Один день из жизни мозга. Нейробиология сознания от рассвета до заката - [58]

Эта идея непосредственно проиллюстрирована в увлекательном исследовании,[369] в котором испытуемые судили о течении времени, сталкиваясь с различными пространственными средами. В каждом эксперименте было три разных типа моделей: модели железной дороги, гостиной и абстрактные модели – каждая из них представлена в малом, «кукольном», и крупном масштабе. Меньший масштаб соотносился с ускорением субъективного течения времени.[370] Выявленная закономерность такова: чем крупнее масштаб, тем более продолжительным кажется временной отрезок.

Поскольку пространство и время так тесно связаны, это накладывает отпечаток на наше повседневное мироощущение. Обширные пространства – луга, озера и горы – могут создать эффект «растяжения» времени, как и грандиозные архитектурные сооружения, например соборы, поскольку такие места вызывают благоговение и спокойствие.[371] Но чтобы понять природу этих закономерностей, мы должны вернуться к поиску соответствующих механизмов в мозге.

Нейронные ансамбли, пространство и время

Теперь мы возвращаемся к нейронным ансамблям: мы можем вновь использовать их как Розеттский камень, связывающий физиологию с феноменологией, и посмотреть, как восприятие времени соотносится с аллегорией о камне, брошенном в воду. Мы уже знаем, что восприятие времени обусловлено свойствами входящих стимулов и никогда – наоборот.

Когда время тянется медленно, это соответствует интенсивному обороту ансамблей, которые из-за высокой конкуренции остаются небольшими. Подобное характерно для стрессовых ситуаций, а кроме того, типично для детей и больных шизофренией. В этот же сценарий, как ни парадоксально, вписывается состояние скуки, когда время тянется, потому что ни один стимул не является достаточно мощным, чтобы вызывать генерацию крупных ансамблей.

Однако иногда время, напротив, проходит незаметно. Когда мы занимаемся чем-то, что полностью овладевает нашим вниманием, например читаем хороший роман, оборот ансамблей в этом случае оказывается очень медленным. Но самым экстремальным примером – с ним мы столкнулись в начале главы – будет ощущение, будто пролетело лишь одно мгновение, в то время как мы пробуждаемся ото сна или после глубокой анестезии.

Если вновь обратиться к аллегории с камнями и прудом, в игру вступит еще один фактор. Так же как важны интенсивность стимула (сила броска), его значимость (размер камня), готовность к восприятию (вязкость водоема), важен и оборот ансамблей в течение определенного периода времени. Он имеет ключевое значение для определения сценария, который связывает полученный опыт с каждым конкретным моментом сознания.

Активность любого отдельного нейронного ансамбля исчезает во времени и пространстве спустя несколько сотен миллисекунд, и именно таков ключевой порог, выявленный Бенджамином Либетом и его коллегами для формирования сознания.[372] Таким образом, ни один ансамбль не может быть прямым коррелятом текущего сознания. Но что, если затухание каждого конкретного ансамбля впоследствии становится важным фактором для создания чего-то более значительного и гораздо более обширного? Это «что-то еще» было бы своего рода единой, целостной сущностью, охватывающей пространство и время. Давайте же разберемся, как такая гипотетическая вещь – это «что-то еще» – может быть реализована. Наиболее вероятный сценарий заключается в том, что во всем мозге происходит множественная генерация ансамблей, которые синергируют и суммируются в течение определенного периода времени.

Такой эффект до сих пор не выявлен в живом мозге при помощи экспериментальных методов – не в последнюю очередь потому, что мы еще не сформулировали, что именно нужно искать. Но теоретическая наука могла бы по крайней мере помочь нам сформировать гораздо более четкую картину того, какие именно процессы в мозге вносят вклад в формирование сознания. Давайте подумаем, как можно моделировать гипотетические нейронные ансамбли. Или продвинемся еще дальше и попытаемся выяснить, как несколько ансамблей способны взаимодействовать друг с другом в течение заданного временного интервала. Но прежде нам нужно определить необходимый и достаточный набор элементов, которые сделают возможным существование хотя бы единичного ансамбля.

Внутри ансамблей

Принято считать, что наименьшая функциональная структура для передачи информации в мозге – это синапс. Поэтому кажется естественным предположение, что динамика нейронного ансамбля будет определяться главным образом процессом синаптической передачи. Но если допустить, что ансамбль – лишь конгломерат синапсов, то общая картина была бы совсем иной, нежели та, что мы видим в реальности.

Границы ансамбля (см. рис. 2) простираются на расстояния, в несколько раз превышающие прогнозируемые согласно классическим представлениям о синаптической передаче.[373] Что касается времени, мы знаем, что для затухания активности в пределах ансамбля до 20 % от максимального уровня, требуется около 300 миллисекунд[374] и что потребуется еще больше времени, чтобы активность полностью исчезла.[375] Но помимо этого мы знаем, что временные рамки синаптической активности не превышают 20 мс.