Механизмы творческой деятельности

Многие представители творческих профессий — ученые, изобретатели, писатели — отмечают, что важные, критические этапы в их деятельности носят интуитивный характер. Решение проблемы приходит внезапно, а не в результате логических рассуждений. Творчество в своей основе представлено механизмами сверхсознания (Симонов П.В., 1975). Если сознание вооружено речью, мате-

магическими формулами и образами художественных произведений, то язык сверхсознания — это чувства, эмоции. Творческий процесс приводит не только к расширению сферы знания, но и к преодолению ранее существовавших, принятых норм.

Выделяют три основных этапа творческого процесса: замысел, рождение догадки; генерацию различных гипотез, включая самые фантастические, для объяснения данного явления; критический анализ и отбор наиболее правдоподобных объяснений, которые протекают на уровне сознания.

Озарение, открытие, нахождение пути решения проблемы возникают в виде переживания, чувствования, что выбранное направление — то самое, которое заслуживает внимания. И здесь решающая роль принадлежит чувству, интуиции — языку сверхсознания. Многие изобретатели отмечают, что догадка возникает в виде расплывчатого образа, который только еще должен быть выражен словами. Однако внезапность появления догадки, озарения — кажущаяся, так как она является следствием интенсивной мыслительной работы человека, поглощенного увлекающей его проблемой или художественным произведением.

По мнению Р.А. Павлыгиной и П.В. Симонова, доминанта имеет отношение к явлениям озарения, инсайта, составляющим центральное звено творческого процесса. Внезапное отключение доминантного состояния может приводить к внезапному замыканию ассоциаций (установлению неожиданных связей). В опытах на кроликах показано, что при голодной доминанте, создаваемой естественной пищевой депривацией, любое побочное воздействие, включая обдувание глаза воздухом, вызывает не только мигательную, но и жевательную реакцию. Если голодному животному непосредственно после обдувания воздухом глаза дать пишу и тем самым снять доминантное состояние, то это приводит к формированию стабильного инструментального рефлекса. При повторном воспроизведении такой же доминанты кролик стремится регулировать свое состояние, демонстрируя мигательную реакцию, которая только один раз сопровождалась устранением доминанты.

Другое явление, которое также имеет отношение к творческому мышлению, — это установление ассоциации между подпороговы-ми раздражителями. Совмещение подпороговой стимуляции лапы и круговой мышцы глаза приводило к формированию связи между мигательной реакцией и движением лапы (Павлыгина Р.А., 1990). Ее можно было выявить, заменив подпороговые раздражения над-пороговыми: стимуляция лапы вызывала мигательную реакцию, а раздражение глаза сопровождалось двигательной реакцией конечности (двусторонняя связь, по Э.А. Асратяну).

Таким образом, доминанта сильно напоминает мотивацион-ное состояние, во время которого на основе видового и приобретенного опыта актуализируются ассоциации между стимулами, а также между стимулами и реакциями. В процессе анализа этой информации могут быть выявлены ранее скрытые (подпороговые) связи, которые приведут к новому видению проблемы. Явление внезапного формирования устойчивых ассоциаций в результате устранения доминантного возбуждения исследователи рассматривают как нейрофизиологический механизм творческого озарения.

Творчество— создание нового из старых элементов во внутреннем мире. Создание нового продукта вызывает положительную эмоциональную реакцию. Это положительное эмоциональное состояние служит наградой творческому процессу и стимулирует человека действовать в том же направлении.

Выявление нового аспекта в когнитивных процессах обусловлено работой детекторов новизны, которые способны улавливать новое не только во внешнем, но и во внутреннем мире — новые мысли, новые образы. Ориентировочная реакция возникает при этом не на изменение внешнего сигнала, а на преобразование внутреннего образа. При этом она сопровождается положительным эмоциональным переживанием и сама является эмоциональным подкреплением. Детекторы новизны обладают высокой чувствительностью, они сразу же фиксируют факт появления новой мысли еще до того, как она будет оценена. Осознание появления новой мысли сопровождается творческим волнением, которое стимулирует умственную работу. И только после появления эмоциональной реакции мысль начинает критически оцениваться. Таким образом, неосознанное сопоставление разного рода информации, содержащейся в памяти, порождает новую мысль. Ее последующая оценка осуществляется путем сравнения этой мысли с другими, ранее уже осознанными. Следовательно, продукция нового осуществляется главным образом в подсознании, а его оценка — на уровне сознания.

Процессы творческого мышления могут быть рассмотрены с точки зрения взаимоотношения ориентировочного и оборонительного рефлексов. Известно, что стресс с высоким уровнем напряженности выражает защитную, оборонительную реакцию, которая дезорганизует когнитивные функции человека. Согласно закону Йеркса—Додсена существует так называемое оптимальное функциональное состояние, определяющее наиболее высокую эффективность деятельности. Изучение механизма оптимизации функционального состояния приводит к представлению о его связи с ориентировочным рефлексом. Наличие интереса, увлеченность работой — те предпосылки, которые определяют уровень ее успешности.

Творчество связано с развитием потребности в познании, в получении новой информации, которая достигается в процессе ориентировочно-исследовательской деятельности. Последнюю можно рассматривать как цепь ориентировочных рефлексов. Каждый из ориентировочных рефлексов обеспечивает получение определенной порции информации.

Творческое мышление— это ориентировочно-исследовательская деятельность, обращенная к следам памяти в сочетании с поступающей актуальной информацией.

