59. Схема кольцевого движения возбуждения при возникновении
ощущений.
Центральное звено — синтез информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры (по A.M. Иваницкому, 1997).
ки структуры ДНК, лауреат Нобелевской премии. В его теории идея И.П. Павлова о сознании как светлом пятне получила дальнейшее развитие. 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.
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.
Различные отделы зрительной коры отвечают на разные признаки зрительных объектов. Нейроны-детекторы первичной зрительной коры (VI) реагируют на простые характеристики стимулов, например на определенным образом ориентированную полоску. Нейроны кортикальных областей более высокого порядка отвечают на более сложные признаки (на определенные черты лица). Нейроны области V5 реагируют главным образом на движение зрительного стимула и не отвечают на цвет и форму. В области V4 находят нейроны, отвечающие на цвет и форму предметов, нейроны области 7а — на положение стимула в пространстве относительно головы и тела. Но как возникают целостные зрительные
305
20 - 4Й2
образы, сцены, которые мы видим перед собой? Отвечая на этот вопрос, Ф. Крик предположил, что в любой момент определенные нейроны, расположенные в разных кортикальных зонах, могут кооперироваться, чтобы сформировать некоторый вид глобальной активности. Ее появление и соответствует зрительному осознанию. В качестве предполагаемого механизма, связывающего нейроны в общую единую систему, он рассматривает одновременное появление у них коррелированных разрядов с частотой гамма-колебаний (35—70 Гц). Он обратил внимание на то, что нейроны, избирательно реагирующие на один и тот же стимул, обнаруживают сходные гамма-осцилляции без фазового сдвига. Кроме того, корреляция их гамма-активности при появлении в их рецептивных полях одного и того же объекта была больше, чем на появление различных объектов. Все это позволило ему утверждать, что синхронизация нейронной активности является механизмом объединения клеток в ансамбль. Нейроны связываются в ансамбль за счет синхронизации их активности на какое-то время. Они могут переключаться с одного ансамбля на другой. Синхронизация активности нейронов зрительной коры постулируется как способ пространственного связывания признаком.
Включение и выключение гамма-осцилляции зависят от механизма последовательного (серийного) внимания, которое иногда называют прожектором внимания. Оно характеризуется последовательным перемещением фокуса внимания с одного места в зрительном поле на другое. По мению Ф. Крика, это движение более быстрое, чем движение глаз, которое представляет другую форму — более медленного внимания. Механизм внимания помогает группе взаимодействующих нейронов разряжаться когерентно на частоте 35—70 Гц. В результате создается глобальная единица активности, охватывающая нейроны в различных частях мозга.
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.
По мнению Ф. Крика, осознание зрительного объекта требует участия не только внимания, но и кратковременной памяти. Различая сенсорную и рабочую память, он подчеркивает особую роль 306
рабочей памяти в процессах сознания. Рисуя картину в целом, он описывает процесс осознания зрительного объекта следующим образом. Мозг имеет топографическую карту, в которой закодированы локусы зрительного поля. Эта карта связана с различными картами признаков. Сигнал о локализации объекта в зрительном поле, возможно, возникающий от карты движения глаз в двухолмии, активирует соответствующие участки в картах признаков. За этим следует синхронное появление гамма-осцилляции у нейронов в различных локусах коры и на этой основе когерентное связывание признаков объекта. Когда проблема связи нейронов, реагирующих на объект, решена, на короткое время признаки объекта, на которые распространяется фокус внимания, автоматически запоминаются в рабочей памяти. Возможно, что 40 Гц осцилляции сами избирательно активируют механизмы памяти.
Помещение в рабочую память признаков позволяет использовать категориальные знания, которые также временно представлены в ней, и решить, какие нейроны должны разряжаться вместе, чтобы продуцировать окончательную репрезентацию объекта, на который направлено внимание.
В ситуации произвольного внимания луч прожектора направляется командами из рабочей памяти. Связывая рабочую память с функциями фронтальных областей, он полагает, что активность фронтальных областей наобходима, чтобы субъект сообщил о своем осознанном восприятии стимула (Crick F., Koch Ch., 1995). Богатство субъективных впечатлений, по Ф. Крику, основано на использовании и сенсорной памяти. Зрительное внимание в любой момент может быть переключено на иконическую память, чтобы извлечь из нее любую текущую информацию.
Таким образом, сознание критически зависит от некоторых форм памяти и внимания. Можно выделить следующие главные черты концепции сознания по Ф. Крику:
• информация, получаемая о целостном объекте, распределена по мозгу;
• формирование целостного образа объекта предполагает участие быстрого механизма внимания;
• целостный образ является результатом объединения нейронов в единую систему с помощью осциллятора 40 Гц, создающего синхронизацию разрядов по частоте (35—75 Гц) и фазе;
• выделяются две формы текущей памяти (сенсорная и рабочая), каждая из них выполняет свою функцию по отношению к сознанию.
307
Особое место среди различных теорий сознания занимает концепция К. Прибрама (1975). Суть его годе/графической теории состоит в том, что информация о входных сигналах распределена по нейронной системе точно так же, как она распределена по всему узору физической голограммы. Он подчеркивает, что речь, конечно, идет только о тех ограниченных областях мозга, где входные воздействия вызывают устойчивые узоры синаптических микроструктур. Распространение свойств голограммы на функции мозга означает, что в мозге информация о каждой точке объекта распределена по голографическому экрану мозга, что делает ее регистрацию устойчивой к разрушению. При этом любая малая часть голограммы содержит информацию обо всем объекте и, следовательно, может восстановить ее. С уменьшением куска голограммы, с которой восстанавливается информация, происходит снижение ее разрешающей способности.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113
ощущений.
