Сознание

Забудьте о шумихе вокруг того, что искусственный интеллект «превосходит» человеческое мышление. Новое исследование показывает, что самые продвинутые модели могут быть скорее мастерами по прохождению тестов, чем настоящими мыслителями. Обнаружив «сбой» в том, как ИИ обрабатывает инструкции, ученые выяснили, что путь к созданию по-настоящему универсальной когнитивной модели преграждает отсутствие подлинного понимания языка.

https://neurosciencenews.com/ai-llm-human-cognition-30097/

Люди с афантазией открывают нам окно в сознание. Вспомните свой завтрак этим утром. Можете ли вы представить узор на своей кофейной кружке? Блеск джема на недоеденном тосте? Большинство из нас может представить себе такие картины. Мы можем визуализировать прошлое и вызывать в воображении образы будущего. Но примерно у 4% людей эти мысленные образы слабые или отсутствуют. Когда исследователи просят их представить что-то знакомое, у них может быть представление о том, что это такое, на ум могут приходить слова и ассоциации, но они описывают свой внутренний взор как тёмный или даже пустой. Человеческое воображение: когнитивная нейробиология визуальных мысленных образов Системный нейробиолог Мак Шайн из Университета Сиднея, Австралия, впервые осознал, что его психический опыт отличается таким образом, в 2013 году. Он и его коллеги пытались понять, как возникают определенные типы галлюцинаций, и обсуждали яркость ментальных образов. «Когда я закрываю глаза, я не вижу абсолютно ничего», — вспоминает Шайн, рассказывая об этом своим коллегам. Они сразу же спросили его, о чём он говорит. «Ого. Что происходит?» — подумал Шайн. Ни он, ни его коллеги не осознавали, насколько по-разному люди воспринимают то, что происходит, когда они закрывают глаза. Этот момент озарения знаком многим людям, которые не создают мысленных образов. Они рассказывают, что, возможно, никогда бы не задумались об этом аспекте своей внутренней жизни, если бы не случайный разговор, урок психологии в старших классах или статья, на которую они случайно наткнулись (см. «Как вы представляете?»). Хотя учёным уже более ста лет известно, что мысленные образы у разных людей отличаются, эта тема привлекла к себе повышенное внимание, когда десять лет назад в одной влиятельной статье был введён термин «афантазия» для описания состояния людей, у которых отсутствуют мысленные образы. С тех пор афантазия вошла в список необычных явлений, которые бесценны для изучения работы мозга. Подобно синестезии (когда у людей возникают необычные связи между органами чувств, например, они слышат цвета) и прозопагнозии (также известной как «слепота к лицам»), афантазия открыла множество новых направлений для исследований. Большая часть ранних работ была направлена на описание этой особенности и оценку того, как она влияет на поведение. Но за последние пять лет в исследованиях начали изучать, чем отличается мозг людей с такой формой внутренней жизни3. Полученные результаты привели к бурному обсуждению того, как формируются мысленные образы, для чего они нужны и что они могут рассказать о загадке сознания: исследователи склонны определять мысленные образы как сознательный опыт, и некоторые из них теперь с энтузиазмом изучают афантазию как способ исследовать потенциально бессознательные формы образов. Когнитивный нейробиолог Джулия Каббаи из Университетского колледжа Лондона входит в число исследователей, интересующихся этими вопросами. Она была потрясена, узнав об афантазии в 2015 году. Её собственные очень яркие мысленные образы находятся на другом конце спектра — у неё гиперфантазия. По её словам, тот факт, что есть люди, у которых полностью отсутствуют мысленные образы, открывает новые возможности для изучения этого внутреннего опыта. «Как это влияет на наши эмоции, восприятие, внимание, память? Мы можем объяснить это афантазией. Невролог Адам Земан из Эдинбургского и Эксетерского университетов, Великобритания, начал изучать афантазию в 2003 году. Он встретил человека, который после малоинвазивной операции на сердце жаловался на то, что, хотя его зрительное восприятие оставалось нормальным, его мысленный взор исчез. Сканирование его мозга показало ожидаемую активность, когда он смотрел на изображения известных лиц, но заметные отличия от контрольных людей, когда он пытался представить эти лица. После того как в 2010 году команда Земана опубликовала тематическое исследование, Земану написали более 20 человек, которые рассказали, что у них тоже нет мысленных образов, но они не могли их представить себе всю свою жизнь. Команда Земана опросила этих людей, опубликовала результаты и ввела термин «афантазия» (добавив букву «а» к слову «фантазия», которым Аристотель обозначал мысленный взор) в 2015 году в журнале Cortex. Земан говорит, что после публикации статьи о бумаге в The New York Times он получил множество сообщений. После выхода статьи около 20 000 человек связались с ним и рассказали свои истории о мысленных образах. «Я не ожидал, что это вызовет такой резонанс, — говорит Земан. — Если вы изучаете то, что считаете редким нейропсихологическим феноменом, и с вами связываются полдюжины человек, это уже немало». Статья 2015 года и последующие исследования показали, насколько разной может быть афантазия. Например, у людей с афантазией часто, но не всегда, отсутствует способность воображать что-либо, кроме зрительных образов, например, у них нет «внутреннего слуха». Некоторые люди с афантазией рассказывают, что видят сны в виде картинок, но не все. Исследователи также обнаружили, что афантазия, по-видимому, имеет генетическую составляющую: вероятность развития