Хаос и становление

Даже неспециалисту очевидно, что в нашем мозге постоянно происходит какая-то движуха.

Человек не может перестать думать или чувствовать. Воспоминания то всплывают, то исчезают; переплетаются в причудливые конструкции, состоящие из реальности и фантазии. От рождения и до смерти – всегда, не исключая состояние сна – в нормальном мозге бродят какие-то образы.

Если вы более-менее следите за новостями науки, то к самонаблюдению можете добавить факты. Например, явление т.н. «нейрогенеза» – клетки мозга постоянно обновляются.

Что это за динамика, и откуда она берётся?

Нейроучёные пытаются определить это при помощи функциональных и визуальных методов: прежде всего, электроэнцефалографии и томографии.

В народе электроэнцефалографию (ЭЭГ) называет «шапочкой» из-за особенностей методики. К голове подводятся электроды, закрепленные на своеобразном шлеме из ткани или силикона.

«Шапочка» применяется для распознавания аномальных очагов биоэлектрической активности мозга. Например, при эпилепсии. У нормального мозга – своя картина биопотенциалов, благодаря чему мы можем четко различить, скажем, бодрствование и сон.

Ядерная магнитно-резонансная томография (или просто «томография», ТГ) также уже знакома многим. Очень популярный метод в современной медицине.

На практике особенно важным является то, что ТГ позволяет увидеть состояние мозговых сосудов (проницаемость, степень расширения/сужения и пр.), а также – общую гемодинамическую активность его отделов.

Некоторые полагают, что перманентный мониторинг мозга при помощи «шапочки» и томографии – наше неизбежное будущее.

Дескать, со временем устройства уменьшатся до компактных размеров. Их станут носить на руках (?), как модные сегодня фитнес-браслеты, шагомеры и прочие «умные часы». Человек сможет следить за динамикой собственного мозга онлайн.

Возможно, так и произойдёт.

Вот, только извлекаемая посредством этих методов информация имеет примерно такую же диагностическую ценность, как частота пульса или температура. Это важные, но сильно обобщённые и усредненные, параметры.

ЭЭГ и ТГ – нейробиологические градусники. Они демонстрируют общие симптомы процесса. Но ничего не говорят о его причинах.

Биопотенциалы, отраженные в электроэнцефалограмме, не что иное, как суммарные электромагнитные колебания клеток мозга. Ключевой характеристикой считается частота/длина волны. Различают диапазоны волн для физиологических состояний: скажем, для бодрствования и нескольких фаз сна.¹

Но откуда берутся и как именно формируются диапазоны, «шапочка» не расскажет. Думаю, чтобы понять, спит человек или бодрствует, ЭЭГ не требуется.

Нейровизуализацию особенно хвалят за наглядность. Нечего сказать, картинка красивая: вы наблюдаете подкрашенные на мониторе зоны мозга, графическое отражение его гемодинамики. Можно, например, узнать, что арифметическая операция, сложение двузначных чисел, в вашем мозге «активизирует большую оксигенацию в теменной доле и задней части лобной доли». ⁵

Однако, как и почему миллионы/десятки миллионов клеток мозга проявляют активность, ТГ не ответит. Знание о том, что вы решаете арифметические задачки теменной и лобной долей мозга, никак не повлияет ни на скорость, ни на результат вычислений.

Поясним: нет никаких сомнений в пользе ЭЭГ и ТГ для диагностики грубых мозговых нарушений. Важно узнать, что формируется эпилептический очаг или участок с дефицитом кровоснабжения. В связи с этим можно провести профилактические мероприятия – назначить соответствующие лекарства и предотвратить мозговую катастрофу или хотя бы уменьшить её масштаб.

Но оба метода имеют своим предметом феномены макро-уровня. И не фиксируют ни тонкие нарушения, ни нюансы нормальной мозговой динамики.

Между тем, попытка описать микродинамику мозга – далеко не узко-теоретическая научная задача.

Во-первых, поскольку мы до сих пор не понимаем, что такое «мысль», «идея», «образ», «сложное чувство» и пр.; как именно всё это информационное многообразие рождается и трансформируется в разуме – нельзя этим управлять. Не в смысле пресловутого «контроля сознания» для каких-нибудь зловещих целей, а в простом, житейском, значении: для прояснения, в какой форме и сколько информации в данных условиях мы можем усвоить с максимальной эффективностью.