Центральное звено — синтез информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры (по A.M. Иваницкому, 1997).
ки структуры ДНК, лауреат Нобелевской премии. В его теории идея И.П. Павлова о сознании как светлом пятне получила дальнейшее развитие. 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.
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.
Различные отделы зрительной коры отвечают на разные признаки зрительных объектов. Нейроны-детекторы первичной зрительной коры (VI) реагируют на простые характеристики стимулов, например на определенным образом ориентированную полоску. Нейроны кортикальных областей более высокого порядка отвечают на более сложные признаки (на определенные черты лица). Нейроны области V5 реагируют главным образом на движение зрительного стимула и не отвечают на цвет и форму. В области V4 находят нейроны, отвечающие на цвет и форму предметов, нейроны области 7а — на положение стимула в пространстве относительно головы и тела. Но как возникают целостные зрительные
305
20 - 4Й2
образы, сцены, которые мы видим перед собой? Отвечая на этот вопрос, Ф. Крик предположил, что в любой момент определенные нейроны, расположенные в разных кортикальных зонах, могут кооперироваться, чтобы сформировать некоторый вид глобальной активности. Ее появление и соответствует зрительному осознанию. В качестве предполагаемого механизма, связывающего нейроны в общую единую систему, он рассматривает одновременное появление у них коррелированных разрядов с частотой гамма-колебаний (35—70 Гц). Он обратил внимание на то, что нейроны, избирательно реагирующие на один и тот же стимул, обнаруживают сходные гамма-осцилляции без фазового сдвига. Кроме того, корреляция их гамма-активности при появлении в их рецептивных полях одного и того же объекта была больше, чем на появление различных объектов. Все это позволило ему утверждать, что синхронизация нейронной активности является механизмом объединения клеток в ансамбль. Нейроны связываются в ансамбль за счет синхронизации их активности на какое-то время. Они могут переключаться с одного ансамбля на другой. Синхронизация активности нейронов зрительной коры постулируется как способ пространственного связывания признаком.
Включение и выключение гамма-осцилляции зависят от механизма последовательного (серийного) внимания, которое иногда называют прожектором внимания. Оно характеризуется последовательным перемещением фокуса внимания с одного места в зрительном поле на другое. По мению Ф. Крика, это движение более быстрое, чем движение глаз, которое представляет другую форму — более медленного внимания. Механизм внимания помогает группе взаимодействующих нейронов разряжаться когерентно на частоте 35—70 Гц. В результате создается глобальная единица активности, охватывающая нейроны в различных частях мозга.
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.
По мнению Ф. Крика, осознание зрительного объекта требует участия не только внимания, но и кратковременной памяти. Различая сенсорную и рабочую память, он подчеркивает особую роль 306
рабочей памяти в процессах сознания. Рисуя картину в целом, он описывает процесс осознания зрительного объекта следующим образом. Мозг имеет топографическую карту, в которой закодированы локусы зрительного поля. Эта карта связана с различными картами признаков. Сигнал о локализации объекта в зрительном поле, возможно, возникающий от карты движения глаз в двухолмии, активирует соответствующие участки в картах признаков. За этим следует синхронное появление гамма-осцилляции у нейронов в различных локусах коры и на этой основе когерентное связывание признаков объекта. Когда проблема связи нейронов, реагирующих на объект, решена, на короткое время признаки объекта, на которые распространяется фокус внимания, автоматически запоминаются в рабочей памяти. Возможно, что 40 Гц осцилляции сами избирательно активируют механизмы памяти.
Помещение в рабочую память признаков позволяет использовать категориальные знания, которые также временно представлены в ней, и решить, какие нейроны должны разряжаться вместе, чтобы продуцировать окончательную репрезентацию объекта, на который направлено внимание.
В ситуации произвольного внимания луч прожектора направляется командами из рабочей памяти. Связывая рабочую память с функциями фронтальных областей, он полагает, что активность фронтальных областей наобходима, чтобы субъект сообщил о своем осознанном восприятии стимула (Crick F., Koch Ch., 1995). Богатство субъективных впечатлений, по Ф. Крику, основано на использовании и сенсорной памяти. Зрительное внимание в любой момент может быть переключено на иконическую память, чтобы извлечь из нее любую текущую информацию.
Таким образом, сознание критически зависит от некоторых форм памяти и внимания. Можно выделить следующие главные черты концепции сознания по Ф. Крику:
• информация, получаемая о целостном объекте, распределена по мозгу;
• формирование целостного образа объекта предполагает участие быстрого механизма внимания;
• целостный образ является результатом объединения нейронов в единую систему с помощью осциллятора 40 Гц, создающего синхронизацию разрядов по частоте (35—75 Гц) и фазе;
• выделяются две формы текущей памяти (сенсорная и рабочая), каждая из них выполняет свою функцию по отношению к сознанию.
307
Особое место среди различных теорий сознания занимает концепция К. Прибрама (1975). Суть его годе/графической теории состоит в том, что информация о входных сигналах распределена по нейронной системе точно так же, как она распределена по всему узору физической голограммы. Он подчеркивает, что речь, конечно, идет только о тех ограниченных областях мозга, где входные воздействия вызывают устойчивые узоры синаптических микроструктур. Распространение свойств голограммы на функции мозга означает, что в мозге информация о каждой точке объекта распределена по голографическому экрану мозга, что делает ее регистрацию устойчивой к разрушению. При этом любая малая часть голограммы содержит информацию обо всем объекте и, следовательно, может восстановить ее. С уменьшением куска голограммы, с которой восстанавливается информация, происходит снижение ее разрешающей способности.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113