Концепция ИНФОРМАЦИОННого СИНТЕЗа

Описанная ранее концепция «светлого пятна» исходит из того, что сознание определяется некоторым уровнем возбудимости моз­говых структур. Однако можно предположить, что этого недостаточ­но и в действительности возникновение психического связано с не­которым принципом в организации процессов мозга, предполагаю­щим их определенное усложнение по сравнению с более простыми функциями мозга.

Одна из гипотез, привлекающих в последние годы внимание ис­следователей, — представление о возврате возбуждения в места первичных проекций и возникающем на этой основе сопоставлении и синтезе имевшейся ранее и вновь поступившей информации. Таким образом, схема рефлекса дополняется здесь звеном обратной связи, что превращает дугу в кольцо. Впервые идея об информационном синтезе как мозговой основе возникновения субъективных пережи­ваний была выдвинута Иваницким в 1976 г. [Иваницкий, 1976] на основе исследований физиологических механизмов ощущений.

В 20-х гг. 20 века было установлено, что ощущение возникает довольно поздно — после 100 мс от момента предъявления стимула (т.е. зна­чительно позже прихода сенсорных импульсов в кору). Что же происходит за это время и какой стадии мозговых процессов соответствует возникновение субъективного образа? В исследовании при предъявлении одних и тех же стимулов записывали объективные показатели мозговой деятель­ности в виде вызванных потенциалов и определяли количественные показатели восприятия. Для получения последних использовались методы теории обнаружения сигнала [Swets et а1., 1961], которая описывает процесс восприятия с помощью двух независимых переменных: показателя сенсорной чувствительности d' и критерия ре­шения, определяемого мотивационными факторами. Основные вы­воды построены на вычислении корреляций между показателями физиологии и психологии, а именно амплитудой волн вызванного потенциала и психофизическими индексами. Исследования проведе­ны на соматосенсорном [Иваницкий, Стрелец, 1976] и на зритель­ном [Иваницкий, Матвеева, 1976] анализаторах, причем получен­ные на обеих модальностях результаты были принципиально сход­ными.

Было установлено, что амплитуда ранних волн вызванного потен­циала (ВП) обнаруживала статистически достоверную корреляцию с показателем d', а поздних волн — с критерием решения. Промежуточ­ные волны с латентностью 140 мс для соматосенсорного и 180 мс для зрительного анализатора коррелировали с обоими перцептив­ными индексами, причем такая двойная корреляция обнаружива­лась только для волн проекционной коры. Таким образом, амплитуда этих волн определялась как сенсорными свойствами стиму­ла, так и его значимостью. На основании имеющихся данных о генезе отдельных волн вызванного потенциала был описан механизм, обеспечивающий указанную двойную корреляцию.

В основе этого механизма лежало кольцевое движение нервных импульсов с «центральной станцией» в проекционной коре. Сначала возбуждение поступало от проекционной к ассоциативной коре. Для зрительных стимулов это были отделы височной коры, играющей важную роль в опознании стимулов, а для кожных раздражении — вторичные и третичные зоны соматосенсорной коры. Затем нервные импульсы приходили к структурам лимбико-гиппокампального ком­плекса и подкорковым центрам эмоций и мотиваций. До этой стадии поступательное движение возбуждения от рецептивных зон к испол­нительным центрам полностью укладывалось в схему рефлекса. Од­нако процесс на этом не заканчивался: он включал еще возврат воз­буждения в кору, включая и ее проекционные отделы. Благодаря возврату возбуждения нервные им­пульсы, приходящие из мотивационных центров, накладывались в нейронах проекционной коры на следы сенсорного возбуждения. На этом этапе или несколько раньше в процесс включалась и лобная кора, что проявлялось в синхронизации рисунка ВП в интервале от 100 до 200 мс после стимула [Иваницкий, Стрелец, 1979]. Было вы­сказано предположение, что указанные промежуточные компонен­ты ВП отражали синтез на корковых нейронах двух видов информа­ции: наличной информации о физических характеристиках стимула и извлекаемых из памяти сведений о его значимости.

