Теория симметрии и театр галлюцинаций: как ученые бьются над загадкой сознания

В 1998 году на конференции Ассоциации научных исследований сознания нейробиолог Кристоф Кох заключил пари с философом Дэвидом Чалмерсом, что к 2023 году наука сможет объяснить, как пучки нейронов мозга порождают феномен, который мы называем сознанием. Победитель получит ящик вина.

Кох — профессор когнитивной биологии, пионер исследований механики «нейронных корреляций сознания»: связей между активностью мозга и субъективным опытом. Он считает, что в своей основе сознание поддается измерению, и что определение того, как оно возникает в мозге, является лишь вопросом времени.

Чалмерс — философ и ученый-когнитивист, который скептически относится к тому, что наука сможет объяснить связь нейронных коррелятов и субъективного опыта сознания. Известно, что он называет сознание «трудной проблемой», и, по его мнению, человек далек от разгадки этого феномена по крайней мере еще на четверть века.

Не так давно состоялась очередная конференция Ассоциации, спустя 25 лет после заключения пари были объявлены результаты: Кох проиграл. Несмотря на годы научных усилий, благодаря которым наука о сознании переместилась с задворок в основную, авторитетную, даже захватывающую область исследований, мы все еще не можем сказать, как и почему возникает опыт сознания.

Галилей отделил сознание от науки 400 лет назад

За последние несколько десятилетий на Западе наука о сознании превратилась в солидную область исследований. Отчасти причины, по которым ответы на многие вопросы все еще не найдены, скрываются в глубине структуры метода научного исследования, восходящего к 1600-м годам.

Итальянскому астроному Галилео Галилею принято приписывать изобретение научного метода. Как пишет философ Филипп Гофф в своей книге «Ошибка Галилея», систематизируя изучение объективных качеств, таких как размер, форма, местоположение и движение, Галилей исключил из рассмотрения более туманную область сознательного опыта. Современная наука, которую он помог создать, — это исследование Вселенной. Она лишена того, что Галилей называл душой, и того, что мы сегодня можем назвать сенсорными качествами, гештальтом того, что чувствует сознание. Научный метод может объяснить электронную активность, которая возникает в мозгу, когда вы прыгаете в ледяное озеро, но он не может объяснить, почему вместе с этим возникает субъективное ощущение бодрости.

«Но сенсорные качества никуда не ушли, — пишет Гофф. — Ошибка Галилея заключалась в том, что он обязал нас придерживаться теории природы, которая подразумевала, что сознание неизбежно загадочно».

Новые направления в науке о сознании

Прошли годы, Чалмерс и Кох забыли о своем пари, но в 2018 году научный журналист Пер Снапруд вновь обратил на него внимание. Несколько лет спустя, в рамках проекта стоимостью 20 миллионов долларов, поддержанного Всемирным благотворительным фондом Темплтона, была разработана серия «состязательных экспериментов», призванных противопоставить друг другу теории сознания, включая теорию глобального рабочего пространства (ТГРП) и теорию интегрированной информации (ТИИ).

Теория глобального рабочего пространства объясняет наше сознание как театр: мозг населен толпой локальных информационных потоков, но только то, что транслируется на всю толпу — выходит на сцену — становится сознанием. Теория интегрированной информации отождествляет сознание со степенью, как вы, наверное, догадались, интегрированной информации, представленной греческим символом фи (Φ). Чем больше фи, тем больше сознание.

На недавней конференции Ассоциации научных исследований сознания были представлены предварительные результаты спонсируемого Темплтоном эксперимента сравнения этих двух теорий. В конечном итоге это соревнование и решило спор между Кохом и Чалмерсом. Шесть независимых лабораторий следовали общему протоколу, разработанному для проверки того, насколько хорошо каждая теория может предсказать активность мозга. Теория интегрированной информации оказалась немного точнее, чем теория глобального рабочего пространства, но ни одна из них не дала абсолютно точных прогнозов. Этой неопределенности оказалось достаточно, чтобы Чалмерс стал победителем, а исследователи разбежались, чтобы обновить теории или придумать новые.

Гофф предпочитает вернуть сознание в наше понимание природы посредством светской версии панпсихизма, или всеобщей одушевленности, теории, согласно которой сознание является фундаментальным и вездесущим элементом физического мира. С этой точки зрения, физические науки по стопам Галилея описывают материю «снаружи». Сознание также является свойством материи, но материи, переживаемой изнутри.

Тем временем Карл Фристон, самый авторитетный в мире нейробиолог, выдвинул идею под названием «принцип свободной энергии». Отбросив всю математику, он предполагает, что поведение всех живых систем следует одному принципу: чтобы остаться в живых, они стараются минимизировать разницу между своими ожиданиями и поступающими сенсорными данными. (Другие термины для обозначения этой разницы — удивление и свободная энергия). В этой модели человеческий мозг минимизирует удивление, создавая внутренние модели, которые предсказывают внешний мир. Здесь сознание — это по сути, опыт внутренней генеративной модели, достаточно сложной для того, чтобы представить себе состояния мира, которые еще не произошли.

