Природа человеческого сознания

Сознание – та часть человеческой сущности, которая возвышает его над животным миром. В рамках естественных наук сознание определяется как высшая форма отражения окружающего мира мозгом человека. Его главным признаком является возможность формирования и передачи мыслей и образов в виде слов, текстов, математических и других символов (речь устная и письменная, или вторая сигнальная система, по Павлову). Сознание возникло в ходе антропогенеза естественным путем как закономерный результат усложнения организации живой материи мозга.

В среде философов такой естественнонаучный взгляд на природу сознания часто трактуется как “вульгарно-материалистический” или “научно-материалистический”, т.е. с подтекстом недостаточности или неполноценности материализма как самодостаточного мировоззрения. Это поощряет психологов, социологов, культурологов и прочих гуманитариев к попыткам оторвать сознание от физиологии человека, “вырвать сознание из прокрустова ложа Павловского рефлекса”. Сознание в этом случае определяется как особая сущность, вроде и не отрывающаяся от материи, но, с другой стороны, и не отождествляющаяся с ней, т.е. с оттенком идеальности. Такой подход возникает потому, что психология изучает не природу сознания вообще, а раскрывает структуру психики человека с позиций изучения личности – отдельного социального индивида.

В религии, а часто и в философии, сознание получает абсолютно идеалистическую трактовку, рассматривается как высшая нематериальная сущность, отличающая человека от всего органического мира. Фактически сознание отрывается не только от материи, но и от человека вообще, развивается идея надчеловеческого происхождения сознания. Даже если признается материальность мозга как субстрата человеческой психики, происхождение сознания трактуется как божественное (и, следовательно, непостижимое) или космическое (что также малодоступно пониманию). И только естественнонаучный подход предлагает реальные доказательства материальных основ сознания, оперируя при этом достоверными фактами.

Научное понимание проблемы сознания началось с открытия материальных основ высшей нервной деятельности. Был установлен рефлекторный механизм нервной деятельности, доказана электрохимическая природа нервных импульсов, выявлена связь сознания с сенсорными системами (органами чувств), обеспечивающими восприятие внешних сигналов, наконец, найдены материальные носители человеческой памяти. Развитие материалистического взгляда на проблему сознания имеет и глубокое философское обоснование на базе теории отражения. Остановимся подробнее на этих ключевых понятиях.

(1) Отражение как способ функционирования мозга человека

Отражение - постоянное свойство любой материи, оно возникает при взаимодействии материальных объектов, процессов, потоков информации, следствием чего является изменение каждой из взаимодействующих сторон. Если обозначить одну систему как отражающую, а другую как отражаемую, то отражение следует определить как воспроизведение особенностей отражаемой системы в структуре и свойствах отражающей системы.

Отражение, изучаемое в механике, оптике и других физических науках, называется вещественно-энергетическим (или субстратно-энергетическим). Здесь срабатывают законы сохранения массы и энергии. Отражение, изучаемое кибернетикой, теорией информации, точнее всего может быть названо информационным отражением. Очевидно, что в неживой природе отражение существует лишь как пассивный результат взаимодействия материальных систем, передача информации здесь не отделена от передачи массы и энергии, никаких структурных элементов, специализирующихся на информационном отражении, здесь нет.

В ходе эволюции материи от неживой природы к жизни и к ее наивысшей точке – возникновению человека – свойство отражения претерпело не только количественные, но и качественные изменения, проявившись в форме высшей нервной деятельности, психики, сознания.

Живые существа, в отличие от физических систем, активно используют их информационно-отражающие свойства для приспособления к внешней среде. И это достигается за счет того, что в живых организмах возникают высокоспециализированные информационно-отражательные устройства.

Ответные реакции отражения различаются у организмов разного уровня сложности. Растения, грибы и низшие животные проявляют простую ответную реакцию – движения к источнику света, движения роста, протоплазматическая раздражимость. Большинство многоклеточных животных демонстрирует сложную ответную реакцию в виде мышечных сокращений, локомоции, поведенческих актов. Это становится возможным благодаря развитию специализированных чувствительных (сенсорных) структур, нервной системы и двигательного аппарата. У высших животных и человека высокая специализация органов чувств (обоняния, осязания, вкуса, зрения, слуха) сочетается с очень разнообразными двигательными актами в форме сложного поведения.

