Глава 2. Психологам и психиатрам. Какие процессы приводят к появлению сознания. Почему возникает феномен «я»

Хоть мы с вами ранее и разделили понятия «мемстинкт» и «элемент мемстинкта», на самом деле разница между ними не столь очевидна. Они формируются в ходе одинаковых процессов, и с некоторой натяжкой можно сказать, что элемент мемстинкта и мемстинкт – это разные стадии развития одной нейронной сети. Все элементы изначально были мемстинктами, но в дальнейшем очень часто использовались как составные части других мемстинктов и превратились в элементы; с другой стороны, любой небольшой мемстинкт тоже может становиться частью более масштабного мемстинкта и постепенно станет элементом, потеряв постоянную связь с исходным инстинктом.

Но всё-таки разницу между мемстинктом и элементом воспоминания можно проследить, например, в экспериментах, проводимых на рубеже веков под руководством Константина Анохина, в которых исследовались особенности обучения цыплят. Можно увидеть разницу при обучении новорождённого цыплёнка избеганию горькой бусинки, при котором создаётся элемент воспоминания (модель пассивного избегания), и избеганию клевания прикреплённых к полу бусинок (модель «бисерного пола»), при котором, по всей вероятности, создаётся примитивный мемстинкт (в этом случае присутствует и примитивное ориентирование на местности, чему способствует геометрия, расположение бусинок, их цвет, размер, форма и т.д.). Можно заметить, что в первом случае элементы воспоминания консолидируются после первого предъявления, во втором случае требуются множественные предъявления, и самое главное – эксперименты показывают, что есть отличия в процессе реконсолидации памяти[4] [5].

Формирование элементов мемстинктов происходит следующим образом: приходящий в кору мозга через афферентные таламо-кортикальные пути сигнал, если он не усиливается другими элементами мемстинктов, недостаточен для возникновения эпизода сознания. Если набор входящих сигналов совпадает с прописанным в инстинкте, нейронная сеть инстинкта возбуждается и усиливает входящий сигнал. Последний активирует в коре нейронную сеть будущего элемента мемстинкта. Одновременная активация нейронной сети инстинкта и нейронной сети мемстинкта создаёт новые и укрепляет существующие между ними связи, что позволяет нейронной сети мемстинкта оставаться активной период времени, достаточный для консолидации (десятки и сотни часов).

Когда учёные говорят о сетях покоя или о сети пассивного режима работы мозга[6] [7] [8] [9] [10], они очень часто они говорят об активных мемстинктах, то есть о мемстинктах, которые проходят статью консолидации или реконсолидации. К слову сказать, именно поэтому в составе сетей покоя часто бывают активные зоны коры, прилежащие к гиппокамповой формации, миндалине и другим структурам, вместе с инстинктами, поддерживающими возбуждение групп клеток будущих мемстинктов. Наша с вами теория показывает, что при внимательном рассмотрении можно будет заметить одновременную активность центров промежуточного, среднего и продолговатого мозга, но об этих способах дополнительного возбуждения нейронных сетей мы будем кратко говорить чуть ниже и подробно в конце нашего размышления, разговаривая с нейрофизиологами.

Большое определение инстинкта: инстинкт – это нейронная сеть, расположенная в подкорковых ядрах головного мозга, часто возбуждаемая определённым сочетанием нейронов, проводящих афферентные потоки сенсорной информации, или через обратную связь активными мемстинктами. Инстинкт способен усиливать возбуждение связанных с ним элементов мемстинктов через усиление активности активировавших его афферентных нейронов и через отдельные моноаминергические связи с элементами мемстинктов и активировать эндокринную и периферическую нервную системы через специальные структуры и взаимодействовать с другими инстинктами.

Получается, что, обладая изначально (при рождении) небольшим количеством нейронных сетей инстинктов, позволяющих определять, что является приятным – способствует выживанию, а что является неприятным – мешает выживанию, мы можем на протяжении всей жизни сохранять информацию, расширяющую наше понимание того, что приятно и неприятно, на порядки увеличивая её объёмы. Между нейронной сетью инстинкта и будущей нейронной сетью мемстинкта благодаря взаимному возбуждению усиливаются связи; кроме того, связи усиливаются внутри будущей нейронной сети мемстинкта, позволяя ей стать настоящей нейронной сетью, способной возбуждаться целиком при возбуждении её части. Для этого требуется довольно длительное время – десятки и даже сотни часов, на протяжении которого нейронная сеть инстинкта поддерживает возбуждение в консолидируемой сети мемстинкта.