Ориентировочный рефлекс как выражение потребности в новой информации конкурирует с оборонительным рефлексом, который является выражением агрессии или страха, тревоги (ОгасЬат Р.К., 1997; Данилова Н.Н„ 1995).

Особыми формами оборонительного поведения являются депрессия и тревожность, которые, тормозя ориентировочно-исследовательскую деятельность, снижают творческие возможности человека. Депрессия и тревожность могут возникать под влиянием длительного неуспеха в преодолении конфликтных ситуаций. Развиваясь, они ведут к соматическим нарушениям, которые, образуя контур обратной положительной связи, еще больше углубляют депрессию и тревожность. Разорвать этот круг самоусиления пассивно-оборонительного поведения, приводящего к снижению творческих возможностей человека, можно лишь путем устранения конфликтов и оказания психотерапевтической помощи. В качестве основы «креативной психотерапии» можно рассматривать создание у индивида творческой установки, усиление его ориентировочно-исследовательской деятельности, которые обычно тормозят оборонительную доминанту, способствуя раскрытию творческих способностей. Такая креативная установка может быть элементом процесса непрерывного образования человека, в силу того, что она стимулирует его заинтересованность в получении новой информации.

Ориентировочный рефлекс находится в реципрокных отношениях не только с пассивно-оборонительной, но и с активно-оборонительной формой поведения — аффективной агрессией. Длительные психологические конфликты могут вызывать функциональные изменения, выражающиеся в понижении порога аффективной агрессии. В результате незначительные воздействия провоцируют агрессивное поведение. Такое снижение порога агрессивного поведения иногда наблюдается в период полового созревания в результате нарушения медиаторного баланса. Одним из радикальных способов снижения агрессивности может быть стимуляция ориентировочно-исследовательской деятельности.

Таким образом, стимуляцию ориентировочно-исследовательской активности можно рассматривать как основу развития творческого потенциала человека и психотерапевтический способ подавления депрессии, тревожности и агрессивности — основных факторов, препятствующих творческому самовыражению человека.

Реципрокный характер взаимоотношений ориентировочного и оборонительного рефлексов наиболее отчетливо проявляется в реакциях сердечного ритма. Тип реакции в виде редукции мощности сосудистой и дыхательной модуляций СР, роста ЧСС, индекса напряжения (ИН), уменьшения величины стандартного отклонения КК-интервала выражает оборонительный рефлекс. Противоположный тип реакции характеризует ориентировочный рефлекс:

одновременно с падением ЧСС (одним из компонентов ориентировочной реакции) усиливается дыхательная и сосудистая модуляция К.К- интервале в. Параллельно падает ИН, а стандартное отклонение, характеризующее вариабельность СР, растет.

Появление ориентировочного или оборонительного рефлекса в составе когнитивной деятельности зависит от типа информационной нагрузки и ее сложности, а также от индивидуальных особенностей субъекта и прежде всего от его личностной тревожности, устойчивой индивидуальной склонности более или менее часто отвечать на различные события как на потенциально опасные. Изменение СР по оборонительному типу преобладает при решении арифметических задач. Последние часто создают стрессовую ситуацию, так как многими людьми процедура выполнения арифметического теста связывается с оценкой их интеллектуальных способностей. Лица с высоким уровнем личностной тревожности реагируют даже на стандартную информационную нагрузку преимущественно оборонительными реакциями в виде редукции сосудистой и дыхательной модуляций СР совместно с ростом ЧСС и ИН. Стресс, тревожность тормозят ориентировочную реакцию и усиливают оборонительные, что приводит к подавлению творческой активности человека (Данилова Н.Н., 1995).

Рассматривая нейроанатомические основы творческого мышления, П.В. Симонов связывает его с функциями следующих структур мозга. Ядра миндалины выделяют доминирующую мотивацию, которая стимулирует поиск недостающей информации, необходимой для решения определенной проблемы. Другая структура лим- бической системы — гиппокамп— обеспечивает расширенную актуализацию следов, извлекаемых из памяти и служащих материалом для формирования гипотез. У человека гиппокамп доминантного полушария вовлечен в анализ следов словесных сигналов, а правого полушария — в обработку следов от невербальных стимулов.

Предполагается, что сами гипотезы генерируются в лобных отделах иеокортекса. В правом полушарии происходит их первичная эмоционально-интуитивная оценка, при этом исключаются заведомо нереальные предположения. Левые лобные доли выступают и роли критика, который выполняет отбор гипотез, наиболее достойных внимания. Взаимодействие правых и левых лобных долей обеспечивает тот диалог двух голосов— фантазирующего и критического, который знаком почти всем творческим личностям. ^Функциональная асимметрия двух полушарий мозга, в сущности, служит сегодня наиболее приемлемой нейробиологической основой взаимодействия осознаваемых и неосознаваемых компонентов творческого процесса» (Симонов П.В., 1993. С. 75).

Механизмы интуиции при решении различного рода когнитивных задач с учетом межполушарного взаимодействия были исследованы Н.Е. Свидерской (1997). Используя метод компьютерной топоскопии синхронных биотоков мозга при одновременном отведении ЭЭГ от 48 электродов, она определяла фокусы максимальной активности во время решения задач, требующих различных способов обработки информации: симультантного и сукцес-сивного. Симультантный метод служит для одновременного анализа множества элементов информации. Его связывают с функциями правого полушария. Сукцессивный метод представляет поэтапную обработку информации и относится в основном к деятельности левого полушария. Оказалось, что при решении вербальных и невербальных задач фокус активности определяется не качеством или содержанием информации, а способом ее анализа. Если задание требовало сукцессивного метода, фокус активности возникал в передних областях левого полушария, а при выполнении симультантных заданий он был локализован в задних зонах правого полушария. При решении нестандартных задач, при незнании их алгоритма, когда требуется использовать интуитивные формы мышления, активация доминирует в задних отделах правого полушария. Такую же картину можно было видеть у испытуемых, правильно описывающих характер и условия жизни человека по его портрету или местности по ее отдельным фрагментам. Успешное выполнение такого задания возможно только на основе интуитивной оценки. У субъектов, которые давали неправильное описание человека и местности, фокус активности возникал в передних областях левого полушария. Автор связывает правополушарный фокус активации с симультантным способом обработки как осознаваемой, так и неосознаваемой информации.