Процесс, посредством которого мозг создает эти внутренние модели, имеет свою собственную теорию, известную как прогнозирующая обработка, которая, возможно, больше всего ассоциируется с философом Энди Кларком. Чтобы понять эту идею, представьте себе, что происходит во время сна. Вы лежите в постели, закрыв глаза, в темной комнате, совершенно неподвижно. Но ваш мозг генерирует богатый внутренний мир сновидений, который кажется совершенно убедительным (не считая осознанных сновидений). Так вот, прогнозирующая обработка утверждает, что то же самое происходит и когда сознание бодрствует, но с некоторыми оговорками.

Другими словами, мир, который вы воспринимаете в бодрствующем состоянии, по сути, является тем же самым, что и во сне: галлюцинацией. Разница в том, что наш мозг постоянно сравнивает наши галлюцинации в бодрствующем состоянии с сенсорными данными, которые он получает извне, подстраивая сновидение в бодрствующем состоянии так, чтобы оно соответствовало тому, что, согласно поступающим сенсорным данным, происходит за пределами черепа. Именно это имеет в виду нейробиолог Анил Сет, когда называет сознание «контролируемой галлюцинацией».

Итак, живые системы стремятся свести к минимуму неожиданности, и предсказательные модели помогают разумным существам в этом. Но что заставляет сознание чувствовать себя так, как оно чувствует? Как мы можем объяснить, почему некоторые состояния сознания ощущаются такими яркими и живыми, а другие — такими тоскливыми? Одна интересная идея, витающая на периферии науки о сознании, — это теория симметрии валентности, впервые предложенная независимым философом Майклом Джонсоном и его сотрудниками из Qualia Research Institute, некоммерческой организации, занимающейся наукой о сознании.

Теория симметрии валентности начинается с идеи о том, что каждое состояние сознания можно представить в виде идеального математического представления, как уникальную объективную подпись для каждого субъективного состояния (эту идею она разделяет с теорией интегрированной информации). Далее, теория утверждает, что валентность, или позитивное/негативное ощущение любого данного состояния сознания, зависит от симметрии этого представления. На практике, опираясь на работы нейробиолога Селены Атасой, в качестве такого представления они используют лежащую в основе нейронную активность.

Каждое сознательное состояние имеет соответствующий ансамбль нейронной активности, который порождает гармонические узоры в мозге. Соучредитель QRI Андрес Гомес Эмильсон выяснил, как разложить эту активность таким образом, чтобы расшифровать степень созвучия между гармониками мозга, что работает как косвенный показатель симметрии. Чем больше симметрии в мозге, тем позитивнее опыт. И наоборот, чем больше диссонанса и меньше симметрии, тем более негативный опыт. Хотя эта теория не получила большого внимания со стороны широкой общественности, ее идеи проникают в цитаты самых передовых статей.

Итак, у нас есть целая плеяда соответствующих теорий, хотя, как следует из результатов пари Коха и Чалмерса, нам все еще не хватает окончательного, поддающегося проверке объяснения. И мы не можем даже прийти к согласию в вопросе того, может ли объяснение вообще существовать.

Научная парадигма сознания и ее отсутствие

Тем не менее некоторые нейробиологи утверждают, что мы стоим на пороге оформления научной теории сознания, подобно тем, кто жил во времена незадолго до появления теории естественного отбора Дарвина. Поэтому нынешние теории можно описать как «предпарадигмальные». Термин, разработанный философом науки Томасом Куном для описания незрелой науки, в которой конкурирующие школы мысли не имеют одинакового базового понимания своего предмета. В предпарадигмальной науке о сознании может различаться все: от методологии до метафизики.

Согласно этому мнению, в конце концов, область может объединиться вокруг единой теории, и начнется первая настоящая парадигма науки о сознании. Этой точки зрения Кох продолжает придерживаться (несмотря на то, что он проиграл ящик прекрасного португальского вина). На недавней конференции Ассоциации научных исследований сознания он заключил новое пари на следующие двадцать пять лет, удвоив ставку. Чалмерс тоже сообщает о большом прогрессе, утверждая, что проблема сознания «постепенно превращается из неразрешимой научной загадки в такую, которую мы можем частично изучить с научной точки зрения».

Но нет никакой гарантии, что некая критическая масса взаимосвязей между состояниями мозга и ощущениями когда-нибудь сможет рассказать нам, как и почему возникает сознание. Чалмерс предполагает, что по завершении их возобновленного пари в 2048 году, несмотря на весь сопутствующий прогресс понимания, который наверняка наступит, загадка может остаться такой же непостижимой, как и прежде.

Источник