С научной точки зрения, изучение сознания чем-то похоже на попытку описать сингулярность внутри черной дыры из иллюминатора космического корабля на его гравитационной орбите. Мы можем видеть, как черная дыра искажает и деформирует окружающее ее пространство: перегретая пыль и газ закручиваются спиралью внутрь, излучение и странные гравитационные волны распространяются наружу.
Но с внешней точки зрения наблюдение за сингулярностью внутри черной дыры невозможно. Горизонт событий блокирует все попытки. Точно так же, будучи внешними наблюдателями, мы не можем напрямую получить доступ к сознательным переживаниям других существ. Когда мы направляем научные инструменты, ориентированные на третье лицо, туда, где, как мы предполагаем, происходит ментальная жизнь — а именно, на мозг и тело в целом — мы видим только материю физической реальности: электрическую активность, нейрохимические вещества и ткани тела. Ни чувств, ни эмоций, ни любви. Наш собственный внутренний космос намерений, убеждений и снов познаем только мы сами.
Современная наука рассматривает сознание как результат нейронной активности, подобно программному обеспечению, создаваемому посредством материальной структуры мозга. Радикально новая теория предполагает нечто иное: мозг не только порождает сознание; скорее, само сознание может влиять на физическую динамику мозга и при этом оставляет физические следы.
Сложнейший вопрос науки
Содержание ментальной жизни и физическая реальность, в которой мы находимся, кажется, принадлежат двум различным областям. С тех пор как Рене Декарт впервые сформулировал проблему разума и тела в XVII веке, вопрос о том, как взаимодействуют эти два, казалось бы, несовместимых аспекта реальности. Эта несогласованность привела философов и ученых к тому, что они сводят один мир к другому, утверждая, что: либо «разум», либо «материя» являются более фундаментальными.
В последнее время такие философы, как Джозеф Левин и Дэвид Чалмерс, вновь сформулировали разрыв между физикой и чувствами как «объяснительный разрыв» или «трудную проблему». По крайней мере, на первый взгляд, кажется, существует принципиальное различие между описаниями материального и описаниями разума.
Несмотря на этот пробел, современная нейронаука добилась значительного прогресса в отображении нейронных коррелятов сознания (НКС). Ученые научились выявлять паттерны и области мозга, которые надежно отслеживают определенные состояния сознания. Но связь, как известно, не является объяснением. Отображение активности мозга, связанной с сознательным опытом, не говорит нам ни о том, почему этот опыт вообще существует, ни о том, играет ли он какую-либо причинную роль в физическом мире.
Современные теории сознания, как правило, пытаются преодолеть этот разрыв, приравнивая сознание к некоторому измеримому физическому свойству мозга. Но это допущение обладает недостатками. Оно незаметно заменяет субъективность количественной мерой нейронной активности. Сознание становится аналогичным числу, структуре или закономерности — абстрактному существительному, — а его определяющая черта, ощущение от первого лица, ускользает от нашего понимания.
Если мы серьезно отнесемся к подсказкам, оставленным нам природой, как это уже отмечали Декарт и другие, и воспримем невозможность физически определить сознание, не отвергая его при этом как некую иллюзию, эпифеномен или проекцию, то к чему это приведет нас, если мы захотим дать научное объяснение?
Информационная энтропия
Одно из перспективных направлений исследований — это изучение информационной энтропии в головном мозге. Впервые определенная Клодом Шенноном в 1948 году, информационная энтропия представляет собой математический способ измерения неопределенности или непредсказуемости информации. Первоначально разработанная для улучшения телекоммуникаций, энтропия Шеннона впоследствии была применена к нейронным сигналам, где она обеспечивает меру изменчивости нейронной активности в разных масштабах, от отдельных нейронов до нейронных сетей головного мозга.
Повышенный уровень нейронной энтропии, на уровне всего мозга, можно рассматривать как неожиданную тропическую грозу, прокатившуюся по мозгу, указывающую на более богатое, хаотичное и непредсказуемое состояние нейронной активности. Напротив, мозг имеет более низкую энтропию, когда «прогноз» более стабилен и предсказуем. Энтропия Шеннона дает нейробиологам способ измерения информационной турбулентности мозга во времени.
