Теории сознания могут ошибаться насчет частей мозга

Что порождает человеческое сознание? Являются ли одни части мозга более важными, чем другие? Ученые начали более глубоко изучать эти вопросы около 35 лет назад. Исследователи добились прогресса, но тайна сознания по-прежнему не разгадана.

В недавно опубликованной статье научный сотрудник Кембриджского центра нейронаук Питер Коппола проанализировал исследования в области нейробиологии более чем 100 лет, чтобы выяснить, являются ли некоторые области мозга более важными для сознания, чем другие. То, что он обнаружил, позволяет предположить, что ученые, изучающие сознание, возможно, недооценивают самые древние области человеческого мозга.

Нейробиологи обычно определяют сознание как способность испытывать субъективные переживания, например ощущать вкус яблока или видеть его красную кожуру.

Ведущие теории сознания предполагают, что внешний слой человеческого мозга, называемый корой (выделен синим цветом на рисунке 1), имеет основополагающее значение для сознания. Он в основном состоит из неокортекса, который появился сравнительно недавно в ходе нашей эволюции.

Рисунок 1. Человеческий мозг (создан с помощью ИИ). Питер Коппола, CC BY-SA

Подкорка головного мозга человека (рис. 1, коричнево-бежевый), расположенная под неокортексом, практически не изменилась за последние 500 миллионов лет. Считается, что она подобна электричеству для телевизора: необходима для сознания, но сама по себе недостаточна.

Есть еще одна часть мозга, которую некоторые теории сознания из области нейробиологии считают не имеющей отношения к сознанию. Это мозжечок, который также старше неокортекса и выглядит как маленький мозг, спрятанный в задней части черепа (рис. 1, фиолетовый). В бессознательном состоянии (например, в состоянии комы) активность мозга и работа нейронных сетей нарушаются. Эти изменения наблюдаются в коре, подкорке и мозжечке.

Что показывает стимуляция мозга

В рамках своего анализа Коппола изучил исследования, показывающие, что происходит с сознанием при изменении активности мозга, например, при воздействии электрического тока или магнитных импульсов на определенные области мозга.

Эти эксперименты на людях и животных показали, что изменение активности в любой из этих трех частей мозга может изменить сознание. Изменение активности неокортекса может изменить ваше самоощущение, вызвать галлюцинации или повлиять на ваши суждения.

Изменение подкорки может иметь экстремальные последствия. Мы можем вызвать депрессию, вывести обезьяну из наркоза или лишить сознания мышь. Даже стимуляция мозжечка, которая долгое время считалась неважной, может изменить ваше сознательное сенсорное восприятие.

Однако это исследование не позволяет нам сделать однозначных выводов о происхождении сознания, поскольку стимуляция одной области мозга может повлиять на другую.

Подобно тому, как мы вынимаем вилку телевизора из розетки, мы можем изменить условия, поддерживающие сознание, но не механизмы самого сознания.

Поэтому Коппола изучил некоторые свидетельства пациентов, чтобы понять, помогут ли они разрешить эту дилемму.

Повреждения мозга, вызванные физической травмой или недостатком кислорода, могут нарушить ваши переживания. Повреждение неокортекса может привести к тому, что вы будете думать, что ваша рука принадлежит не вам, перестанете замечать предметы, находящиеся по одну сторону поля зрения, или станете более импульсивными.

Люди, родившиеся без мозжечка, или передней части коры головного мозга, могут сохранять сознание и жить вполне нормальной жизнью.. Однако повреждение мозжечка в более позднем возрасте может вызвать галлюцинации или полностью изменить ваши эмоции.

Повреждение самых древних отделов нашего мозга может непосредственно привести к потере сознания (хотя некоторые люди выздоравливают) или смерти. Однако, подобно электричеству в телевизоре, подкорка, возможно, просто поддерживает более новую кору головного мозга в “рабочем состоянии”, что, возможно, приводит к возникновению сознания. Поэтому Коппола хотел узнать, есть ли, с другой стороны, доказательства того, что для сознания достаточно самых древних участков мозга.

В редких случаях дети рождаются без большей части или без всего неокортекса. Согласно медицинским учебникам, такие люди должны постоянно находиться в вегетативном состоянии.

Однако есть сообщения о том, что эти люди могут расстраиваться, играть, узнавать людей или получать удовольствие от музыки. Это говорит о том, что они переживают какой-то сознательный опыт.

Эти отчёты являются ярким свидетельством того, что, возможно, для базового сознания достаточно самых старых частей мозга. Или, возможно, если человек рождается без коры головного мозга, более старые участки мозга адаптируются, чтобы взять на себя некоторые функции более новых.

Есть несколько экстремальных экспериментов на животных, которые могут помочь нам прийти к какому-то выводу. У млекопитающих – от крыс до кошек и обезьян – хирургическое удаление неокортекса не лишает их способности делать поразительно много вещей. Они могут играть, проявлять эмоции, ухаживать за собой, воспитывать своих детенышей и даже учиться. Удивительно, но даже взрослые животные, перенесшие эту операцию, демонстрировали подобное поведение.

В целом, полученные данные опровергают мнение о том, что кора головного мозга необходима для сознания, как предполагают большинство основных теорий сознания.

Похоже, что самых старых частей мозга достаточно для некоторых базовых форм сознания.

Новые участки мозга, а также мозжечок, по-видимому, расширяют и совершенствуют ваше сознание. Это означает, что нам, возможно, придется пересмотреть наши теории о сознании.

В свою очередь, это может повлиять на уход за пациентами,а также на наше отношение к правам животных. На самом деле сознание может быть более простым, чем мы предполагали.