афантазии увеличивается в десять раз, если у вашего брата или сестры слабый или отсутствующий внутренний взор. Кроме того, афантазия может быть более распространена среди людей, работающих в сфере науки и техники, чем среди тех, кто занимается искусством. Земан и другие исследователи говорят, что афантазия, по-видимому, не сильно влияет на поведение, и хотя она может влиять на креативность, она ни в коем случае её не исключает. Вместо того чтобы называть это расстройством или состоянием, Земан описывает это как «интересную вариацию» — одну из крайностей в распределении способностей к мысленному воображению. Измерение Большая часть исследований, посвященных описанию мысленных образов, основана на том, что участников просят описать свои ощущения. Но такие методы субъективны, и они не позволяют отделить реальные различия в ощущениях от различий в том, как люди описывают или интерпретируют эти ощущения. Поэтому некоторые исследователи пытаются разработать другие методы. Нейробиолог Джоэл Пирсон из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее и его коллеги разработали подход, основанный на феномене восприятия, который называется бинокулярным соперничеством. Когда каждому глазу одновременно показывается разное изображение, например узор из зелёных линий для левого глаза и красных линий для правого, восприятие человека переключается между ними, а не смешивает их. Почти 20 лет назад Пирсон решил проверить, что произойдёт, если перед началом теста он представит в уме один из визуальных образов — в данном случае только зелёные линии или только красные. Оказалось, что во время теста он видел именно тот образ, который представлял. Исследователи превратили это открытие в метод измерения силы мысленных образов. У человека с типичными мысленными образами представление о красном узоре повышает вероятность того, что он увидит этот красный узор во время бинокулярного соперничества. Но у человека, не способного к визуальным образам, такого смещения не будет. Пирсон изучает мысленные образы с тех пор, как разработал этот метод. Есть и другие методы. Эмоциональная реакция человека на страшные истории, измеряемая по тому, насколько сильно он потеет, может служить хорошим показателем того, насколько ярко он представляет себе происходящее в рассказе. А когда исследователи просят человека представить яркий свет, степень сужения его зрачков коррелирует с яркостью мысленных образов. Войны за сознание: смогут ли учёные когда-нибудь прийти к единому мнению о том, как работает разум? Десятилетия исследований убедили учёных в том, что афантазия — это реальное явление, но многих озадачивает то, как мало она влияет на поведение. Поведенческие задачи, которые, как считается, зависят от мысленных образов, не представляют проблемы для людей с афантазией. Они относительно хорошо справляются со стандартными тестами на память и, похоже, способны мысленно поворачивать объекты, чтобы определить, совпадает ли объект на одной картинке с объектом на другой, представленной под другим углом. «Я занимаюсь спортом. Я могу нарисовать схемы мозга — всё, что угодно. Но когда я пытаюсь представить себе фиолетового динозавра, жонглирующего мячом, у меня ничего не получается», — говорит Шайн. Он говорит, что главная загадка заключается в том, как мозг может нормально функционировать во всех этих аспектах и в то же время не обладать этой конкретной способностью. Когда учёные начали искать признаки афантазии в мозге, они ожидали увидеть различия в зрительной коре. Это область, которая получает и обрабатывает визуальную информацию во время восприятия, и известно, что она активна, когда человек что-то представляет в своём воображении. Большинство исследователей считают, что мысленные образы — это зрение наоборот, когда области мозга более высокого уровня посылают сигналы областям зрения более низкого уровня, чтобы создать осознанный образ. Однако исследования показали, что, когда люди с афантазией пытаются что-то представить, они активируют зрительную кору так же, как и здоровые люди. Возможно, говорят некоторые исследователи, у людей с афантазией в этой области мозга формируются визуальные представления, но сознательный разум не может получить к ним доступ. Во время работы над докторской диссертацией Каббай решила изучить взаимосвязь между активностью зрительной коры и восприятием образов человеком. Она хотела выяснить, всегда ли то, что она и другие исследователи называют «сенсорными репрезентациями» в зрительной коре, сопровождается восприятием образов. Но она также задавалась вопросом, не является ли апфантазия проблемой, связанной с произвольным вызовом образов по требованию, поэтому она и её коллеги выбрали подход, который не требовал от участников ничего подобного. Команда учёных сканировала мозг людей с афантазией и без неё, пока они слушали звуки, которые должны были спонтанно вызывать сенсорное представление о том, что их издаёт. Например, лай должен вызывать представление о собаке в первичной зрительной коре. Затем исследователи передали данные об активности мозга в алгоритм машинного обучения, чтобы проверить, сможет ли он предсказать содержание звука. Услышав собачий лай, участники эксперимента, как с типичным воображением, так и с афантазией, активировали область мозга, отвечающую за восприятие собак. Но, несмотря на эту активность, люди с афантазией сообщили, что ничего не видят мысленным взором. Это открытие позволяет предположить, что сенсорные представления, которые, как считается, лежат в основе мысленных образов, могут оставаться бессознательными и поэтому сами по себе не способны вызывать образы.