Попадая по нервным волокнам в мозг человека, сенсорный стимул сначала приводит к образованию ощущений – субъективных (возникающих изнутри) эквивалентов объективного (внешнего) раздражителя. Например, энергия света с длиной волны 540 нм вызывает ощущение “зеленого цвета”. Человеческий мозг интерпретирует полученное ощущение на основе предшествующего опыта и сиюминутного настроения, то есть преобразует его в восприятие. Ощущение зеленого цвета может соответствовать восприятию леса, сада, хорошего летнего дня. Например, у М.Ю. Лермонтова: “И кудри виноградных лоз вились, красуясь меж дерев прозрачной зеленью листов...” Можно сказать, что восприятие формирует идеальную модель, субъективный образ объективно существующей реальности.

При этом мозг человека не просто принимает внешние сигналы от рецепторов, но существенно дорабатывает и интегрирует их. Физиологам известно, что человеческий глаз – это очень несовершенная оптическая система, значительно искажающая ход световых лучей. Если бы мы видели мир таким, каким его “рисует” наш глаз, то мы получили бы очень нечеткую, размытую цветовую картинку, насыщенную “шумовыми” радужными бликами. Зрительный анализатор мозга изменяет сигналы от рецепторов, создавая правильные образы рассматриваемых объектов.

Наш мозг преобразует сенсорные сигналы в осознанные образы почти мгновенно. За доли секунды объект опознается и определяется – желателен он или опасен. Такое быстрое распознавание обеспечивается совместной хаотичной активностью нейронов головного мозга, которая все же имеет скрытый порядок. Распределенные по мозгу ансамбли нейронов – колонки головного мозга – в ответ на минимальные стимулы резко и одновременно сменяют одну картину на другую. При этом многочисленные колонки создают дробную мозаику, которая, как высокоразрешающая видеокарта компьютера, позволяет выявлять мелкие детали и осуществлять тонкое и гибкое восприятие окружающего мира.

Но хаотичные системы, по сравнению с упорядоченными матрицами компьютера, имеют важное преимущество – они способны постоянно создавать новые и новые образы. Хаотичная активность нейронов мозга лежит в основе генерации новых идей, решения проблем, выявления ошибок. Неслучайно хаотичность работы мозга у человека значительно выше, чем у животных, и это достигается не столько увеличением числа нейронов, сколько расширением зон их контактов – синапсов.

Таким образом, отражение объективно существующих предметов и процессов в форме образного восприятия – это и есть способ функционирования мозга человека, общий механизм психических функций.

(2) Условный рефлекс – физиологическая основа высшей нервной деятельности

В ходе эволюции нервной системы уже у относительно простых животных формируется рефлекторный тип реакций организма, обеспечивающий его целостную и гармоничную деятельность. Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая с помощью нервной системы (о рефлексах и рефлекторной дуге см. также раздел 5.2). На основе рефлекторной деятельности уже у животных формируются два типа поведения: инстинктивное поведение – врожденное, обеспечиваемое безусловными рефлексами, и индивидуально приобретенное поведение, связанное с условными рефлексами. Условные рефлексы вырабатываются путем образования временных межнейронных связей при многократном подкреплении безусловного рефлекса каким-либо условным раздражителем (свет лампочки, звонок, слово и др.). Если безусловные рефлексы являются проявлением низшей нервной деятельности и обеспечивают преимущественно внутреннюю регуляцию организма, то условные рефлексы составляют основу высшей нервной деятельности (ВНД). ВНД обеспечивает психическую жизнь животных и человека, целесообразность их поведения в меняющихся условиях среды.