Вместе с тем симультантный способ обработки, позволяющий оперировать одновременно большим число элементов — целостным

представлением объекта, более адекватен для работы с неосознаваемой информацией. Установлено, что при автоматизации навыка (обучении цифровым кодам ЭВМ), т.е. при переходе от осознаваемого уровня анализа к неосознаваемому, фокус активации из передних областей левого полушария смещается в задние зоны правого.

Снижение уровня осознания болевой стимуляции, вызванной гипнотической аналгезией, коррелирует с падением активности в передних зонах левого полушария. Левополушарный фокус активности указывает на сукцессивный способ обработки информации, предполагающий анализ материала на осознаваемом уровне.

Совместная деятельность обоих полушарий, каждое из которых использует свои методы обработки информации, обеспечивает наиболее высокую эффективность деятельности. С усложнением задачи необходимо объединение усилий обоих полушарий, в то время как при решении простых задач латерализация фокуса активности вполне оправдана. При решении нестандартных, творческих задач используется неосознаваемая информация. Это достигается совместной деятельностью обоих полушарий при хорошо выраженном фокусе активности в задних отделах правого полушария.

Глава 10 СОЗНАНИЕ

ЧТО ТАКОЕ СОЗНАНИЕ?

О том, что представляет собой сознание, высказывается большое разнообразие мнений. Можно определять сознание как субъективно переживаемую последовательность событий, противопоставляемых бессознательным процессам, например таким, которые возникают в вегетативной нервной системе. Часто сознание связывают с осведомленностью человека о том, что с ним происходит или что он воспринимает. Осведомленность не является общим свойством всех процессов обработки информации. Принято считать, что сознание отсутствует во время медленного сна и у глубоко анестезированного животного. Однако парадоксальный сон ряд исследователей относят к некоторым особым формам сознания. Хотя во время сна когнитивные процессы не полностью нормальны и долговременная память не функционирует, тем не менее сновидения, по-видимому, обладают какими-то свойствами сознания (Спс1< Р., Косп СЬ., 1990). При легкой анестезии или состояниях, 295

вызываемых современными лекарственными препаратами, подавляющими чувствительные к ним рецепторы, кажется, что сознание также частично присутствует.

Среди разных позиций следует выделить два принципиально различающихся подхода к определению сознания. Одно из них возникло в философии. Сознание рассматривается как совокупность некоторых когнитивных операций, связанных с субъективным переживанием своих мыслей, чувств, впечатлений и возможностью передать их другим с помощью речи, действий или продуктов творчества. Этот взгляд разделяется П.В. Симоновым, рассматривающим сознание как совместное знание. Он пишет: «Сознание есть знание, которое с помощью слов, математических символов и обобщающих образов художественных произведений может быть передано, стать достоянием других членов общества, в том числе других поколений, в виде памятников культуры» (Симонов П.В., 1993а.С. 213).

Э.А. Костандов в своих экспериментальных многолетних исследованиях пришел к сходному заключению. Он подчеркивает, что «...решающим звеном в структурно-функциональной системе мозга человека, организующей физиологическую основу осознания раздражителей внешней среды, согласно предлагаемой нами гипотезе, является активация временных связей между воспринимающими и гностическими участками коры больших полушарий с двигательной речевой областью» (Костандов Э.А., 1994. С. 902).

Неосознаваемые процессы обработки информации, о влиянии которых субъект не отдает себе отчета, принято относить к категории бессознательного- П.В. Симонов (1987) предлагает выделять три группы проявления бессознательного. Первая группа ~ досоз-нательное. Оно охватывает наши биологические потребности, выражающиеся в безусловных рефлексах и врожденных формах поведения (инстинктах), а также в генетически заданных свойствах темперамента.

Вторая группа бессознательного — подсознание. К ней относится все то, что ранее уже было осознано и вновь может стать осознаваемым в определенных условиях. Это различные автоматизированные навыки, стереотипы автоматизированного поведения. К ним же относятся неосознаваемые побудители деятельности (мотивы, смысловые установки), глубоко усвоенные человеком нормы поведения, вытесненные из сферы сознания мотивационные конфликты. В процессе эволюции подсознание возникло как средство защиты сознания от лишней работы и непереносимых нагрузок. Оно предохраняет человека от излишних энергетических трат, защищает от стресса.

К подсознанию П.В. Симонов относит и те проявления ннту-ииии, которые не связаны с порождением повой информации, но предполагают лишь использование ранее накопленного опыта. Примером может служить правильный диагноз, поставленный опытным врачом при беглом осмотре пациента. Нередко врач не может объяснить, какие именно симптомы побудили его прийти к такому заключению.