То, что мемстинкты во время реконсолидации остаются активными, показывают эксперименты Роджера Кёниг-Роберта и Джоэла Пирсона из университета Нового Южного Уэльса. После активации определённых элементов они оставались активными даже при попытке подавления мыслей[11].

Поскольку время консолидации превышает время бодрствования, такая поддержка осуществляется даже во сне. На протяжении фазы медленного сна (до 90 минут) будущая нейронная сеть мемстинкта сама поддерживает себя в возбуждённом состоянии за счёт магниевой активации NDMA-рецепторов, внутриклеточных каскадов и других процессов, но затем на 15–20 минут вновь подключается дополнительная активация будущей нейронной сети мемстинкта сетью инстинкта. В это время за счёт одновременной активации из разных источников в нейронной сети возникают эпизоды сознания, складывающиеся в истории, и мы видим сны, но об этом мы будем говорить ниже. Здесь же отметим только, что время дополнительной активации не превышает 15–20 минут, чтобы бессмысленные истории сознания снов сами не вошли в стадию консолидации, или, по-простому, чтобы мы не запоминали сны, являющиеся бессмысленным набором элементов мемстинктов.

Есть ещё две причины, из-за которых мы не запоминаем (не консолидируем в мемстинкт) сны:

1)      нейронные сети истории сознания сна благодаря общему торможению недостаточно возбуждены;

2)      заторможены структуры, поддерживающие консолидацию мемстинктов: гиппокамп, миндалина и другие структуры мозга.

Важным моментом является то, что у взрослого человека новые мемстинкты создаются редко, в подавляющем большинстве случаев происходит реконсолидация уже существующего мемстинкта. Все животные, имеющие инстинкты, могут их изменять, но животные с менее развитым мозгом делают это обратимо и на небольшой промежуток времени.

Весь набор потребностей животного также легко описывается через пару «инстинкт – мемстинкт». Определённый набор афферентных сигналов, например от внутренних органов, активирует нейронную сеть инстинкта чувства голода, с которой могут быть связаны мемстинкты, являющиеся пищевой стратегией, например открыть холодильник и сделать бутерброд или изготовить каменное орудие и пойти на охоту. После насыщения другой набор афферентных сигналов, например от растяжения желудка и т.д., вызывает неприятное чувство (активирует болевой инстинкт), которое служит сигналом к остановке процесса приёма пищи.

Два основных принципа нашей теории, и в частности принцип долгосрочного сохранения информации, будут верными для мозга не только млекопитающего, но и других животных. В целом мы можем говорить о принципе взаимного возбуждения двух структур, одна из которых хранит врождённо опознаваемые сочетания входящих сигналов, а вторая хранит прижизненно сохраняемые сочетания входящих сигналов. Структуры, выполнющие эти функции, могут быть различными. Первая, как мы будем говорить ниже, эволюционно возникла из ганглиев, а вторая – из разросшихся афферентно-эфферентных каналов, но не будем сейчас вдаваться в подробности и вернёмся к данной теме во время разговора с нейрофизиологами.

При одновременном возбуждении врождённых нейронных сетей инстинктов и приобретаемых в постнатальный период нейронных сетей целевых или болевых элементов мемстинктов между ними укрепляются или создаются прямые и обратные связи, что позволяет им в дальнейшем взаимно возбуждать друг друга, поддерживая возбуждённое состояние на периоды, значительно превышающие время активации мемстинктов с помощью выбивания магниевой пробки в NDMA-рецепторах.

Консолидация, реконсолидация мемстинкта и создание истории сознания, о которых мы будем говорить ниже, становятся возможны благодаря наличию в их составе целевых или болевых элементов, которые, в свою очередь, поддерживают длительную активацию всех других элементов мемстинкта или истории сознания.

Говоря простым языком, две или более нейронные сети поддерживают возбуждение групп нейронов, которые станут нейронными сетями. Это позволяет им оставаться в возбуждённом состоянии десятки или сотни часов, консолидироваться, укрепить нейронные связи внутри групп нейронов и между разными группами. Врождённые нейронные сети инстинктов или структуры гиппокампа и т.д. могут оставаться активными длительное время поддерживая темп активации, но они не могут сохранять информацию о внешней среде. Группы нейронов коры головного мозга изначально не объединены в нейронные сети, но благодаря поддержке (взаимному возбуждению) структур, способных поддерживать ритм возбуждения, группы нейронов коры, возбуждённые при определённой ситуации, становятся нейронной сетью. В дальнейшем мы можем использовать эту нейронную сеть коры, хранящую воспоминания о определённой ситуации, для того чтобы вспоминать, думать, мечтать и т.д. и т.п. То есть, как мы уже говорили раньше, мы воспринимаем информацию, вспоминаем её, думаем о ней сознательно и несознательно одними и теми же нейронами – нейронами, объединёнными в нейронную сеть мемстинкта.