У человека, как и у животных, ВНД слагается из безусловных и условных рефлексов. Мы подвержены инстинктам питания, продолжения рода, самосохранения и т.п. Инстинктивны и наши эмоции, порождаемые подкорковыми структурами мозга. Эмоции отражают мир не в виде образов, а в виде чувственных состояний: страха, гнева, тоски, грусти, радости, удовольствия. Эмоции унаследованы людьми от животных в ходе эволюции как древние механизмы формирования приспособительного поведения. Эмоции “работают” на удовлетворение биологических потребностей организма, на поддержание его гомеостаза. Как и у животных, на наши инстинкты и эмоции наслаиваются условные рефлексы, приобретаемые в индивидуальном развитии. Но количество и сложность условных рефлексов у человека несравненно больше, чем у самых совершенных животных, включая высших обезьян.

Таким образом, ВНД человека отличается высочайшим уровнем сложности условно-рефлекторной деятельности, достаточным для формирования образного восприятия внешнего мира и отправления самых сложных психических функций. В некоторых обстоятельствах условно-рефлекторная деятельность мозга может даже подавлять безусловные рефлексы (например, хождение по раскаленным углям в йоге, нечувствительность к боли во время боя в восточных боевых искусствах).

Подчеркнем, что возможность распространения принципа рефлекса на всю работу головного мозга, в том числе и на высшую нервную деятельность, впервые обосновал выдающийся русский физиолог И.М. Сеченов еще в 1863 году. Он считал, что психические акты носят такой же закономерный характер, как и акты чисто нервные. Мысль, по Сеченову, – это психический рефлекс с задержанным окончанием, развивающийся по цепи ассоциативных связей. В дальнейших исследованиях академика И.П. Павлова и его школы вопросы рефлекторной деятельности мозга получили довольно глубокое теоретико-экспериментальное развитие, и сейчас не должно возникать сомнения в том, что в основе сознательной деятельности лежат нейробиологические процессы.

(3) Морфофункциональная дифференциация и интеграция мозга

Доминирование условно-рефлекторных актов в человеческой психике анатомически связано с усилением корковых отделов больших полушарий головного мозга (новая кора). В свою очередь, разрастание коры зависит от активности работающих мышц, особенно мышц руки, подчиняющихся условно-рефлекторной регуляции (по принципу обратной положительной связи). Именно поэтому такой социальный фактор, как трудовая деятельность, способствовал прогрессивному развитию больших полушарий головного мозга.

Высокая эффективность условно-рефлекторной деятельности мозга человека определяется также его сложной системной организацией. С одной стороны, кора больших полушарий четко дифференцирована на проекционные поля, области, в которые поступает определенная сенсорная информация (зрительные, слуховые и другие поля). Внутри полей нейроны сгруппированы в форме вертикальных колонок с множественными внутренними связями. С другой стороны, колонки и поля связаны между собой как в пределах одного полушария, так и в пределах всего мозга. Эти сетевые связи обеспечивают сложную функциональную интеграцию всей условно-рефлекторной деятельности.

Таким образом, высоко эффективная условно-рефлекторная работа мозга человека, лежащая в основе его психической, сознательной деятельности, базируется на морфофункциональной дифференциации и интеграции мозга. Именно сложные связи между многочисленными нейронами, их колонками и полями стали материальной основой ассоциативного (связанного) мышления, что, в частности, выразилось в преобразовании безусловно-рефлекторных эмоций в сложные условно-рефлекторные человеческие чувства.

Особую роль в становлении чувств человека играла социальная компонента его эволюции. Чувства обладают большой субъективностью, они не всегда адекватны раздражителю и, тем не менее, могут стать ведущим фактором поведения. Например, не обязательно любить прекрасное и ненавидеть ужасное, возможно изменение этого соотношения с точностью до наоборот. Таким образом, чувства – это результат социализации эмоций, поскольку в основе их лежат как индивидуальные психические особенности личности, так и морально-этические (социализированные, культурно-исторические) особенности психики.