Указывая на различия сознания и подсознания, П.В. Симонов отмечает: «Если сознание вооружено речью, символикой математических формул и образным строем художественных произведений, неосознаваемое психическое сообщает сознанию о результатах своей деятельности переживанием чувств, т.е. эмоцией» (Симонов П.В., 1993а. С 215). Такая форма психического отражения, как эмоция, не относится к категории осознаваемых явлений. Для перевода на уровень сознания требуются дополнительные операции, связанные с обработкой символьной информации.

Одной из наиболее характерных черт подсознания является его консерватизм. В работах Э.А. Костандова экспериментально продемонстрирована трудность угасания условных реакций, выработанных при подкреплении неосознаваемых и эмоционально окрашенных стимулов (Костандов Э.А., 1983). Они плохо поддаются воздействию тех психотропных веществ (диазепаму), которые влияют на осознаваемые условные рефлексы (Арзуманов Ю.Л- и др., 1990). Усвоенные на уровне подсознания условные рефлексы приобретают императивность, жесткость, присущую безусловным рефлексам. Отсюда возникает иллюзия врожденности некоторых проявлений бессознательного («голос крови», «классовый инстинкт»). Подсознательное из-за своего консерватизма лишено творческого начала, которое предполагает преодоление устоявшихся норм, правил (Симонов П.В., 19936).

Третью группу бессознательных явлений составляет сверхсознание, или интуиция, связанная с процессами творчества, которые не контролируются сознанием. Термин «сверхсознание» заимствован у К.С. Станиславского и идентичен термину «подсознательное». Сверхсознание — источник новой информации, гипотез, открытий. Под сверхсознанием понимается высший этап творческого процесса. Его нейрофизиологическая основа — трансформация следов памяти и порождение из них новых комбинаций, создание новых временных связей, порождение аналогий. За сознанием остается функция отбора гипотез на основе их логического анализа. Сверхсознание (интуиция) всегда «работает» на удовлетворение потребности, устойчиво доминирующей в иерархии мотивов субъекта. В отличие от подсознания деятельность сверхсозна-

ния не осознается ни при каких условиях. Сознание оценивает лишь результаты деятельности сверхсознания- «Если подсознание защищает сознание от излишней работы и психологических перегрузок, то неосознаваемость творческой интуиции есть защита от преждевременного вмешательства сознания, от давления ранее накопленного опыта» (Симонов П.В.,)993а).

Другое определение сознания имеет своим истоком экспериментальную физиологию. Оно рассматривает сознание как определенное состояние бодрствующего мозга или как уровень реактивности мозга. Данная точка зрения предполагает существование различных уровней сознания — от глубокой комы до полного бодрствования. В медицинской практике именно это содержание вкладывается в понятие сознания. Появление движений глаз является одним из признаков выхода пациента из комы. В НИИ нейрохирургии им. акад. Бурденко выделяют 7 последовательных стадий восстановления сознания и психических функций по поведенческим показателям:

1) открывание глаз, 2) фиксация взора и слежение; 3) различение близких; 4) восстановление понимания обращенной речи; 5) восстановление собственной речи; 6) амнестическая спутанность сознания', 7) восстановление формально ясного сознания.

Изучение угасания, выключения и восстановления сознания по параметрам ЭЭГ показало высокую информативность среднего уровня когерентности ЭЭГ для определения степени нарушения сознания (Добронравова И.С., 1996; Болдырева Г.Н. и др., 1993). Выявлено несколько уровней угнетения сознания по показателям среднего уровня когерентности ЭЭГ, по типу электрической активности мозга и характеру ЭЭГ-реакций на сенсорные раздражители.

При угнетении сознания на стадии глубокой комы при общем снижении среднего уровня когерентности ЭЭГ наблюдается преобладание правополушарной асимметрии по показателю когерентности ЭЭГ преимущественно в центральной зоне и в диапазоне тета-ритма (5 Гц). В условиях развития терминальной комы преобладает левополушарная асимметрия ЭЭГ с большей представлен-ностью в лобной области и в диапазоне медленных дельта-волн. Левополушарная асимметрия когерентности ЭЭГ в диапазоне альфа-ритма преимущественно в височно-центральных отделах — предвестник восстановления речевой функции. На разных стадиях угнетения сознания наиболее сильным активирующим эффектом, благотворно влияющим на процесс восстановления сознания, обладают эмоционально значимые раздражители (слова, обращенные к пациенту). При летальном исходе сначала исчезает реакция

на свет, затем на звук и последней — на боль. С выходом из комы восстановление ЭЭГ-реакций идет в обратном порядке.

Интересная гипотеза о сне, как особой форме сознания, принадлежит И.И. Пигареву (Р1§агеу 1.М., 1994). Он полагает, что мозг во сне не отдыхает, так же как не отдыхают и наши внутренние органы. И во сне мозг продолжает выполнять стандартные операции над входными сигналами. Пачечная активность нейронов, которую мы наблюдаем во сне, по мнению автора, отражает их ответы на интероцептивную стимуляцию. Регистрируя электрическую активность одиночных нейронов коры спящих обезьяны и кошки, он нашел, что нейроны зрительной сенсорной и ассоциативной коры (VI, У2, У4), а также сенсомоторной области (поле 5) отвечают на электрическую стимуляцию желудка и других внутренних органов. Таким образом, структуры мозга, которые в бодрствовании обрабатывают информацию, поступающую от экстероцептив- ных стимулов, во сне настраиваются на восприятие и обработку интероцептивной информации. Обработка информации от эксте-роцептивных воздействий и интероцепции осуществляется в одних и тех же структурах мозга, но не одновременно. Информация о внешнем мире обрабатывается днем, а о состоянии внутренней среды, внутренних органов — во сне.

