Когда человек случайно касается раскалённой плиты, он отдёргивает руку ещё до того, как успевает осознать боль. Нервная система обнаруживает опасность и запускает защитную реакцию, а неприятное ощущение возникает уже следом. Эта разница между обнаружением повреждения и субъективным переживанием боли может оказаться ключом к одной из самых сложных загадок науки: откуда берётся сознание?
Долгое время главным кандидатом на роль источника сознания считалась кора больших полушарий — сложная складчатая структура, покрывающая поверхность мозга. Она обрабатывает информацию от органов чувств, помогает распознавать окружающие предметы, использовать воспоминания и размышлять о собственных мыслях. Однако нейробиологи Маршалл Девор из Еврейского университета в Иерусалиме и Марк Барон из Гарвардской медицинской школы предложили другую гипотезу. По их мнению, основа сознания может находиться гораздо глубже — в одной из древнейших частей мозга.
Исследователи обращают внимание на принципиальную разницу между обработкой информации и её осознанным восприятием. Мозг постоянно получает огромное количество сигналов, но лишь некоторые из них становятся частью нашего субъективного опыта. При этом до сих пор непонятно, какой именно механизм превращает обычную нервную активность в ощущения, которые мы действительно переживаем.
Особенно интересна в этом отношении боль. Для зрения, слуха и обоняния существуют хорошо изученные области коры, отвечающие за обработку соответствующих сигналов. Если искусственно стимулировать некоторые из этих участков, человек может увидеть вспышки света или услышать звуки, которых на самом деле нет. Но с болью ситуация иная.
Хотя при болевых ощущениях активируются определённые участки коры, единого специализированного болевого центра в ней не обнаружено. Более того, электрическая стимуляция областей, участвующих в обработке болевых сигналов, редко вызывает собственно боль. Получается, что мозг способен анализировать информацию о повреждении, но это ещё не объясняет, где и как возникает мучительное ощущение.
Девор и Барон предполагают, что важнейшую роль здесь может играть ствол мозга — структура, соединяющая головной мозг со спинным. Она сформировалась на ранних этапах эволюции позвоночных, задолго до появления сложно устроенной коры. Сегодня ствол мозга участвует в управлении дыханием, сердцебиением, сном и другими жизненно важными процессами.
Известно также, что повреждения ствола мозга могут приводить к потере сознания и даже коме, несмотря на относительно сохранную кору больших полушарий. Обычно это объясняют тем, что ствол мозга поддерживает бодрствование, необходимое для сознательной деятельности. Однако авторы новой гипотезы считают, что его значение может быть гораздо глубже.
В предыдущих экспериментах лаборатории Девора учёные вводили крысам чрезвычайно небольшие дозы анестетиков непосредственно в определённую область ствола мозга. После этого животные становились практически невосприимчивыми к внешним воздействиям — состояние напоминало общий наркоз. Такой результат показывает, насколько сильно эта небольшая область способна влиять на состояние организма.
Но ещё более необычные свидетельства исследователи находят в случаях, когда кора больших полушарий сильно повреждена или практически отсутствует.
Например, при редком врождённом нарушении — гидранэнцефалии — у ребёнка отсутствует значительная часть больших полушарий. Тем не менее у некоторых таких детей наблюдали реакции, которые могут указывать на определённую степень осознанного восприятия. Они реагировали на знакомых людей, демонстрировали предпочтения и проявляли поведение, напоминающее радость или переживание боли.
Похожие наблюдения были сделаны в экспериментах на животных с хирургически удалённой корой больших полушарий. Некоторые из них сохраняли удивительно сложные формы поведения, включая реакции на болезненные раздражители, в которых можно было усмотреть эмоциональную составляющую.
Разумеется, такие наблюдения ещё не доказывают наличие сознания. Даже сложное поведение не позволяет достоверно определить, испытывает ли другое существо субъективные ощущения. Тем не менее эти случаи заставляют задуматься, действительно ли развитая кора необходима для возникновения хотя бы простейших форм сознательного опыта.
Авторы предлагают рассматривать сознание как результат взаимодействия двух систем. Согласно их гипотезе, ствол мозга создаёт саму основу субъективного переживания — ощущение присутствия и способности что-либо чувствовать. Кора больших полушарий, в свою очередь, наполняет этот опыт конкретным содержанием: зрительными образами, звуками, воспоминаниями, мыслями и сложными эмоциями.
Исследователи сравнивают этот процесс с добавлением цвета к чёрно-белому изображению. Кора выполняет сложнейшую обработку информации, но именно более древние механизмы могут придавать результатам этой обработки субъективное качество, превращая их из набора нервных сигналов в переживаемую реальность.
Если предположение верно, его последствия выходят далеко за пределы нейробиологии человека. Ствол мозга — чрезвычайно древняя структура, общие черты которой встречаются у самых разных позвоночных. Поэтому способность к элементарному субъективному опыту могла возникнуть гораздо раньше, чем сложная кора больших полушарий, и оказаться распространённее среди животных, чем принято предполагать.
Это, однако, не означает, что все позвоночные воспринимают мир подобно человеку. Развитая кора может существенно усложнять исходные механизмы, обеспечивая богатство ощущений, память, воображение и способность размышлять о собственном существовании.
Пока предложенная Девором и Бароном модель остаётся гипотезой, а не доказанным объяснением природы сознания. Исследование, опубликованное в журнале The Neuroscientist, предлагает по-новому интерпретировать уже известные наблюдения. Но если дальнейшие исследования подтвердят эту идею, учёным придётся пересмотреть не только представления о работе человеческого мозга, но и взгляды на то, какие существа вообще способны что-либо чувствовать.