То есть получается, что на всех этапах формирования памяти (как и любой другой нервной деятельности) может происходить возбуждение (в том числе и взаимное) из разных источников, но на первых этапах это возбуждение поддерживается за счёт улучшения взаимодействия отдельных нейронов (в основном с помощью NDMA-рецепторов), а в дальнейшем – за счёт улучшения связи между отдельными нейронными сетями, в том числе между нейронными сетями элементов мемстинктов, расположенных в коре головного мозга, и нейронными сетями инстинктов, расположенными в подкорковых центрах.

Важной отличительной чертой врождённых нейронных сетей инстинктов, расположенных в промежуточном, среднем, продолговатом мозге, является их возможность длительное время поддерживать ритм возбуждения. Эта особенность очень важна для сохранения сначала будущих нейронных сетей элементов мемстинктов, а затем и мемстинктов. К слову сказать, подобной особенностью – поддерживать ритм возбуждения – обладают и другие структуры мозга, например гиппокамп, миндалины и т.д. Благодаря наличию связей с активными (реконсолидируемыми) мемстинктами гиппокампа его даже ошибочно считают неким центром «первичного хранения информации», которая якобы впоследствии «переписывается в кору». Наша с вами теория позволяет понять, что гиппокамп и другие структуры не являются «временными хранилищами информации», а просто временно поддерживают в активном состоянии группы клеток коры, которые впоследствии станут мемстинктами, выступая в качестве одного из источников дополнительного возбуждения. Подробнее этот вопрос мы будем обсуждать в главе, посвящённой нейрофизиологам.

Когда учёные говорят о центрах бодрствования, они часто говорят о том, что мы называем инстинктами. Например, ретикулярные ядра моста, центральное серое вещество, ядра таламуса, голубое пятно, ядра гипоталамуса, также многие другие подкорковые ядра и их сочетания как раз и являются инстинктами в нашем понимании, то есть нейронными сетями, реагирующими на входящие сенсорные сигналы и усиливающими либо тормозящими возбуждение элементов мемстинктов.

В целом инстинкты расположены в ядрах ретикулярной формации, гипоталамусе, продолговатом мозге, мосту и других подкорковых центрах.

Нейронные сети инстинктов взаимодействуют друг с другом, тормозя или возбуждая другие инстинкты, а также нейронные сети гиппокампа и других структур, иногда образовывая сложные каскады возбуждающих или тормозящих структур. Чтобы полностью описать взаимодействие, потребуется провести большую работу и множество исследований, но тем не менее при всей сложности взаимодействия данных структур общий принцип взаимного возбуждения подкорковых нейронных сетей инстинктов и элементов мемстинктов, расположенных в коре, остаётся неизменным.

Мы уже говорили о том, что элементы первого уровня в ходе когнитивного взрыва сохраняются в коре мозга благодаря процессу, равнозначному импринтингу, но останавливается ли этот процесс с началом пубертатного периода? По всей видимости, нет. Несмотря на то что подавляющее большинство элементов первого уровня формируются в начале жизни, этот процесс не прекращается и у взрослых людей. В качестве примера можно привести факт запоминания деталей внешнего вида, запаха, тактильных ощущений и т.д. партнёра человека при активации инстинкта влюблённости.

Количество мемстинктов у каждого человека очень велико. потенциально за день мы запоминаем тысячи событий. Например, в эксперименте по обзору ёмкости зрительной памяти, проведённом Тимоти Ф. Брейди, Талией Конкл, Джорджом А. Альваресем в 2010 году[12], испытуемые с большой вероятностью запоминали 4672 сцены из 160 категорий, и это, конечно, не всё, что они запомнили за день. Да, сцены были небольшими и их можно расценивать как элементы памяти, прикрепляемые к реконсолидируемым мемстинктам; например, в эксперименте Ох Э., Бартон Б., Фогель Э. К. 2007 года[13] предъявляемые элементы памяти (фотографии дверей) состояли из отдельных деталей, которые можно уже можно интерпретировать как мемстинкт. Но тем не менее общая картина такова: каждый день мы можем консолидировать и реконсолидировать большое количество мемстинктов. Как мы помним, для того чтобы воспоминания превратились в мемстинкты, требуется поддерживать активацию этой группы нейронов в течение продолжительного времени, поэтому количество мемстинктов, возникающих за один период бодрствования, у человека ограничено, но тем не менее, по всей вероятности, речь идёт как минимум о многих и многих тысячах мемстинктов у обычного человека, не говоря уже о отдельных уникумах, запоминающих почти всё, что с ними произошло. Количество мемстинктов, которые мы можем одновременно активировать, очень велико: в экспериментах Рубина 1982 года[14] замотивированные испытуемые вспоминали 125 эпизодов прошлого в час. Другими словами, в сутки активируются как минимум десятки и сотни мемстинктов.