(4) Вторая сигнальная система – основа интеллекта человека

Сложные условно-рефлекторные связи человеческого мозга, лежащие в основе возникновения чувств, параллельно стимулировали возникновение и развитие центров речи. Таким образом, изначальное развитие коры больших полушарий, связанное с управлением скелетно-мышечной системой (прямохождение, манипулирование рукой в ходе трудовой деятельности), подкреплялось развитием второй сигнальной системы – словесного восприятия и связанного с ним процесса мышления. И это – еще одна, важнейшая, особенность ВНД человека.

В ходе антропогенеза на базе врожденных и приобретенных рефлексов путем звукоподражания происходило постепенное усиление речедвигательных нервных связей. Внешне это выразилось в развитии устной и мысленной речи, основой которой явилось абстрактное (понятийное) мышление. Слово, мысленное или произнесенное вслух, приобретает статус условного символа, понятия. Понятийное мышление по механизму условного рефлекса стимулирует определенные действия, поступки, способствуя тем самым формированию осознанного поведения человека в социальной среде. В связи с развитием письменности (письменной “речи”), столь необходимой в процессах обучения, в психике человека начинает преобладать словесное мышление с внутренней речью, представляющее собой основу человеческого интеллекта.

Благодаря развитию устной и письменной речи психика человека стала принципиально отличаться от психики животных. Устная речь позволила совершенствовать глубину человеческих знаний от полного незнания до знания частичного, а затем и исчерпывающего. Изменение сознания человека путем приобретения знаний в ходе его индивидуальной жизни привносит онтогенетический аспект в формирование сознания отдельного индивида. Письменная “речь” вносит дополнительный аспект исторического формирования сознания. Изменения психики животных обусловливаются опытом лишь одной конкретной особи, тогда как изменения человеческой психики благодаря устной речи и письменности подвержены влиянию социализации: человек способен обогащать индивидуальный, онтогенетический опыт опытом общественно-историческим.

(5) Физиологические механизмы памяти

Для адаптации индивидуального поведения к окружающей среде, тем более для осуществления разнообразной высшей нервной деятельности, человеку, равно как и животным, необходима неврологическая память. С механизмом памяти связана способность к научению, осуществляемая через подкрепление условных рефлексов путем привыкания. Для человека без научения и памяти оказались бы невозможными ни планирование успешных действий, ни преднамеренное избегание ошибок.

Как и в компьютере, в мозге человека существует два вида памяти: кратковременная (оперативная) и долговременная. При определенных условиях кратковременная память переходит в долговременную.

Кратковременная память возникает в ответ на сигналы от органов чувств – сенсорная память – либо от услышанного или прочтенного слова – вербальная, т.е. словесная, память. Кратковременная память поддерживается цикличной повторяемостью электрических импульсов в замкнутых цепях нейронов и сохраняется в пределах секунд или минут.

Интересно, что кратковременная память человека не зависит от его воли и не может сознательно контролироваться, но зависит от функционального состояния организма. Например, алкоголь в малых дозах усиливает ее, а в больших блокирует, что вызывает впоследствии затруднения при попытке вспомнить происходившие события. Алкоголь, разжижая липидные (жировые) мембраны нервных клеток, прерывает циркуляцию электрических импульсов, и поступающая информация просто не запоминается. В обычных условиях быстрое стирание информации из кратковременной памяти идет путем активного вытеснения ее новой информацией от непрерывно вырабатываемых сигналов в головном мозге.

Долговременная память формируется на основе кратковременной, но сохраняет информацию от нескольких минут до нескольких лет, а ее отдельные формы не стираются на протяжении всей жизни. Долговременная память базируется на устойчивых изменениях внутри самих нервных клеток и в зонах их контакта – синапсах. Синапсы очень многочисленны и многообразны, их число в ходе обучения может возрастать. Постоянное поступление импульсов создает также новые (“обходные”) нейронные пути их запоминания. В итоге один нейрон может получать одновременно до 200 000 сигналов от других нейронов и при этом участвовать в формировании нескольких образов. Всего же головной мозг человека содержит десятки миллиардов нейронов! Это означает, что практически бесконечное число образов может храниться, не перегружая емкости нервной системы. Реально же человек использует лишь десятую часть этой емкости.

