Теории сознания

Существует множество теорий о механизмах сознания, в которых предпринимается попытка сформулировать необходимые и достаточные условия для возникновения сознания. Их можно разделить на структурные, когда акцент делается на рассмотрение роли отдельных структур или нейронных сетей мозга, и на функциональные, которые определяют сознание через специальные когнитивные операции - мышление, воображение, запоминание и желание. На деле эти два подхода не исключают друг друга, так как специальные операции, связанные с сознанием, реализуются с участием особых нейронных сетей, находящихся в конкретных структурах мозга.

Изучая процессы концентрации и индукции возбуждения, их распределение по коре, И.П.Павлов создал теорию сознания, которая получила название теории светлого пятна. Он связывал сознание с фокусом возбуждения, светлым пятном, областью повышенной возбудимости, которая может перемещаться по коре. При этом сознание не обязательно связано с символьными операциями - второй сигнальной системой и речевой деятельностью. По И.П.Павлову, сознание есть у человека и у животных.

На основе теории светлого пятна была сформулирована прожекторная теория сознания Ф.Криком (1992). Модель сознания Крика построена на анализе работы зрения. С его точки зрения, зрительная кора - наиболее удобный объект для изучения сознания. У человека и животных она имеет сходную структуру.

Он предположил наличие специального аппарата, создающего "луч прожектора", связав его с особой формой внимания и гамма-осцилляциями в электрической активности мозга. Кроме того, он указал на зависимость сознания от механизма некоторых форм кратковременной памяти.

Согласно теории Крика, нейронные процессы, попадающие под луч прожектора внимания, определяют содержание нашего сознания, в то время как нейронные процессы вне света прожектора образуют подсознание. Термин "подсознание" применяется для обозначения нейрональных событий, которые сознательно не переживаются, тогда как другие события субъективно осознаются. Прожектор означает, что пятном сознания можно управлять. Эту функцию выполняет таламус, который создает на уровне коры подсветку - дополнительное неспецифическое возбуждение, которое, взаимодействуя со специфическим, усиливает его.

Теория сознания Дж.Экклса (1994) исходит из особой функции дендритов пирамидных клеток коры. Наличие системы пирамидных нейронов является характерной чертой неокортекса. Находясь в нижних слоях коры, они на уровне IV слоя коры собираются в дендритный пучок, который достигает I слоя. Дж.Экклс предположил, что субъективный (психический) феномен, выявляемый интроспективными методами, которому он дал название "психон", связан с пучком дендритов пирамидных клеток, идущим к поверхности коры. Пучок дендритов от группы 70-100 соседних крупных и средних пирамид был назван "дендроном". Каждый дендрон обладает множеством синапсов, на которых оканчиваются бутоны терминалей аксонов. Дж.Экклс приписал дендрону функцию носителя единицы сознания. Его теория сознания сводится к установлению связей между психонами и отдельными дендронами.

Многие теории сознания исходят из принципа повторного входа возбуждения в систему, образующую материальную основу сознания.

Широкую известность получила теория повторного входа, которую предложил и теоретически разработал Дж.Эдельман. Дж.Эдельман предположил, что элементарные процессы сознания являются прерывистыми, т.е. требуют циклического повторения некоторой последовательности событий при наличии повторного входа в одну и ту же группу клеток. Это означает, что система сознания построена таким образом, что сигнал, возникший внутри некоторой системы, входит в нее повторно, как если бы он был внешним сигналом. Распространяя этот принцип на работу нейронных сетей, автор предположил, что сенсорная информация от внешней и внутренней среды после ее предварительной обработки в первичной нейрональной группе повторно входит в нее, возвращаясь после дополнительной обработки в других группах клеток. При этом параллельно в эту же группу нейронов поступает информация в виде ассоциированных сигналов из долговременной памяти. Соединение этих двух потоков информации и составляет один цикл, или повторяющуюся фазу, активности сознания. Обсуждая возможную продолжительность каждого цикла, он предполагает, что она равна 100 мс. Важной чертой теории сознания Дж.Эдельмана является связь сознания с операциями обращения к долговременной памяти.

A.M.Иваницкий (1997) в своей теории информационного синтеза исходит из результатов собственных исследований связи волн вызванного потенциала с субъективными показателями восприятия стимула. Количественная оценка восприятия в соответствии с теорией обнаружения сигнала производилась по двум независимым переменным: показателю сенсорной чувствительности и критерию принятия решения, зависящего от мотивации субъекта. Полученные факты послужили основой для концепции о кольцевом движении нервных импульсов с "центральной станцией" в проекционной коре. Сначала возбуждение от проекционной коры, вызванное сенсорным стимулом, поступает к ассоциативной. Для зрительной модальности ассоциативные отделы находятся в височной коре. Затем сигнал поступает к структурам лимбико-гиппокампального комплекса и подкорковым центрам эмоций и мотиваций. Оттуда возбуждение вновь возвращается в кору, включая ее проекционные отделы, по системе диффузных проекций. Затем к обработке информации подключается и лобная кора. Ведущее звено в этой схеме - синтез информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры.

Информация о значимости стимула извлекается из памяти с помощью мотивационно-эмоциональной системы. Синтез двух видов информации - наличной и извлекаемой из памяти - определяет появление ощущения. Движение возбуждения по кольцу составляет психический мониторинг происходящих изменений во внешней и внутренней среде. Этот процесс осуществляется с периодом квантования приблизительно 100-150 мс. У человека возникшее ощущение затем опознается, категоризируется, что требует участия лобных отделов коры, включая вербальные центры. Реакция последних возникает примерно на 200 мс позже ощущения. Теории повторного входа возбуждения, отказываясь от понятия рефлекса, трансформируют его в "кольцо", внутри которого циркулирует возбуждение.

Иерархическая модель гештальта предложена Е.Н.Соколовым (1996). Сенсорный стимул возбуждает у нейронов, которые принадлежат к одной группе детекторов, пейсмекерную активность с совпадающей частотой. Высокочастотные ритмы способны генерировать пейсмекерные нейроны таламуса. Определенные стимулы запускают высокочастотные колебания определенной частоты. Нейронные детекторы стимулов организованы иерархически в виде пирамиды, вершиной которой является гностическая единица. Активация такой пирамиды неспецифическими высокочастотными ритмами таламических нейронов одновременно со специфическим сигналом ведет к осознанию.

Активированная гештальт-пирамида иерархически организованных нейронов составляет основу любого сознательного акта. Он включает в себя три уровня: перцептивный, мнемический, семантический. При активации гештальт-пирамиды возникает перцептивный образ, который сличается с образами, хранящимися в долговременной памяти (мнемический уровень). Нейроны памяти связаны с нейронами, осуществляющими категоризацию сигналов (семантический уровень). В каждом акте осознания все три уровня сливаются.