Полмиллиарда лет назад жизнь на Земле текла медленно. В морях обитали одноклеточные микробы и в основном неподвижные мягкотелые существа. Но на заре кембрийского периода, около 540 миллионов лет назад, всё изменилось. Тела эволюционировали во всех направлениях, и у многих организмов появились придатки, которые позволяли им быстро перемещаться в окружающей среде.

Эти экосистемы стали конкурентными, в них появились хищники и жертвы. И в нашей ветви древа жизни развилась невероятная структура, позволяющая ориентироваться во всём этом: мозг. Мы не знаем, был ли это тот самый момент, когда на Земле впервые возникло сознание. Но, возможно, именно тогда живым существам стало по-настоящему необходимо что-то подобное, чтобы объединить поток сенсорной информации в единое переживание, которое могло бы направлять их действия. Именно благодаря этой способности переживать мы в конце концов начали чувствовать боль и удовольствие.

Со временем нами стали управлять не только базовые потребности, но и любопытство, эмоции и самоанализ. Со временем мы осознали себя. Именно этому последнему шагу мы обязаны большей частью искусства, науки и философии, а также многовековыми попытками понять само сознание. Это состояние осознания себя и окружающей действительности таит в себе множество загадок. Почему бодрствование и жизнь, бытие самим собой вообще что-то значат, и откуда в мозге берётся это уникальное чувство осознанности? На эти вопросы могут быть даны объективные ответы, но, поскольку речь идёт о личном, субъективном опыте, который невозможно измерить напрямую, они находятся на самой границе того, что может выявить научный метод.

Тем не менее за последние 30 лет нейробиологи, изучающие мозг в поисках так называемых нейронных коррелятов сознания, многое узнали. В ходе своих исследований они выявили группы нейронных сетей, связи между которыми помогают объяснить, что происходит, когда мы теряем сознание. Теперь у нас есть множество данных и рабочих теорий, некоторые из которых поражают воображение. У нас есть инструменты, которые помогают нам определять наличие сознания у людей с черепно-мозговыми травмами.

Но у нас до сих пор нет простых ответов — исследователи не могут прийти к единому мнению даже о том, что такое сознание, не говоря уже о том, как лучше всего раскрыть его тайны. За последние несколько лет мы стали свидетелями обвинений в псевдонауке, результатов, противоречащих ведущим теориям, и тревожного ощущения, что наука находится на перепутье. Тем не менее ставки в борьбе за понимание сознания как никогда высоки.

Мы создали говорящие машины, способные имитировать сознание настолько хорошо, что мы не всегда можем отличить их от настоящих людей. Иногда эти модели искусственного интеллекта прямо заявляют, что они разумны. Столкнувшись с экзистенциальной неопределённостью, общественность обращается за ответами к науке о сознании.

https://www.scientificamerican.com/article/what-is-consciousness-science-faces-its-hardest-problem-yet/

Согласно новой теоретической концепции, давний раскол между вычислительным функционализмом и биологическим натурализмом не учитывает того, как на самом деле работает мозг. Авторы предлагают концепцию «биологического вычислительного подхода», согласно которой нейронные вычисления неотделимы от физической, гибридной и энергозависимой динамики мозга, а не от абстрактного алгоритма, работающего на аппаратном обеспечении. С этой точки зрения дискретные нейронные события и непрерывные физические процессы образуют тесно связанную систему, которую нельзя свести к символической обработке информации.