При этом пиковая латентность этих волн ВП точно совпала со временем появления ощу­щения, измеренным ранее в психологических экспериментах. Следовательно, можно ­полагать, что синтез двух видов информации - наличной и извле­каемой из памяти - и составляет тот ключевой механизм, который лежит в основе ощущения как феномена уже не физиологического, а психического уровня (рис. 2).

Согласно предложенной концепции, последовательное поступление информации от рецепторов приводит к повторному движению возбуждения по указанному кольцу, обеспечивая посто­янное сопоставление сигналов, приходящих из внешней и внутрен­ней среды, что и составляет психический мониторинг происходя­щих изменений. Этот процесс осуществляется с периодом квантова­ния приблизительно в 100-180 мс, составляющим минимальную длительность ощущений, что сопоставимо со временем, указанным в теории прожектора. Позднее сходное кольцо возбуждения было опи­сано М. Мишкиным [MishKhi, 1993] у обезьян при анализе стимульной информации и образовании памятного следа.

Рис. 2. Схема кольцевого движения возбуждения при возникновении зрительных ощущений. Ведущее звено в этом процессе - синтез информа­ции о физических и сигнальных свойствах стимула на нейронах проекционной коры.

Идея о повторном входе возбуждения в нервные структуры как базисном механизме возникновения сознания и субъективного опыта наи­более полно она была развита в трудах нобелевского лауреата (за исследование антител) Дж. Эдельмена [Эделмен, 1981; Edelman, 1989]. По мнению этого автора, в основе возникновения субъективных феноменов лежит механизм повторного входа возбуждения в те же нейронные группы после дополнительной обработки информации в других группах или поступления сигналов из внешней среды, при­чем обратные связи могут соединять как анатомически близкие, так и удаленные структуры. Этот повторный вход (reentering) дает возможность ­ сравнивать полученные ранее сведения с изменениями, происшедшими за период времени от предыдущего входа.

Сходные концепции сознания были выдвинуты и другими авторами [Cauller, Kulics, 1991; Stoerig, Brandt, 1993; Desmedt, Tomberg, 1995; Gray, 1995], в том числе и российским ученым В.Сергиным [1994], который считает, что данный механизм лежит в основе феномена «внутреннего видения», составляющего суть сознания.

Для оценки предложенных концепций важное значение может иметь соотнесение временной шкалы мозговых процессов со временем субъективно переживаемых событий. По Дж. Эдельмену, время одного цикла прохождения возбуждения составляет 100-150 мс. Если прибавить к этому время, необходимое для прихода сенсорных импульсов в кору, то в сумме получается время, доста­точно близкое к тому, которое было найдено в эксперимен­тах отечественного ученого – Иваницкого (199). Дж. Грей [Gray, 1995] считает, что в квантовании процессов со­знания ведущую роль играют процессы, связанные с тета-ритмом, что соответствует 160 мс. О значении частот тета-ритма в данном аспекте в свое время писал и П.В. Симонов [1979].

В исследованиях Б. Либета и др. [1967] с регистрацией вызванных потенциалов на электрокожные стимулы с поверхности коры во время нейрохирургических операций было показано, что на слабые, подпороговые стимулы в коре регистрируются только ранние волны ответа с латентностью до 100 мс. При усилении раздражений в ВП появляются и более поздние колебания с латентностью 150 мс, что сопровождается появлением субъективных ощущений и практически совпадает с латентностью волн ВП, обнаруживших двойную корреляцию с перцептивными индексами (Иваницкий, 199).

Приведенные данные касались происхождения одного из наиболее простых психических явлений — ощущений. В связи с этим может возникнуть вопрос о том, насколько данные закономерности универсальны и может ли тот же принцип информационного синтеза быть распространен и на более сложные психические проявления, например на процесс мышления?