина Константин Анохин.

Крик против Гуссерля

Крупнейший отечественный биофизик Лев Блюменфельд однажды шутливо заметил: «Живая материя – самый интересный предмет исследования для живой материи, способной к исследованию». Но на пути к такому исследованию есть один логический капкан – как работающий мозг, «производящий» сознание, может описать собственные механизмы этого «производства». И попадают в этот капкан все, кто занимается проблемой сознания. Константин Анохин предлагает свой вариант, как освободиться из него.

«Основной вопрос философии – проблема сознания, – отмечает Анохин. – Тем не менее меня интересуют эти вопросы как экспериментатора-нейробиолога. Философы всегда обвиняют нейробиологов – те, мол, сводят проблему сознания до нейрофизиологических феноменов. Между тем естественно-научные исследования мозга всегда были популярны в России».

И действительно. Например такой авторитет, как Эдмунд Гуссерль, выстраивает мощную философскую оппозицию подходу, заявленному Анохиным. «Существование природы, – приходит к выводу Гуссерль в одной из своих работ, опубликованной еще в 1950 году, – не может обусловливать существования сознания, – ведь она сама выходит наружу как коррелят сознания; природа существует, лишь конституируясь в упорядочиваемых взаимосвязях сознания».

Чтобы разрешить эту методологическую коллизию, Анохин предлагает новый термин когнитом (материя сознания) – структура, в которой протекают физиологические процессы, в том числе и сознание.

«Сознание может и должно быть выведено из теории мозга, особенно в эволюционном ряду, – уверен Константин Анохин. – Еще Фрэнсис Крик (один из первооткрывателей структуры ДНК) в свое время пришел к убеждению: вопрос о сознании созрел для экспериментального изучения».

Идея, что называется, носилась в воздухе… В феврале 2017 года в журнале Nature появилось сообщение, что группа нейробиологов под руководством Кристофа Коха нашла свидетельства того, что одна из структур мозга, клауструм, может порождать сознание. Ученые обнаружили в этой структуре гигантский нейрон, который обволакивает своими отростками весь наружный слой мозга и опосредует взаимодействие между различными его областями. Клауструм (ограда) представляет собой тонкую пластинку из серого вещества, находящуюся под корой больших полушарий в глубине белого вещества. По предположению Фрэнсиса Крика и Кристофа Коха, она может играть важную роль в работе сознания.

И вот Константин Анохин заявляет, что отдел нейронаук национального исследовательского центра «Курчатовский институт», которым он руководит, поставил себе задачу через семь лет создать такую теорию мозга, которая логически давала бы объяснение важнейшему когнитивному феномену – сознанию. Методологические подходы, которые ученые намереваются в этой работе использовать, Анохин и попытался изложить на заседании научно-теоретического семинара «Философско-методологические проблемы искусственного интеллекта».

Мозг всему голова

Насколько можно было понять «со слуха», эти подходы сводятся к следующему.

Когнитивные системы (К-системы, КС) формируются из морфогенеза. К-системы – это критический переход в процессе эволюции. Это и есть когнитом. Один агент обладает одной КС. Никогда не существовало двух одинаковых КС.

Заметим, что Константин Анохин опирается на уже хорошо разработанное понятие. Так, известный чилийский нейробиолог Умберто Матурана в работе «Биология познания» (1970) отмечал: «Когнитивная система – это система, организация которой определяет область взаимодействий, где она может действовать значимо для поддержания самой себя, а процесс познания – это актуальное (индуктивное) действование или поведение в той области. Живые системы – это когнитивные системы, а жизнь как процесс представляет собой процесс познания. Это утверждение действительно для всех организмов как располагающих нервной системой, так и не располагающих ею».

Соответственно, по Анохину, К-процессы могут протекать только внутри когнитивных систем. Если мы хотим понять сознание, мы должны начать с изучения структур, в которых протекают эти процессы…

То есть фактически Анохин сознательно и последовательно делает акцент на проблеме биологических основ сознания, нейрофизиологических основ психики. Конечно, всё это – создание теории мозга – немного напоминает изучение мыслящего океана планеты Солярис из одноименного знаменитого романа Станислава Лема. Польский философ и фантаст придумал и название соответствующей отрасли научного знания – соляристика.

В поисках когнитивных элементов, порождающих сознание, активность мозга отслеживают в режиме реального времени. Фото автора

Константин Анохин – авторитетный специалист в области исследования процессов памяти. Вот и экспериментальное изучение сознания (когнитома), по его мнению, возможно через память: «Память не только процесс, но и результат. Память – это структура. Поэтому память можно использовать и когда этот процесс закончился – по структурным основаниям. Наш субъективный опыт, который хранится в памяти, можно рассматривать как следы процессов сознания».

Как можно описать любой мозг? «В терминах сети, – уверен Анохин. – Любая КС может быть описана в сетевых терминах. Сознание – это сеть сетей, гиперсеть. КС все время существует, даже когда человек спит или теряет сознание. Человек все время просыпается тем же человеком. Уходит лишь определенный вид информационного трафика».

Вообще-то «определений», что такое сознание, существует огромное количество. Например, такое: «Само сознание можно было бы определить как постоянное, неразрешимое противоречие между мозгом как наблюдателем самого себя и мозгом как предметом наблюдения». Принадлежит оно двум ученым – Фредерику Тернеру (Школа искусств и гуманитарных наук Университета Техаса, США) и Эрнсту Пёппелю (Институт медицинской физиологии Университета Мюнхена, ФРГ).