В новой работе исследуется вопрос о том, почему возникло сознание и что наблюдение за птицами может рассказать нам о его биологическом предназначении. Результаты исследования указывают на три различные формы сознания: базовое возбуждение, общая бдительность и рефлексивное самосознание, — каждая из которых обеспечивает уникальные адаптивные преимущества.

Разработано практическое «дерево решений», которое поможет учёным и специалистам по этике определить, какие существа могут обладать сознанием. Новая система проясняет суть многолетних споров о том, могут ли такие животные, как крабы, рыбы или насекомые, испытывать боль или эмоции. В ней проводится различие между двумя подходами: один требует явных доказательств наличия сознания, а другой допускает, что отсутствие маркеров не доказывает его отсутствие. Цель этой модели — помочь принимать более взвешенные решения в области исследований, охраны природы и благополучия животных.

https://neurosciencenews.com/conciousness-framework-neuroscience-29801/

Сознание — это состояние осведомлённости и способности думать о собственном существовании, эмоциях, мыслях и отношениях с окружающим миром. На протяжении веков попытки понять сознание вызывали споры среди философов, которые исследовали такие вопросы, как «Что делает нас нами?» и «Есть ли у нас свобода воли?». Хотя мы знаем, что сознание неразрывно связано с мозгом, полное понимание этой связи остаётся открытым научным вопросом.

https://scienceexchange.caltech.edu/topics/neuroscience/consciousness

https://www.nytimes.com/2023/07/01/science/consciousness-theories.html

Нейробиологи впервые наблюдали, как активируются структуры глубоко в мозге, когда мозг осознает свои собственные мысли. Люди, которым глубоко в мозг вводили тонкие электроды в рамках лечения головной боли, позволили ученым изучить сигналы их мозга и измерить осознанность. Исследование показало, что глубинная структура мозга, называемая таламусом, фильтрует, какие мысли мы осознаем, а какие нет.

Новый подход к изучению сознания предполагает поведенческие наблюдения кривых обучения. Исследование подчеркивает, что обучение часто происходит внезапными скачками, предполагая, что инсату или «моменту эврики» предшествуют сознательные когнитивные процессы.

https://neurosciencenews.com/eureka-moments-consciousness-26480/

Пропофол вызывает потерю сознания, нарушая баланс мозга между стабильностью и возбудимостью. Препарат приводит к все более нестабильной активности мозга, не давая мозгу поддерживать нормальное сознание.

https://neurosciencenews.com/anesthesia-unconscoiusness-brain-activity-26435/

Существуют десятки теорий о том, как мозг производит сознательный опыт, и новый тип исследования проверяет некоторые из них.

https://www.nature.com/articles/d41586-024-00107-7

Конференция по математическим подходам в научном изучении сознания (Институт математики Оксфордского университета, Великобритания,
4–8 сентября 2023 г)

У человека есть уникальная способность регулировать здоровье через мышление. Само мышление превращается в мощное средство по спасению человека от болезней. Впрочем, мышление может и отравить организм, вызвав болезнь.

Книга предназначена для широкого круга читателей, интересующихся нейронаучными исследованиями, подтверждающими влияние мышления на здоровье.

Нина Михайловна Сланевская, кандидат наук, директор Санкт-Петербургского Центра Междисциплинарной Нейронауки с 2009 по 2018 год.

Ключевые слова: арт-терапия, гипноз, депрессия, когнитивно-поведенческая терапия, медитация, ментальное целительство, мозг, мышление, направленное воображение, нейрон, нейрохимия, религия, синапс, сознание, стресс, творческий поток, творчество, эффект плацебо.

Владимир Михайлович Бехтерев (1857–1927) — величайший русский невролог, первооткрыватель ряда образований мозга, симптомов и синдромов в невропатологии и психиатрии.
Академик Бехтерев писал необыкновенные научные работы, которые некоторое время не были доступны широкому кругу читателей. Его оригинальные тексты хранились только в фондах центральных библиотек. По слухам — по приказу Сталина, которого современные исследователи обвиняют во внезапной и загадочной смерти Бехтерева. Мы же сегодня пытаемся восстановить справедливость, публикуя самые интересные работы научного гения. Вы узнаете много удивительных историй об исследованиях мозга, о любопытных экспериментах с сознанием, познакомитесь с наблюдениями ученого за изменением мышления в зависимости от внешних и внутренних обстоятельств жизни человека.