Таким образом, материальная природа сознания может быть еще раз подтверждена материальностью центрального звена человеческой психики – памяти. Окончательное выяснение молекулярной основы долговременной памяти позволит решить спор между психологами и физиологами в пользу признания физико-химических (материальных) основ сознания человека.

(6) Нервная возбудимость и торможение определяют темперамент человека

Известны различия людей в поведении, обозначаемые как темперамент или “характер”. Физиология объясняет такие индивидуальные особенности сочетанием двух противоположных нервных процессов – торможения и возбуждения, их силой, уравновешенностью и подвижностью.

Возбуждение и торможение – два состояния нервных клеток. Первое сопровождается проведением нервных импульсов, а второе – их угнетением. Эти состояния определяются скоростью электрохимических реакций, лежащих в основе возникновения нервных импульсов, и, что принципиально важно, являются генетически закрепленными признаками, так как зависят от молекул мембранных белков.

Как помним, гены отвечают за синтез разнообразных клеточных белков, а через них и за фенотипические признаки организма. Поэтому у разных людей скорости возбуждения и торможения нервной системы оказываются различными.

И.П. Павлов выделил четыре основных типа нервной системы (четыре темперамента), между которыми есть и промежуточные типы.

Сильный неуравновешенный, безудержный тип (холерик) характеризуется сильными нервными процессами с резко выраженным преобладанием возбуждения. Представители этого типа очень активны, у них быстро вырабатываются возбудительные и медленнее тормозные условные рефлексы. Последние являются недостаточно стойкими.

Сильный уравновешенный тип может быть подвижным (сангвиник) или инертным (флегматик). Те и другие быстро вырабатывают и стабилизируют возбудительные и тормозные рефлексы. Однако сангвиники быстрее приспосабливаются к изменившимся условиям и вырабатывают новые, соответственные условные рефлексы. Для флегматиков перестройка является более сложным процессом и осуществляется медленнее.

Слабый тип (меланхолик) характеризуется легкой тормозимостью даже при незначительных внешних влияниях. Меланхоликов отличает замедленная выработка и неустойчивость возбудительных условных рефлексов. Тормозные рефлексы вырабатываются у них быстро и характеризуются стабильностью.

В резко выраженном виде обозначенные типы психики встречаются относительно редко, гораздо больше разнообразных промежуточных вариантов. Это и понятно, поскольку такой сложный признак, как тип ВНД, является полигенным, т.е. зависит от экспрессии многих генов.

Наряду с очевидным генотипическим определением темперамента, существенное значение при окончательном формировании типа нервной системы человека имеют условия развития организма, в том числе воспитание, трудовая деятельность, особенности питания и др.

У меренная физическая и умственная нагрузка активирует возбудительные процессы, что способствует выработке и закреплению положительных (подкрепляющих данный вид деятельности) условных рефлексов. При увеличении времени работы или ее тяжести условные рефлексы угнетаются, развивается охранительное торможение с последующим общим утомлением. Пищевое голодание вначале несколько усиливает условно-рефлекторную деятельность, а затем ее угнетает. Белок пищи имеет особое значение, именно недостача белка вызывает быстрое угнетение рефлексов. Избыток жиров способствует повышению возбудимости в высших отделах мозга, избыток углеводов ведет к снижению этой активности. Кофеин в умеренных дозах улучшает выработку условных рефлексов, бром усиливает тормозные процессы. Алкоголь сначала усиливает возбудительные процессы и угнетает тормозные, затем наступает одновременное ослабление тех и других. Никотин угнетает процессы торможения, затем возбуждения, и этот порочный круг ведет к ослаблению высшей нервной деятельности в целом.

И все же у человека среди внешних (эпигенетических) факторов решающее значение в формировании типа нервной системы имеют социальная среда, воспитание, образование и общественный характер трудовых операций.