Но, кажется, именно это разнообразие и заставляет здесь брать слово «определение» в кавычки: практически бесконечная вариативность превращает любую новую попытку определить, что такое сознание, в метафору. Правда, у Анохина, это, похоже, работающая метафора.

Возможно, самый интригующий вопрос в подходе Константина Анохина: как процессы переходят в структуру и каким образом появляются КС, когда еще не было К-процессов? Ответ Анохина таков: «Метаболические функциональные системы заселяют нервную сеть. Так зарождается когнитивная система. Способность запоминать – это и переводит <функциональные системы> в К-структуру. Одни функциональные системы стимулируют порождение новых функциональных систем».

При этом понятие «функциональная система» предлагается понимать в строго каноническом смысле: «Функциональная система – единица интеграции целого организма, складывающаяся динамически для достижения любой его приспособительной деятельности и всегда избирательно объединяющая на основе циклических взаимоотношений специальные центральнопериферические образования» («Большая медицинская энциклопедия», 1968)…

Элементарная частица сознания

Конечно, в одном даже самом пространном выступлении невозможно отметить все аспекты столь нетривиальной проблемы – поиск механизмов появления и функционирования сознания человека. Ведь человеческий мозг, возможно, – самый сложный объект во Вселенной: он состоит примерно из 100 млрд нейронов, и на 1 нейрон может приходиться до 104 связей; за всю жизнь мозг среднего человека усваивает 10 000 000 000 000 000 (10 квадрильонов) бит информации.

«По-видимому, неимоверная сложность мозга человека необходима не столько для непосредственного управления внутренними органами и поведением человека, сколько для построения более или менее приемлемой для выживания динамической ментальной модели физического мира, – считает психофизиолог, доктор биологических наук, профессор МГУ им. М.В. Ломоносова Александр Каплан. – Подобного рода модель, как недостроенный пазл в процессе познавательного процесса, будет буквально «притягивать» недостающие кусочки в подходящие для них места. Моменты удачного совпадения и будут теми самыми счастливыми догадками гениальных ученых, которые не требуют логического обоснования. Однако, чтобы убедить мир в правильности этих догадок, другим ученым приходится все же заниматься их логическим доказательством».

В общем, опять приходится вспоминать мыслящий океан лемовского Соляриса…

Именно поэтому и впечатляет попытка разобраться в структуре «живой материи, способной к исследованию». Анохин предлагает исследовать так называемые коги – элементарную частицу сознания.

«Любой разум – и мой, и ваш, и мыши – это структура, – поясняет Анохин. – Она состоит из некоторого количества когнитивных элементов, я в свое время обозначил их термином «коги». Часть из них у нас с вами общая, это является нашим общим видовым врожденным репертуаром, данным нам предшествующими этапами эволюции. Часть из них – это элементы, которые мы приобретали сугубо индивидуально. Все это вместе и образует наш внутренний мир. Этому внутреннему миру соответствует свой особый набор элементов во внешнем мире – воспринимаемый нами «мир вокруг нас», или умвельт, как назвал его глубокий немецкий семиотик, биолог-теоретик начала прошлого века фон Икскюль».

«КОГи (когнитивные элементы) – это все же нечто субстанциональное (как ген в ДНК) или некие семиотические фантомы?» – поинтересовался я у Константина Анохина.

«КОГ – это дуал, – поясняет профессор Анохин. – Его можно образно представить как пирамиду или как сноп. Его основание – это ког (КОгнитивная Группа – группа одинаково когнитивно специализированных нейронов). Его вершина – это ког – когнитивный элемент, то есть элемент когнитивного опыта, знания в когнитивном агенте. Этот опыт, знание возникает из совокупной функции составляющих КОГ нейронов и не находится ни в одном из них».

У российского философа и методолога Георгия Щедровицкого есть такое признание: «…Сознание буквально село на меня, в мой мозг». Кстати, упоминавшиеся уже выше исследователи Фредерик Тернер и Эрнст Пёппель отмечали: «…Любое из известных нам обусловленных временем соотношений – будь то случайность, закономерная последовательность, причинность или устремленность к цели – становится существенным лишь тогда, когда оно может уложиться в отпущенное время. Представление о том, что для всего требуется некоторое время, стало ныне тривиальным. Например, для существования электрона необходимо по меньшей мере 10–20 с (период его спина). Это так же бесспорно, как и то, что электрон должен занимать 10-10 см пространства (10-10 см – комптоновская длина волны электрона). Из всего этого следует, что объекты, описываемые исключительно как пространственно-временные отношения, могут быть не менее реальны, чем объекты материальные».

Так что вполне возможно, что афоризм Щедровицкого не просто красивая метафора и смыслы (коги) материальны и объективны. А следовательно, ими можно «заразиться»… Может быть, действительно для объяснения возникновения феномена сознания нужен некий аналог теории панспермии?

«На мой текущий взгляд, не нужен, – подчеркивает профессор Константин Анохин, отвечая на вопрос «НГН». – Нужна научная теория, из базовых принципов которой сознание будет с необходимостью закономерно возникать в ходе биологической эволюции.

Это не означает, что я не прислушиваюсь с вниманием к обсуждаемым в физике вариантам устройства Вселенной, которые могут вдруг радикально изменить наши представления о причинности, ходе времени и мире. Но пока надежной связи и опоры не вижу».

И действительно, как отмечал выдающийся российский физик, нобелевский лауреат Виталий Гинзбург, «две проблемы, на которые наука пока не дала никакого объяснения, – проблема возникновения жизни и еще большая проблема – возникновение сознания».

Через семь лет нам обещают ее решить…