Искусственный интеллект - [40]

В решении проблемы «сознание и мозг» можно выделить два основных подхода, которые не исключают, а взаимно дополняют друг друга. Первый их них - представление о том, что субъективный опыт возникает на основе поступательного распространения возбуждения от первичных зон коры к структурам более высокого уровня, к которым, в первую очередь, относится лобная кора. Она обладает тремя уникальными свойствами: способностью к оперированию абстрактными символами, запоминанию временной последовательности происходящих событий и наличием центров речи. Эти три качества могут быть непосредственно соотнесены с признаками сознания.

Второй подход основан на предположении, что субъективный опыт возникает в результате определенной организации процессов мозга и

Работа выполнена при поддержке Российского гуманитарного научного фонда (проект № 05-06-06-215а), программы Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине» и программы ОБН РАН «Интегративные механизмы регуляции функций и организмов».

сопоставления в зонах коры вновь поступившей информации с той, которая извлечена из памяти. Благодаря этому информация о внешних событиях как бы проецируется на индивидуальный опыт субъекта, встраиваясь в личностный контекст. Данная гипотеза в настоящее время разделяется большим числом авторов. Впервые от была выдвинута нами в 1970-х годах в результате проведенных исследований мозговых механизмов ощущений.

Механизмы ощущений

В работе была поставлена задача сравнить количественные показатели физиологии и психологии, описывающие ответ на поступивший сигнал. Исследуемый решал задачу по различению интенсивности двух раздражителей. На предъявляемые стимулы записывалась электрическая активность мозга в виде так называемых вызванных потенциалов (ВП), то есть ответа мозга на сигнал от органов чувств. Для получения количественных параметров ощущений были использованы методы психофизики, то есть «науки о количественном соотношении души и тела», как определил эту науку ее основатель К.Фехнер. В данном случае были применены методы теории обнаружения сигнала, которая рассматривает восприятие как результат взаимодействия сенсорных и мотивационных факторов.

После получения соответствующих количественных показателей (физиологических и психологических) вычислялись корреляции между ними. Наиболее существенной была корреляция промежуточных волн ВП с обоими факторами восприятия: показателем сенсорной чувствительности d» и критерием решения. Эта двойная корреляция отражала синтез информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры. Пиковая латентность соответствующих волн ВП составляла около 150 мс.

Принципиально важно, что это время достаточно точно совпало со временем возникновения ощущений, полученным ранее в психофизических экспериментах. В основном, эти измерения были проведены с использованием феномена «обратной маскировки». Суть ее заключается в том, что, если после первого слабого стимула через короткий интервал следует второй, более сильный, первый стимул не воспринимается. Постепенно увеличивая промежуток времени между первым и маскирующим сигналом, можно найти интервал, при котором маскирующий эффект исчезает, так как ощущение на первый сигнал уже сформировано. Таким путем было установлено, что ощущение появляется примерно через 150 мс после действия стимула. Наиболее точные данные были, однако, получены в начале 1990-х годов, когда в качестве маскирующего сигнала была использована прямая транскраниальная стимуляция коры коротким магнитным импульсом. Полученные здесь данные также показали цифры, близкие к приведенным выше. При этом существенно, что магнитный импульс вызывал маскирующий эффект только в том случае, когда он прикладывался к проекционной, в данном случае, зрительной коре, то есть только там, где наблюдалась описанная выше двойная корреляция волн ВП с показателями восприятия. Все эти данные свидетельствовали о том, что ощущение возникает значительно позднее прихода сенсорных импульсов в кору и, следовательно, является результатом сложной организации нервных процессов, которая и была изучена в нашей работе.

Основываясь на данных о физиологическом генезе волн вызванного потенциала, нами был описан механизм, обеспечивающий информационный синтез. Он включал кольцевое движение возбуждения из проекционной коры в ассоциативную кору (височную для зрительных стимулов), затем в область гиппокампа, мотивационные центры гипоталамуса с последующим возвратом по системе диффузных проекций в кору, включая и зоны первичной проекции. Условно этот цикл был назван нами «кругом ощущений». Суть его в том, что он обеспечивает сравнение сенсорного сигнала со сведениями, извлеченными из памяти, что, как мы предполагаем, и лежит в основе перехода физиологического процесса на уровень психических, субъективно переживаемых явлений. Эти представления были обозначены как гипотеза информационного синтеза.

За прошедшие 25 лет в литературе появилось много работ, подтверждающих эти мысли, включая как данные о топографии отделов мозга, входящих в «круг ощущений», так и использование самой идеи возврата возбуждения для объяснения механизмов сознания. Среди последних работ наиболее фундаментальны исследования Дж.Эдельмана, нобелевского лауреата за изучение структуры антител, который так же, как и Ф.Крик, а до него И П Павлов, после получения этой высшей научной награды стал заниматься проблемами сознания. Дж.Эдельман использовал термин «повторный вход (re-entering)». Созданная им нейробиологическая теория сознания и сам термин повторный вход получили достаточно широкое распространение. Повторный вход обеспечивает и интеграцию отдельных признаков стимула в единый образ. Исследованиями последних лет показано, что в такой интеграции важную роль играет гамма-ритм ЭЭГ с частотой около 40 Гц, который возникает, как правило, примерно через 100 мс после стимула.