(7) Функциональная асимметрия полушарий мозга

Картина человеческой психики, основанная на особенностях его высшей нервной деятельности, будет неполной, если не упомянуть еще об одной особенности человеческого мозга – функциональной асимметрии правого и левого полушарий. Функциональная асимметрия полушарий отмечается рядом физиологов и у животных. Она имеет генетическую основу и в то же время корректируется образом жизни животного. У человека явление полушарной асимметрии также носит генетический характер, но кроме этого на него наслаиваются и множественные онтогенетические факторы.

Левое полушарие человеческого мозга связано с психическими функциями абстрактно-аналитического мышления. Именно здесь расположены центры речи, поэтому левым полушарием прежде всего распознаются легкоразличимые и знакомые вербальные стимулы. Так, человек с превалированием левополушарных функций тяготеет к теории, имеет большой словарный запас и активно пользуется им, ему присуща двигательная активность, целеустремленность, способность прогнозировать события.

Правым полушарием мы воспринимаем преимущественно зрительные сигналы, а также стимулы трудноразличимые и незнакомые. “Правополушарный” человек тяготеет к конкретным видам деятельности, он прекрасно владеет пространственной оценкой, для него характерно и целостное восприятие, и одновременное восприятие, и конкретное узнавание.

Разделение функций левого и правого полушарий способствует целостному и одновременно дифференцированному вовлечению мозга в любую из форм его активности. Таким образом, особенности человеческой психики основываются также на взаимодополняющем сотрудничестве двух полушарий.

Преимущество отдельного полушария в определении стадии той или иной нервно-психической деятельности легло в основу классификации творческого типа личности (классификация предложена И.П. Павловым). Художественный тип личности характеризуется преимущественно “правополушарным” образным мышлением, преобладанием первой сигнальной системы (сенсорной) над второй (речевой). Такие люди охватывают всю действительность целиком, не разделяя ее на части. К творческим личностям относятся не только художники и актеры, но и знаменитые ученые, так как зачастую, для того чтобы совершить открытие, необходимо отказаться от знакомых представлений и создать новый образ. Для мыслительного типа личности характерно преобладание второй сигнальной системы над первой, т.е. “левополушарного” абстрактного мышления. Однако явная асимметрия мозга обнаружена не у всех людей. Большинство из нас относится к среднему типу личности, с уравновешенным функционированием двух сигнальных систем.

* * *

Исследования сознания естественнонаучными методами нельзя считать законченными. На современном этапе при помощи эмпирических (в основном электрофизиологических) методов мы в состоянии измерить лишь суммарную активность мозга или его отдельных областей: зарегистрировать эмоциональные всплески, отличить состояния сна и бодрствования, разделить фазы сна. К сожалению, при помощи эмпирических методов мы не можем зарегистрировать отдельную мысль, выявить природу мотивации конкретных поступков и т.д. Здесь биология сталкивается с теми же трудностями, что и квантовая механика при изучении элементарных частиц. Двойственная природа и слишком малые размеры элементарных частиц затрудняют их регистрацию при помощи приборов (которые, в свою очередь, тоже состоят из элементарных частиц с определенными свойствами). В нейробиологии, как и в квантовой механике, велика роль погрешностей измерительных приборов, которые искажают, а зачастую и просто заглушают измеряемые свойства таких малых объектов, как отдельные нервные клетки или их локальные сети. Кроме того, суммарная электрическая активность всего человеческого мозга сама по себе является “шумовой” помехой при попытке регистрации активности отдельных локальных нейронных сетей.

Несомненно, что сознание является функцией человеческого мозга. Морфологические и физиологические особенности головного мозга конкретного человека, наряду с социальными и культурными факторами, предопределяют личностные особенности сознания. В целом же, сознание человека представляет собой сложную и еще до конца не исследованную систему, в которой нет малозначимых элементов. Безусловные и условные рефлексы, первая и вторая сигнальные системы, эмоции, чувства и творческие наклонности, ощущения, восприятия, мышление, интеллект – все это составляет объективную основу субъективного мира человека, его собственного Я, всего того, что мы называем сознанием.