Применение теоретико-информационных мер, таких как энтропия, к изучению сознания не является чем-то новым. В 1990-х годах нейробиологи Джулио Тонони и Джеральд Эдельман использовали энтропию Шеннона в качестве основы для своей Интегрированной информационной теории (ИИТ) сознания, которая утверждает, что сознание аналогично интеграции и сложности нейронных сигналов.
Недавно Робин Кархарт-Харрис, нейробиолог из Имперского колледжа Лондона, предложил гипотезу энтропийного мозга (ЭГМ), показав, что измененные состояния сознания, от глубокой анестезии до сновидений и психоделических переживаний, могут быть соотнесены с различными уровнями нейронной энтропии. Психоделические состояния, например, связаны с высокой энтропией, в то время как глубокая анестезия характеризуется необычно низкой энтропией.
Однако новая концептуальная модель рассматривает проблему с другой точки зрения: прерывистые всплески нейронной энтропии могут не просто отражать уровни сознания, но и фактически являться признаками причинного влияния сознания на мозг.
Эта идея известна как теория вторжения, разработанная Томом Фрозе, когнитивным ученым из Окинавского института науки и технологий. Опираясь на ряд современных нейробиологических исследований, Фрозе указывает, что когда мы прилагаем сознательные усилия, например, когда пытаемся распознать особенность окружающей среды, решить проблему или проявить творческий подход, мозг демонстрирует измеримые всплески энтропии, которые нельзя полностью объяснить одними лишь физическими нейронными механизмами.
«Когнитивные усилия, двигательные усилия, усилия всех видов связаны с увеличением выработки энтропии в мозге, — объясняет Фрозе. — Поэтому уже стало своего рода стандартной практикой использовать как термодинамические, так и информационно-теоретические показатели энтропии в качестве индикаторов умственной работы».
Не рассматривая рост нейронной энтропии просто как результат повышения температуры из-за метаболизма мозга или как следствие неполного учета всех физических переменных, действующих в мозге, теория вторжения интерпретирует эти всплески энтропии как «следы» воздействия сознания на физическое тело. Мы, возможно, не можем напрямую увидеть, как сознание соприкасается с физическим мозгом, с помощью научных инструментов, но можно увидеть информационные волны его влияния, подобные гравитационным волнам, исходящим от черной дыры.
«Теория Фрозе — это новаторская теория сознания, которая серьезно рассматривает феноменологию в рамках надежного научного натурализма, — отмечает Роберт Лоуренс Кун, создатель и ведущий программы «Ближе к истине», а также создатель и куратор веб-сайта «Ландшафт сознания», который каталогизирует и классифицирует теории сознания. — Она объединяет новейшие теории энтропии мозга, резонансов и случайных колебаний в рамках широкой модели, основанной на телесном разуме и взаимосвязи мозга, тела и мира».
В отличие от теории интеграционного влияния Тонони, которая приравнивает сознание к интеграции и сложности системы, или теории энтропии Кархарта-Харриса, которая связывает сознание с различными уровнями энтропии, теория Фрозе предполагает, что само сознание вносит изменчивость в когнитивные системы, выводя мозг в новые состояния, которые иначе были бы недостижимы. В этой трактовке нейронная энтропия является не прямым измерением самого сознания, а измеримым индикатором его влияния.
«Повышенные показатели нейронной энтропии кажутся такими только потому, что мы не можем наблюдать через материальную среду значения, которые здесь задействованы, — добавляет Фрозе. — Другой способ взглянуть на это — увидеть скрытый аспект, нечто недоступное в рамках ограничений, которые мы можем измерить».
Поскольку мы не можем получить доступ к сознанию или измерить его так же, как другие физические переменные, его причинное влияние на физические структуры тела проявляется в виде всплесков непредсказуемости (с точки зрения измерения от третьего лица). И поскольку эта спонтанность совпадает с моментами, когда мы задействуем разум, чтобы влиять на мир, это открывает возможность для понимания того, почему мы вообще эволюционировали и обрели сознание.
Идея о том, что сознание оказывает причинное влияние на наше тело, бросает вызов точке зрения, господствовавшей со времен «Удивительной гипотезы» Фрэнсиса Крика, согласно которой сознательный опыт является всего лишь проекцией шумного гула мозговой активности.
