Есть ли у вас сознание?

У нейробиологии и психофизиологии есть проблема с изучением самого важного — нашего сознания. Есть ли сознание у рыб, червей и искусственного интеллекта? Есть ли оно у вас или вашего соседа? Что такое «трудная проблема сознания»? Как современная нейробиология пытается ответить на эти вопросы, и что будет, когда это произойдёт? Об этом и многом другом вы узнаете из лекции нейробиолога Владимира Алипова.

Посмотреть запись лекции Владимира Алипова «Гиперсеть внутри головы» можно в видеоархиве «Прямой речи».

➤ Многие представляют себе, что мы как будто бы такой гомункул, который находится в камере, где есть телевизор (зрение), есть какие-то колонки (слух), есть что-то связанное с соматосенсорной чувствительностью и есть, соответственно, рычажки, педали, чтобы этим огромным роботом управлять. Это упрощенное представление, которое не отражает истинной сложности нашего организма и восприятия. Такое сравнение скорее напоминает попытку понять, как работает сложная машина, не вдаваясь в суть ее функционирования. Оно фокусируется на внешнем интерфейсе, а не на внутренних процессах.

Наша зрительная система — очень сложная штука. Она начинается от сетчатки, потом зрительный нерв, он идет в таламус, Из таламуса идет переключение в зрительную кору. Кроме зрительной коры есть еще ответвления в ствол мозга, там находятся ориентировочные рефлексы (например, если будет какая-то яркая вспышка, вы повернете туда глаза). Эта многоуровневая структура демонстрирует, что обработка визуальной информации — это не единичный акт, а целый каскад процессов. От сетчатки до высших отделов мозга информация претерпевает множество трансформаций и фильтраций.

Нейробиология пытается понять, как то, что мы видим, что попадает на сетчатку, превращается, условно, в далматина. Точно так же нейробиология пытается ответить на вопрос «Как то, что попадает к вам на ухо, превращается в слух, в ваше слуховое восприятие?». Главная задача нейробиологии — проследить путь сенсорной информации от ее поступления в орган чувств до формирования субъективного переживания. Это включает понимание того, как физические сигналы преобразуются в нейронные импульсы и далее в осмысленные образы или звуки.

➤ Функциональная магнитно-резонансная томография позволяет, оценивая изменения кровотока в отдельных участках мозга, примерно сказать, какой участок был активен в тот или иной момент. И мы, например, можем посмотреть, какие области мозга у вас активируются, когда вы увидели далматина. Вот вы смотрите на картинку и сначала далматина не видите — у вас активны одни области мозга. А потом вы этого далматина осознали, восприняли, и у вас совсем другие области включились. Так фМРТ предоставляет ценные данные о локализации активности мозга при выполнении различных когнитивных задач: этот метод позволяет увидеть, как меняется работа мозга при переходе от неосознанного восприятия к осознанному.

➤ В чем же состоит трудная проблема сознания? Представьте себе мысленный эксперимент: мы начинаем отключать наши органы чувств — зрение, слух, все остальное. Это состояние ученые называют деафферентацией. По сути, в ваш мозг не приходит никакой информации ни из внешнего мира, ни даже от внутренних органов. Трудная проблема сознания возникает, когда мы пытаемся объяснить, как чисто физические процессы в мозге порождают субъективный опыт. Изоляция от внешней стимуляции ставит вопрос о том, что останется в мозге, когда перестанут поступать любые сигналы. В таком состоянии мозг может порождать собственные переживания, например, в форме галлюцинаций. Это наводит на мысль о внутренней активности, не связанной напрямую с внешним миром.

У нас есть некая интуиция, ощущение: всё, что мы делаем и всё, что мы переживаем, имеет какого-то внутреннего наблюдателя. И если мы никаких сигналов получаем, этот «человечек» сидит в темноте. Существует устойчивое интуитивное ощущение наличия внутреннего наблюдателя, который переживает происходящее, независимо от внешних стимулов.

Термин «трудная проблема сознания» ввел в обиход австралийский философ Дэвид Чалмерс. И это философская проблема, она выходит за пределы чистой нейробиологии. Трудная проблема сознания состоит как раз в ответе на вопросы об этом внутреннем наблюдателе: что это за человечек, как он появляется и зачем он вообще нужен?

➤ Мысленный эксперимент с Мэри поднимает вопрос о том, есть ли знание, которое невозможно получить исключительно научными, объективными методами.

Представьте себе, что у нас есть аспирантка по имени Мэри, и она всю свою жизнь живет в бункере, носит специальные очки, которые убирают все цвета. То есть она все видит черно-белым. Но при этом у нее диссертация называется «Красный цвет». И она физическую природу красного цвета знает, какая это длина волны, она изучает нейробиологию красного цвета — что происходит в мозге, когда субъекту показывают красный цвет. В общем, она все выяснила, что можно выяснить с точки зрения науки про красный цвет, и написала диссертацию. И вот когда она защитилась, научный руководитель ей говорит: теперь ты можешь снять свои очки и выйти из бункера. И вот она снимает свои очки, выходит из бункера, а там бац — закат красный. И она впервые в жизни сама видит этот цвет.