Много исследований посвящено изучению взаимодействия коры и внутренних органов. Во многих из них сообщается о вызванных потенциалах коры и таламуса на электрическую стимуляцию внутренних органов, механические, химические раздражения инте-роцепторов. Первичные ответы на висцеральную стимуляцию (с латенцией около 30 мс) были получены в некоторых участках соматосенсорной и ассоциативной коры. Вторичные ответы с большей латенцией (до 100 мс) практически можно записать от всей кортикальной поверхности. Однако все реакции коры на раздражение внутренних органов были получены в острых опытах на животных с анестезией. И их не удается зарегистрировать у неанестезированного животного.

Таким образом, в бодрствовании результаты обработки эксте-роцептивной информации достигают сознания и используются для организации поведения. Во сне мозг обрабатывает сигналы от ин-тероцепторов и принимает участие в гомеостатической регуляции (метаболизме, росте, регенерационных процессах, иммунных ответах и др.). Однако эта активность мозга не достигает того уровня сознания, когда мы это осознаем. И.Н. Пигарев предполагает, что существует специальный механизм, который в бодрствовании блокирует обработку висцеральных сигналов, а во сне — экстероцеп-тивных. Такая структура аналогичным образом должна действовать

на моторные реакции. И такая блокада действительно известна как мышечная атония во сне.

Кроме того, на анестезированных животных показано, что электрическая стимуляция коры вызывает реакции в висцеральных органах. Они исчезают сразу же, как только животное выходит из-под наркоза. Следовательно, управляющие кортико-футальные сигналы коры во сне направляются не к моторной системе, а к внутренним органам. С пробуждением они меняют свою направленность, переключаясь на регуляцию поведения и тесно связанную с ним моторную систему. Механизм, который переключает эксте-роцептивные и интероцептивные потоки сигналов для обработки информации, скорее всего должен быть локализован в центрах сна ствола мозга (Р1@агеу 1.М., 1997).

Сознание может быть широким или узким. Широту сознания определяет количество каналов распространения локальной активации, модулирующей информационные сети нейронов. Чем больше задействовано локальных модуляторов, тем шире сознание. Частичное выключение локальных модуляторов приводит к сужению поля сознания. Это можно наблюдать при гипоксии, когда в ЭЭГ лобных отделов коры локально усиливаются медленные волны, сопровождающиеся эйфорией и нарушением операций планирования.

В процессе развития сна могут быть выделены различные уровни сознания. Исследование активности ассоциативных зон коры у кошки и обезьяны, когда они выполняли сложное задание — опознание целевого стимула с отсроченной реакцией, показало, что сон развивается в коре парциально, охватывая прежде всего ассоциативную кору (Р1@агеу 1.М., 1997). В этих опытах животному в центре экрана демонстрировали одну линию, после паузы 0,5— 1,5 с давали тестовый стимул, содержащий набор линий, среди которых могла быть или не быть линия-образец, которая перед этим была показана. Животное должно было сообщать о присутствии или отсутствии образца в составе тестового стимула, нажимая на одну из двух педалей. Правильный ответ подкреплялся небольшой порцией детского молочного питания. Иногда животное впадало в дремотное состояние, особенно если получало много молочного пищевого подкрепления, однако при этом оно продолжало правильно выполнять задания. У нейронов ассоциативной зрительной коры (в области У4) такого животного можно было наблюдать пачечный тип активности, характерный для сна, и ослабление или даже полное исчезновение их реакций на зрительные стимулы, с которыми животное работало, решая задачу. В отличие от нейронов ассоциативной коры нейроны первичной зрительной коры (в об-

ласти VI) сохраняли нормальные ответы на зрительные стимулы даже при появлении ЭЭГ-призиаков сна в ассоциативной коре.

Характер изменений нейронной активности в ассоциативной коре позволяет предположить существование локального сна. Последний прежде всего захватывает нейроны, рецептивные поля которых находятся на периферии зрительного поля. Таким образом, даже в пределах зрительной коры сон не развивается синхронно. Процесс распространяется в направлении от периферии к центру ассоциативной коры, возможно, возникая в отдельных модулях.

При развитии локального сна в ассоциативной коре обезьяна продолжала выполнять задание на зрительный поиск с отставленной реакцией. Таким образом, даже при высокой поведенческой активности возможен частичный сон, особенно в ассоциативных корковых областях. По-видимому, это может быть причиной возможного нарушения когнитивных процессов и внимания при наличии большой потребности в сне.

Е.Н. Соколов (1997) предлагает объединить оба подхода к определению сознания и рассматривать сознание как специфическое состояние мозга, позволяющее осуществлять определенные когнитивные операции. Что касается возможности передавать информацию другому, это требование не является непременной характеристикой сознания. Но это не значит, что язык не обогащает сознание, и возможность передать свои знания другому не отражает наиболее высокий его уровень.

ТЕОРИИ СОЗНАНИЯ

Существует множество теорий о механизмах сознания, в которых предпринимается попытка сформулировать необходимые и достаточные условия для возникновения сознания. Их можно разделить на структурные, когда акцент делается на рассмотрение роли отдельных структур или нейронных сетей мозга, и на функциональные, которые определяют сознание через специальные когнитивные операции — мышление, воображение, запоминание и желание. На деле эти два подхода не исключают друг друга, так как специальные операции, связанные с сознанием, реализуются с участием особых нейронных сетей, находящихся в конкретных структурах мозга.