Вместо этого, теория Фрозе рассматривает сознание как активный фактор, управляющий поведением, с потенциальными эволюционными преимуществами. Сознание могло развиться не просто как пассивный побочный продукт когнитивных состояний, а как важнейший механизм, обеспечивающий гибкость, новизну и адаптивность биологических систем в условиях неопределенности.
Согласно теории Фрозе, возможная адаптивная роль разума заключается в привнесении изменчивости и новизны в систему в критические моменты. Когда мы прилагаем умственные усилия, сознательные действия или волю, мы наблюдаем настоящий мозговой штурм. Мозг в целом становится более хаотичным, отражая внедрение в его поведение исследовательской изменчивости и потенциальных путей решения проблем.
Физик Сара Аймари Уокер в книге «Жизнь, какой ее никто не знает» (Life as No One Knows It) утверждает нечто подобное: чем больше возможных вариантов будущего может представить разум, тем лучше он подготовлен к ориентации в неопределенном мире. Всплески энтропии во время сознательного принятия решений могут свидетельствовать именно об этом распутывании возможностей в мозге.
За пределами биологии
Если сознание оставляет физический отпечаток в биологическом мозге, можем ли мы обнаружить подобные следы в других интеллектуальных системах? По мере того как ИИ и другие технологические системы становятся все более совершенными, этот вопрос может стать не просто философским, но и измеримым.
Демонстрируют ли крупные языковые модели или другие системы ИИ всплески энтропии, соответствующие целенаправленным результатам в новых контекстах? Могут ли это быть первые измеримые признаки искусственного разума? Теория Фрозе предлагает способ ответить на вопрос о внутренней ментальной жизни извне.
Помимо возможности измерения присутствия разума в иных системах, гипотеза о том, что сознательные усилия вызывают всплески энтропии на уровне нейробиологии, также дает научное понимание того, как сознание и физическое тело связаны друг с другом. Она выдвигает проверяемое утверждение: периоды повышенных умственных усилий будут совпадать с увеличением показателей нейронной энтропии.
Если сознательная воля действительно оказывает влияние на мозг, внося изменчивость, то стоит задаться вопросом, как различные качества опыта приводят к различным «вариантам» воздействия. Например, состояние стресса может формировать структуру нейронной изменчивости, влияя на величину или степени свободы. Сознательные качества, такие как наш эмоциональный тон, сложность мышления или концентрация внимания, могут существенно ограничивать то, как сознание отражается в динамическом ландшафте мозга.
Можно рассматривать предположение о том, что скрытое в процессе наблюдения сознание оказывает причинное воздействие на физические аспекты нашего бытия, как шаг назад в дуалистическую область, от которой когнитивные науки уже отошли. Однако, теория вторжения описывает сознание и мозг как причинно-следственную связь. Это подразумевает, что как ментальные, так и физические аспекты нашего бытия принадлежат к одной и той же реальности.
Психические и физические особенности мира кажутся различными из-за нашего взгляда. Различие между разумом и материей, согласно теории Фрозе, носит эпистемологический характер (то, как мы к ним относимся), а не онтологический (то, какова их глубинная природа). Тот факт, что мы не можем наблюдать сингулярность в центре черной дыры извне, не означает, что она принадлежит к другой фундаментальной части реальности.
«Я действительно думаю, что в когнитивной нейробиологии и, возможно, в биологии в целом можно добиться значительного прогресса, если мы примем тот факт, что существуют вещи, которые имеют значение, но их нельзя измерить напрямую, — считает Фрозе. — Похоже, это обычная практика в науке, в физике есть много случаев, когда у нас есть очень косвенные доказательства того, что вещи действительно имеют значение, например, темная материя. То же самое верно и для сознания, мы не можем измерить его напрямую, но весь наш мир основан на предположении, что оно действительно имеет значение».
Как отмечает Фрозе, то же самое можно сказать и о темной материи или темной энергии. Нам еще предстоит (а, возможно, никогда не удастся) напрямую зафиксировать эти явления Вселенной, как мы это делаем с обычной материей. Но это не значит, что они не играют никакой роли во Вселенной или не существуют в особой категории бытия. Они являются частью природы, так же как и сознание.
Сообщение Материя и мысль: новая теория объясняет вспышки нейронной активности появились сначала на Идеономика – Умные о главном.