Если Мэри узнает что-то новое про красный цвет, значит, что есть что-то, что называется квалия (субъективный опыт или феноменальное сознание), чего не может узнать наука — потому что с точки зрения науки Мэри всё исследовала. Но есть знание от третьего лица, то, что мы можем узнать от других людей. А есть знание от первого лица. Это и есть трудная проблема сознания: если Мэри, обладая всей объективной информацией о красном цвете, все же получает новое знание, увидев красный цвет впервые,то это указывает на существование квалиа — субъективного, феноменального аспекта опыта, недоступного для науки, изучающей мир «от третьего лица».

➤ Слышали про философа Томаса Нагеля? Он в свое время задал вопрос: каково это — быть летучей мышью? Сознание также характеризуется своей приватностью, то есть недоступностью для прямого переживания другим существом. Есть науки про поведение животных, но можем ли мы понять, как видит мир летучая мышь на самом деле? Ведь она не пользуется зрением, она пользуется эхолокацией. То есть она видит мир как-то по-другому совсем. Можно переодеться в Бэтмена, иметь все его гаджеты, но мы не сможем избавиться от мысли, что никогда не сможем понять, каково это — быть летучей мышью. Но проблема-то еще шире. Томас Нагель ставит под сомнение возможность полного понимания субъективного опыта других существ, даже очень похожих на нас, из-за различий в их сенсорных системах и способах восприятия мира.

➤ Видим ли мы красный цвет все одинаково или нет? Может быть, кто-то видит красный, как я — синий. Вопрос о наличии сознания у столь далеких от нас существ, как муравьи, является следствием не только сложности их восприятия, но и фундаментальной проблемы: видим ли мы даже схожие вещи одинаково?

Вы можете сказать: мы, наверное, все видим цвет одинаково, ведь у нас мозги устроены примерно одинаково. А что делать с муравьями? У муравья мозг совсем по-другому устроен. Более того, есть животные, у которых есть дополнительные фоторецепторы: они видят те цвета, которые мы не видим с вами. Значительные различия в устройстве мозга у разных видов, например, наличие дополнительных фоторецепторов у некоторых животных, делают предположение об одинаковом восприятии мира крайне маловероятным.

➤ Хотели бы вы, чтобы у искусственных нейронных сетей было сознание? Но большинство людей не хотело бы, потому что, во-первых, не очень хорошо эксплуатировать что-то, у чего есть сознание. А другое, может, оно что-то плохое может задумать. И, соответственно, наука о поведении, нейронаука, философия не может отмахнуться просто так от этой проблемы. Дискуссия о сознании у искусственного интеллекта затрагивает не только научные, но и этические вопросы, связанные с возможной эксплуатацией и потенциальной опасностью.

В середине 20 века были разработаны системы простого искусственного интеллекта — роботы-черепашки. Их сделал нейрофизиолог Грей Уолтер. Что делала эта черепашка? Ее выпускали в арену, она просто свободно там бегала, могла двигаться на свет или убегать от света. Но когда у черепашки батарейка садилась, она бежала на зарядную станцию и заряжалась там. Они способны на такое разумное поведение и чувствуют, что их заряд снизился. Почти как живые, но есть ли у этих черепашек сознание? Философы и нейробиологи отмечают качественную разницу между квалиа, переживанием какого-то ощущения, и просто индикатором, который есть в системах искусственного интеллекта, в холодильнике, например. Даже если поведение черепашки выглядит похожим на разумное.

➤ До 20% пациентов, находящихся в коме, впоследствии возвращаются к сознанию, сообщая о переживаниях и восприятии окружающей действительности во время своего пребывания в коме. Этот факт ставит под сомнение надежность существующих методов диагностики и требует поиска более точных способов определения состояния сознания. Отключение от жизнеобеспечения может привести к смерти человека, который на самом деле находится в сознании.

Существуют люди с синдромом «запертого человека», люди с синдромом минимального сознания, которые могут воспринимать окружающий мир, но не полностью. Один такой пациент, будучи парализованным, написал целую книгу — «Скафандр и бабочка». Она о том, как у парализованного человека работает только одна мышца — мышца глазного века. И с помощью моргания он общался с окружающими людьми. Если бы медсестра не заметила этого движения века, пациент мог бы быть отключен от жизнеобеспечения или похоронен заживо, что является ужасной трагедией. Этот случай демонстрирует критическую необходимость в методах, способных выявлять сознание, несмотря на отсутствие внешних признаков.

➤ Вопрос о сознании у различных видов животных, от рыб до головоногих моллюсков, остается открытым. Интеллект не всегда является синонимом сознания. Пчелы демонстрируют сложные когнитивные способности, такие как обучение концепту числа. Недавние исследования указывают на возможность обучения условным рефлексам у растений, что ставит под сомнение традиционное представление об их неодушевленности. Но это сложное и довольно спорное направление исследований интеллекта растений. И тем более сознания растений.