Изучая процессы концентрации и индукции возбуждения, их распределение по коре, И. П. Павлов создал теорию сознания, которая получила название теории светлого пятна. Он связывал сознание с фокусом возбуждения, светлым пятном, областью повышенной возбудимости, которая может перемещаться по коре.

При этом сознание не обязательно связано с символьными операциями — второй сигнальной системой и речевой деятельностью. По И.П. Павлову, сознание есть у человека и у животных.

Изучая поведение собак в условиях свободного их перемещения в манеже, И.С. Бериташвили выявил эффект сенсорного обучения. Он нашел, что образ целевого объекта — пищи и места ее нахождения — формируется быстро, фиксируется и легко извлекается из памяти, когда нужно удовлетворить биологическую потребность. В связи с тем что эти результаты не укладывались в простую рефлекторную схему, он ввел понятие психонервной деятельности, которая оперирует образами. Он предположил, что внешняя среда всегда сравнивается с ее отражением — репрезентациями, хранящимися в памяти. Это характерно как для человека, так и для животных. Поведение строится на основе психонервных механизмов мозгового отображения. Формирование образов он связывает с функцией звездчатых клеток. Они не посылают свои аксоны за пределы коры, так как относятся к внутренним клеткам коры и имеют самостимулирующую обратную связь. Возбуждение может циркулировать по цепочке звездчатых нейронов. Такая локальная реверберация возбуждения рассматривается как основа для формирования сложного образа. Звездчатые нейроны создают материальный субстрат для сознания и служат механизмом для психонервной деятельности, когда нельзя разделить психическое и физиологическое.

Теория сознания Дж. Экклса (Есс1ез .1., 1994) исходит из особой функции дендритов пирамидных клеток коры. Наличие системы пирамидных нейронов является характерной чертой неокор-текса. Находясь в нижних слоях коры, они на уровне IV слоя коры собираются в дендритный пучок, который достигает I слоя. Дж. Экклс предположил, что субъективный (психический) феномен, выявляемый интроспективными методами, которому он дал название «психон», связан с пучком дендритов пирамидных клеток, идущим к поверхности коры. Пучок дендритов от группы 70—100 соседних крупных и средних пирамид был назван «дендро-ном». Каждый дендрон обладает множеством синапсов, на которых оканчиваются бутоны терминалей аксонов. Следует подчеркнуть, что открытия, сделанные в последнее время, указывают на особые, сложные функции, выполняемые дендритами- В шипиках дендритов обнаружен свой собственный аппарат транскрипции — синтеза белков, важных не только для восстановления функций нейрона, но и для его пластических модификаций. Информационная РНК переносится из ядра к определенному постсинаптичес-кому участку дендрита, где осуществляется синтез новых белков и встраивание их в мембрану. Дж. Эккдс приписал дендрону функ-

цию носителя единицы сознания. Отдельному дендрону соответствует отдельный психон как, единица локального ощущения. Множество психонов представляет все разнообразие субъективных явлений. Сознание есть следствие психонов, генерируемых соответствующими дендронами, Его теория сознания сводится к установлению связей между психонами и отдельными дендронами. Его дуалистическая позиция выражается в том, что он признает существование нематериального начала, которое может воздействовать на денд-риты. Нематериальная передача осуществляется за счет выброса кванта медиатора. В концепции сознания Дж. Экклса предполагается активное влияние психического феномена на поведенческие акты в виде «свободы воли». Влияния реализуются через управление вероятностью высвобождения квантов медиатора.

Многие теории сознания исходят из принципа повторного входа возбуждения в систему, образующую материальную основу сознания. Широкую известность получила теория повторного входа, которую предложил и теоретически разработал Дж. Эдельман, (см.; Эдельман Дж., Мауткастел В., 1981). Позже эта теория получила экспериментальное и теоретическое развитие в работах А.М. Иваницкого (1997).

Дж. Эдельман предположил, что элементарные процессы сознания являются прерывистыми, т.е. требуют циклического повторения некоторой последовательности событий при наличии повторного входа (гее1гетп§) в одну и ту же группу клеток. Это означает, что система сознания построена таким образом, что сигнал, возникший внутри некоторой системы, входит в нее повторно, как если бы он был внешним сигналом. Распространяя этот принцип на работу нейронных сетей, автор предположил, что сенсорная информация от внешней и внутренней среды после ее предварительной обработки в первичной нейрональной группе повторно входит в нее, возвращаясь после дополнительной обработки в других группах клеток. При этом параллельно в эту же группу нейронов поступает информация в виде ассоциированных сигналов из долговременной памяти. Соединение этих двух потоков информации и составляет один цикл, или повторяющуюся фазу, активности сознания. Обсуждая возможную продолжительность каждого цикла, он предполагает, что она равна 100 мс. Важной чертой теории сознания Дж. Эдельмана является не только положение о повторном входе возбуждения. Он подчеркивает связь сознания с операциями обращения к долговременной памяти. Осознание возникает в результате обращения групп нейронов высокого порядка к мультимодальным ассоциативным структурам, заложенным в долговременной памяти на основе прошлого опыта.