Размеры мемстинктов тоже могут быть различными. Как мы уже говорили, все элементы высокого уровня тоже изначально были мемстинктами, и некоторые совсем небольшими. С другой стороны, наша с вами теория, частично изложенная в данной книге, уже является мемстинктом, хранящимся в голове автора и других коллег, уже ознакомившихся с ней целиком, и, возможно, станет вашим мемстинктом. Объём данного мемстинкта или, например, объём мемстинкта книги «Война и мир» в силу индивидуальной изменчивости мемстинктов может меняться у разных людей, но всё равно состоять из значительного количества элементов разных уровней и других мемстинктов.

Возникновение эпизодов и историй сознания

Ниже мы будем с вами описывать разные способы возбуждения нейронных сетей. Можно насчитать как минимум 15 различных способов, причём многие из них могут быть задействованы одновременно. Один из них – наличие в межклеточной среде нейромедиаторов. Избыточное количество нейромедиаторов, соединяющихся с рецепторами, способствует активации нейрона, например, в случае если других источников возбуждения недостаточно для полноценной активации. При шизофрении избыточное количество катехоламинов может способствовать возбуждению тех нейронных сетей, которые в обычном состоянии оставались бы заторможенными. Таким образом, два мемстинкта, имеющих элементы, физиологически располагающиеся близко друг от друга, могут активироваться вместе при активации одного из них, то есть может возникнуть патологическая ассоциация, когда одно понятие кажется логически связанным с другим, хотя большинство людей взаимосвязи не находят. Именно поэтому люди с шизотипическим типом личности могут успешно заниматься творчеством, ведь процесс изобретения, придумывания слова и т.д. и т.п. – это, по сути, связывание различных мемстинктов. В некоторых случаях вторая нейронная сеть становится не просто ассоциативно связанной с первой, но начинает возбуждаться вместе с ней, а значит консолидируется с ней в один мемстинкт. Например, к вам вчера приходила ваша знакомая Катерина и просила вас помочь ей в каком-то вопросе. В норме мемстинкт, хранящий воспоминания об этом событии, имеет общие элементы с другими – например, слово «Катерина» с мемстинктом, хранящим школьные знания о Екатерине II, а значит, один мемстинкт может ассоциативно возбудить другой, но их нейронные сети не объединяются в одну. В случае если второй мемстинкт вследствие наличия дополнительного источника возбуждения, например избыточного количества катехоламинов, находится в перевозбуждённом состоянии, два эти мемстинкта могут начать возбуждаться одновременно и в результате консолидироваться в один. В итоге события начнут путаться у вас в голове и вам может казаться, что вчера к вам приходила то ли просто Екатерина, то ли Екатерина II и просила вас помочь ей то ли по домашним делам, то ли спасти родину. Если таких «бракованных» воспоминаний будет много, они смогут составить основу для формирования бреда.

Косвенным подтверждением такого механизма служить проведённая в 2017 году работа учёных из Джорджтаунского университета Вашингтона[15], показавших, что tDCS (микрополяризация, англ. Transcranial direct current stimulation – лечебный метод, позволяющий изменять функциональное состояние различных звеньев ЦНС под действием малого постоянного тока (до 1 мА)) улучшает креативность мышления. Участники эксперимента – здоровые молодые люди со сходным образованием и уровнем интеллекта – должны были находить ассоциативные связи между разными наборами слов. И те из них, кто подвергался электростимуляции, находили гораздо более нетривиальные аналогии.

В силу определённых причин у человека могут быть также ослаблены процессы торможения нейронов, позволяющие разделять разные нейронные сети. Представим, что имеющий такие нарушения заядлый рыбак посмотрел видеоролик, запечатлевший поимку огромного карпа. Мемстинкт просмотра видеоролика и мемстинкт «собственной рыбалки» могут начать последовательно возбуждаться у него вместе, что приведёт к их реконсолидации в один мемстинкт, и он с чистой совестью будет рассказывать своим знакомым, как он сам поймал огромного карпа.

Такое патологическое слияние различных нейронных сетей может быть вызвано многими причинами, которые в целом можно разделить на две группы: избыточное возбуждение нейронных сетей из разных источников и нарушения процесса разделения различных нейронных сетей.