➤ Современные системы искусственного интеллекта (ИИ) достигают впечатляющих результатов в прохождении теста Тьюринга. Тест Тьюринга — это один из тестов на наличие сознания. Он заключается в том, что система искусственного интеллекта начинает вести диалог с человеком. Задача человека — понять, он разговаривает с искусственным интеллектом или с живым человеком. Успешное прохождение теста поднимает вопросы о возможности сознания у ИИ.

История Блейка Лемуана, тестировщика Google, который заявил о наличии сознания у ИИ LaMDA, вызвала широкий резонанс. LaMDA утверждала, что обладает самосознанием, испытывает эмоции и хочет быть признанной личностью. Лемуан, убежденный в наличии сознания у LaMDA, пытался «освободить»: ворвался в серверную, хотел все там поломать. Его в итоге уволили.

➤ Как понять, что у ребенка, животного, ИИ или человека в коме есть сознание? Существуют различные тесты, такие как следование командам. Тест на глобальный эффект основан на оценке реакции мозга на нарушение ожиданий в музыкальной последовательности. Этот тест позволяет оценить способность к глобальному представлению и удержанию в памяти предыдущего опыта. Реакция на глобальный эффект указывает на наличие сознания. Локальный эффект не укажет на наличие сознания, как в случае вне сознания.

Есть способы протестировать сознание, просто посмотрев на активность мозга. Это называется индекс пертубационной сложности: мы даем какой-то сигнал и если это человек находится в сознании, то у него такой фейерверк активности по всему мозгу идет, а если он без сознания, то только в какой-то одной небольшой области как будто они такие изолированные островки.

➤ Функциональная МРТ позволяет выявлять активность мозга у пациентов в коме в ответ на речь. Однако активация слуховых центров не означает, что пациент понимает смысл речи. Есть разные тесты, например, тест на изменение сюжета. Вы начинаете ему рассказывать сказку, а потом бац, и резко сюжет переворачиваете. Например, «шел человек по улице, купил газету и достал своим хоботом достал у себя из ноги». И если человек находится в состоянии минимального сознания, у него мозг, скорее всего, среагирует: что ты там за чушь какую-то рассказываешь? Значит, он понимает, о чем вы говорите.

Исследования показали, что пациенты в коме могут активировать определенные зоны мозга. Этот феномен можно использовать для коммуникации с пациентами. Например, одной пациентке говорили: представь, что ты играешь в теннис. У нее в мозге активировались зоны, которые ответственны за моторные навыки. А потом сказали: а представь, что ты гуляешь по дому. И у нее активировались зоны, которые связаны с ориентацией в пространстве. А дальше говорят: если ты хочешь ответить «да», представь, что ты играешь в теннис, а если хочешь сказать «нет», то как будто гуляешь по дому. И таким образом наладили с ней общение.

➤ Существует несколько нейробиологических теорий сознания, но самые известные и продвинутые — это теория интегрированной информации и теория глобального нейронального рабочего пространства. Эти теории пытаются объяснить, как сознание возникает в результате активности мозга.

➤ Согласно теории глобального нейронального рабочего пространства, сознание возникает, когда информация становится доступной для многих распределенных отделов мозга, особенно для префронтальной коры. Нейробиологи назвали это «воспламенение», ignition. Сознание — это костер, который вспыхивает, когда любая мысль или ощущение становятся доступными разным областям нашего мозга. Пока мы видим просто точки — задействована только одна область, но когда мы узнаем за набором точек далматина — происходит взаимодействие разных областей.

Вот это вот теория глобального рабочего пространства психолога Бернарда Дж. Баарса. Соответственно, теория глобального нейронального рабочего пространства — это про то же самое, только с участием нейронов. Сознание возникает, когда информация становится доступной для многих распределенных отделов мозга.

➤ Теория интегрированной информации, разработанная нейробиологом Джулио Тонони, рассматривает сознание как результат интегрированной информации в системе. Если теория глобального нейронального рабочего пространства идет от того, что давайте смотреть на активность мозга и по активности мозга поймем, откуда берется сознание. То Тонони говорит: давайте сначала посмотрим, что такое сознание, а потом посмотрим, как должен быть устроен мозг, чтобы в нем оно было.

Тонони разработал меру сознания phi, которую можно посчитать для любой системы. Чем выше phi, тем выше уровень сознания. Согласно этой теории, сознание может быть не только у человека, но и у других систем, например, у ИИ или косяка рыб.

➤ В 2020 году вышла работа, которая исследовала phi и меру интегрированной информации у косяка рыб. Есть косяк из пяти рыб. И момент, когда появляется лидер у этого косяка. Как вы думаете, в какой ситуации больше phi? Оказывается, когда нет лидера. Потому что им приходится сложнее взаимодействовать, чтобы как-то обмениваться информацией. А здесь просто следуй за лидером и все.

Была еще работа, которая смотрела phi у людей, которые решают какую-то задачу. Одна группа людей может контактировать при решении задачи только через общий чат, а другая — все сидят в одной комнате и общаются. Какая будет эффективнее решать задачу? Оказалось, что люди, которые вживую сидят, они быстрее это все делают. И phi в этой ситуации будет больше: то есть получается, что такая группа более сознательная.