А.М. Иваницкий (1997) в своей теории ^информационный синтез как основа ощущений» исходит из результатов собственных исследований связи волн вызванного потенциала (ВП) с субъективными показателями восприятия стимула. Количественная оценка восприятия в соответствии с теорией обнаружения сигнала производилась по двум независимым переменным: показателю сенсорной чувствительности (а') и критерию принятия решения, зависящего от мотивации субъекта. Было показано, что амплитуда ранних компонентов ВП положительно коррелирует с показателем а', а поздние компоненты — с критерием принятия решения. Промежуточные волны ВП с латенцией 140—180 мс коррелировали с обоими показателями восприятия, причем отношения были выявлены только для проекционной коры. Факты двойной корреляции этих сред нелатентных компонентов ВП ~ с сенсорными свойствами стимула (6') и его значимостью (принятие решения) — послужили основой для концепции о кольцевом движении нервных импульсов с «центральной станцией» в проекционной коре. Сначала возбуждение от проекционной коры, вызванное сенсорным стимулом, поступает к ассоциативной. Для зрительной модальности ассоциативные отделы находятся в височной коре. Затем сигнал поступает к структурам лимбико-гиппокампального комплекса и подкорковым центрам эмоций и мотиваций. Оттуда возбуждение вновь возвращается в кору, включая ее проекционные отделы, по системе диффузных проекций. Затем к обработке информации подключается и лобная кора. На рис. 59 схематично представлен путь кольцевого движения возбуждения при возникновении зрительного ощущения. Ведущее звено в этой схеме — синтез информации о физических и сигнальных (значимых) свойствах стимула на нейронах проекционной коры. Информация о значимости стимула извлекается из памяти с помощью мотивационно-эмоциональной системы. Синтез двух видов информации — наличной и извлекаемой из памяти — определяет появление ощущения. Движение возбуждения по кольцу составляет психический мониторинг происходящих изменений во внешней и внутренней среде. Этот процесс осуществляется с периодом квантования приблизительно 1 ОС-150 мс. У человека возникшее ощущение затем опознается, кате-горизируется, что требует участия лобных отделов коры, включая вербальные центры. Реакция последних возникает примерно на 200 мс позже ощущения. Теории повторного входа возбуждения, отказываясь от понятия рефлекса, трансформируют его в «кольцо», внутри которого циркулирует возбуждение.

«Прожекторная теория сознания» предложена Ф. Криком (СпсЬ Р., КосЬ СЬ., 1990). Ф. Крик — один из авторов расшифров-

Лобная кора

Гипоталамус

Ассоциативная кора

Рис. 59. Схема кольцевого движения возбуждения при возникновении ощущений.

Центральное звено — синтез информации о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры (по А.М. Иваницкому, 1997).

ки структуры ДНК, лауреат Нобелевской премии- В его теории идея И.П. Павлова о сознании как светлом пятне получила дальнейшее развитие. Он предположил наличие специального аппарата, создающего «луч прожектора», связав его с особой формой внимания и гамма-осцилляциями в электрической активности мозга. Кроме того, он указал на зависимость сознания от механизма некоторых форм кратковременной памяти.

Модель сознания Крика построена на анализе работы зрения-С его точки зрения, зрительная кора — наиболее удобный объект для изучения сознания. У человека и животных она имеет сходную структуру.

Различные отделы зрительной коры отвечают на разные признаки зрительных объектов. Нейроны-детекторы первичной зрительной коры (VI) реагируют на простые характеристики стимулов, например на определенным образом ориентированную полоску. Нейроны кортикальных областей более высокого порядка отвечают на более сложные признаки (на определенные черты лица). Нейроны области \5 реагируют главным образом на движение зрительного стимула и не отвечают на цвет и форму. В области У4 находят нейроны, отвечающие на цвет и форму предметов, нейроны области 7а — на положение стимула в пространстве относительно головы и тела. Но как возникают целостные зрительные

20-3341

образы, сцены, которые мы видим перед собой? Отвечая на этот вопрос, Ф. Крик предположил, что в любой момент определенные нейроны, расположенные в разных кортикальных зонах, могут кооперироваться, чтобы сформировать некоторый вид глобальной активности. Ее появление и соответствует зрительному осознанию.

В качестве предполагаемого механизма, связывающего нейроны в общую единую систему, он рассматривает одновременное появление у них коррелированных разрядов с частотой гамма-колебаний (35—70 Гц). Он обратил внимание на то, что нейроны, избирательно реагирующие на один и тот же стимул, обнаруживают сходные гамма-осцилляции без фазового сдвига. Кроме того, корреляция их гамма-активности при появлении в их рецептивных полях одного и того же объекта была больше, чем на появление различных объектов. Все это позволило ему утверждать, что синхронизация нейронной активности является механизмом объединения клеток в ансамбль. Нейроны связываются в ансамбль за счет синхронизации их активности на какое-то время. Они могут переключаться с одного ансамбля на другой. Синхронизация активности нейронов зрительной коры постулируется как способ пространственного связывания признаком.

Включение и выключение гамма-осцилляции зависят от механизма последовательного (серийного) внимания, которое иногда называют прожектором внимания. Оно характеризуется последовательным перемещением фокуса внимания с одного места в зрительном поле на другое. По мению Ф. Крика, это движение более быстрое, чем движение глаз, которое представляет другую форму — более медленного внимания. Механизм внимания помогает группе взаимодействующих нейронов разряжаться когерентно на частоте 35—70 Гц- В результате создается глобальная единица активности, охватывающая нейроны в различных частях мозга.

Согласно теории Крика, нейронные процессы, попадающие под луч прожектора внимания, определяют содержание нашего сознания, в то время как нейронные процессы вне света прожектора образуют подсознание. Термин «подсознание» применяется для обозначения нейрональных событий, которые сознательно не переживаются, тогда как другие события субъективно осознаются. Прожектор означает, что пятном сознания можно управлять. Эту функцию выполняет таламус, который создает на уровне коры подсветку — дополнительное неспецифическое возбуждение, которое, взаимодействуя со специфическим, усиливает его.

По мнению Ф. Крика, осознание зрительного объекта требует участия не только внимания, но и кратковременной памяти. Различая сенсорную и рабочую память, он подчеркивает особую роль

рабочей памяти в процессах сознания. Рисуя картину в целом, он описывает процесс осознания зрительного объекта следующим образом. Мозг имеет топографическую карту, в которой закодированы локусы зрительного поля. Эта карта связана с различными картами признаков. Сигнал о локализации объекта в зрительном поле, возможно, возникающий от карты движения глаз в двухолмии, активирует соответствующие участки в картах признаков. За этим следует синхронное появление гамма-осцилляции у нейронов в различных локусах коры и на этой основе когерентное связывание признаков объекта. Когда проблема связи нейронов, реагирующих на объект, решена, на короткое время признаки объекта, на которые распространяется фокус внимания, автоматически запоминаются в рабочей памяти. Возможно, что 40 Гц осцилляции сами избирательно активируют механизмы памяти.

Помещение в рабочую память признаков позволяет использовать категориальные знания, которые также временно представлены в ней, и решить, какие нейроны должны разряжаться вместе, чтобы продуцировать окончательную репрезентацию объекта, на который направлено внимание.

В ситуации произвольного внимания луч прожектора направляется командами из рабочей памяти. Связывая рабочую память с функциями фронтальных областей, он полагает, что активность фронтальных областей наобходима, чтобы субъект сообщил о своем осознанном восприятии стимула (Спс1< Р., КосЬ СП., 1995). Богатство субъективных впечатлений, по Ф. Крику, основано на использовании и сенсорной памяти. Зрительное внимание в любой момент может быть переключено на иконическую память, чтобы извлечь из нее любую текущую информацию.

Таким образом, сознание критически зависит от некоторых форм памяти и внимания. Можно выделить следующие главные черты концепции сознания по Ф. Крику;

• информация, получаемая о целостном объекте, распределена по мозгу;

• формирование целостного образа объекта предполагает участие быстрого механизма внимания;

• целостный образ является результатом объединения нейронов в единую систему с помощью осциллятора 40 Гц, создающего синхронизацию разрядов по частоте (35—75 Гц) и фазе;

• выделяются две формы текущей памяти (сенсорная и рабочая), каждая из них выполняет свою функцию по отношению к сознанию.

20-

Особое место среди различных теорий сознания занимает концепция К. Прибрама (1975). Суть его голографической теории состоит в том, что информация о входных сигналах распределена по нейронной системе точно так же, как она распределена по всему узору физической голограммы. Он подчеркивает, что речь, конечно, идет только о тех ограниченных областях мозга, где входные воздействия вызывают устойчивые узоры синаптических микроструктур. Распространение свойств голограммы на функции мозга означает, что в мозге информация о каждой точке объекта распределена по голографическому экрану мозга, что делает ее регистрацию устойчивой к разрушению. При этом любая малая часть голограммы содержит информацию обо всем объекте и, следовательно, может восстановить ее. С уменьшением куска голограммы, с которой восстанавливается информация, происходит снижение ее разрешающей способности. Для считывания информации разного объема существуют различные оптимальные величины голограмм. Голограмма одновременно может хранить множество различных узоров — изображений. Обычно в одном кубическом сантиметре физической голограммы хранится несколько десятков миллиардов бит информации (Прибрам К., 1975).

Развивая свою теорию отражения мира, К. Прибрам связывает память, которая сохраняет и воспроизводит информацию по голографическому принципу, с гиппокампальной формацией. В качестве доказательств того, что в гиппокампе информация хранится в распределенном виде — параллельно на многих нейронах, он приводит результаты опытов 0'Кифа (0'КееГе) о «нейронах места» в гиппокампе. Опыты показывают, что внешняя среда многократно представлена в гиппокампе подобно голограмме. Репрезентация любого участка среды зависит от активности большой группы нейронов места, т.е. она повторяется одновременно на разных нейронах гиппокампа. 0'Киф показал, что один и тот же нейрон гип-покампа может принимать участие в создании разных картин мира. Исследования нейронной активности у крыс, находящихся в трех участках экспериментальной среды, показало, что 28 нейронов гиппокампа отвечали на появление животного в одном и том же участке экспериментального пространства, 12 нейронов реагировали на нахождение животного в трех разных местах. Это означает, что каждый нейрон места в гиппокампе входит в состав репрезентаций большого количества элементов внешней среды и, наоборот, репрезентация данного элемента внешнего мира зависит от активности достаточно большой группы нейронов места.

Таким образом, информация о внешнем пространстве записывается через систему параллельных каналов на множестве пира-

мидных клеток гиппокампа. Разные группы нейронов, воспроизводя образ внешнего пространства, подчеркивают один из ее аспектов. Считывание информации со всех каналов делает картину внешнего мира более точной и совершенной. Если принять гипотезу, что одной из функций гиппокампа является актуализация из долговременной памяти заведомо избыточной информации для последующего отбора наиболее полезной, то в процедуру считывания информации должны вовлекаться все параллельно работающие каналы, кодирующие не совсем совпадающие аспекты внешнего мира. Голографическая концепция сознания К. Прибрама стоит несколько в стороне от других теорий сознания, но есть нечто общее, что их объединяет. К. Прибрам, так же как и другие исследователи, важную роль в когнитивных процессах отводит ритмам ЭЭГ. Однако он говорит не о гамма-колебаниях, а о гиппокам-пальном тета-ритме, который рассматривается как механизм сканирования информации.