Заметим: все существующие сегодня рекомендации по психогигиене, психофизиологии труда и отдыха, психопрофилактике и пр. опираются на данные, полученные при изучении мозговых макро-феноменов.

Во-вторых, существует огромный пласт психических расстройств, у которых просто-напросто отсутствует указание на их непосредственную причину (например, шизофрения и аутизм); также есть немалая категория неврологических заболеваний, где причина, по всей видимости, заключается в нарушении механизмов мозговой микродинамики (например, болезнь Альцгеймера).

Но и психиатрия, и неврология в объяснении предполагаемой этиологии тяготеют к рассмотрению макро-феноменов: исследуются отдельные молекулы и молекулярные комплексы, нейромедиаторы, гены и пр.

Если мы хотим создать как можно более полную модель мозга, если мы заинтересованы в исследовании мозговых микро-феноменов (их трансформаций, взаимопревращений и т.д.) и установлении связей с макро-феноменами, нам нужен подходящий для этого инструмент.

Более того: выбранный способ описания должен быть адекватен языку, на котором мы высказались о структуре мозга. Иначе говоря, он должен быть совместим с представлениями о фермионно-бозонных взаимодействиях в рамках квантовой теории.

Существует ли такой инструмент?

Полагаю, что существует. Это математическая теория динамического (детерминистического) хаоса.

И, в таком случае, следует говорить о динамической системе «мозг-среда».

В соответствие с математической теорией хаоса, мы постулируем, что взаимодействующие элементы системы «мозг-среда» непрерывно совершают колебательные движения, формируя динамические конфигурации (физическое представление: суперпозиции бозонов).

Устойчивость режима колебаний – т.е. собственно микродинамика мозга – зависит от значения внешнего и внутреннего возмущающего фактора. В обеих формах этот фактор может быть описан и как биологический, и как информационный. Однако на уровне фундаментальной физической реальности он суть энергия бозонных взаимодействий.

Математическая теория хаоса даёт понятие о трёх основных динамических режимах. Мы полагаем, что все они представлены в системе «мозг-среда».

Минимальное значение возмущающего фактора позволяет системе сохранять равновесие (условно говоря – «состояние покоя», которое можно ассоциировать с повседневной коммуникацией).

Увеличение значения возмущающего фактора вынуждает систему перейти в преимущественно периодический режим (состояние регулярной когнитивной нагрузки – например, во время обучения, когда требуется что-нибудь запомнить, вычислить и пр.).

Наконец, при высоком, критическом для системы, значении внешнего возмущающего фактора (допустим, интенсивная интеллектуальная работа) или, наоборот, при его отсутствии (для нормального мозга – например, сенсорная депривация и, отчасти, состояние сна; для патологического мозга – скажем, шизофренический психоз) в системе будет наблюдаться преобладание хаотического режима.

Детально математическая теория хаоса рассматривается в главе 6; о её прикладном значении для характеристики нормальной и патологической микродинамики мозга вы можете прочесть в главе 7. Здесь мы лишь подчеркнём особую роль хаотического режима.

Сверхбыстрые сочетания суперпозиций элементов осуществляются в мозге постоянно и возможны только благодаря такому состоянию системы как динамический хаос.

В результате суперпозиции «схлопываются» и мозговые элементы превращаются в «событие». Эта – застывшая, но всегда готовая к новой трансформации – комбинация элементов и есть «мысль».

События-мысли могут быть бессмысленными и/или бесполезными (что соответствует, например, содержанию большинства наших снов). А могут стать ценными догадками, прозрениями, идеями.

Таким образом, всё, что вы когда-либо сознательно/бессознательно обдумывали, переживали, вспоминали, фантазировали и пр. – одним словом, комбинировали, рождено в хаосе вашего мозга.

Хаос и его результат, мозговое «событие», в данном случае – не метафора, а вполне определённое математическое понятие. Эквивалентным в наибольшей степени выражением для динамического хаоса и его исхода на естественном языке будет термин «становление».

Нужно только уточнить, что в реальном разуме становление мысли ограничено лишь продолжительностью биологического существования мозга. Живая мысль суть подвижная конфигурация, одинаково далёкая, как от Абсолютного Хаоса, так и от Абсолютного Порядка.

Функциональные и визуальные методы описания мозговой динамики, такие, как ЭЭГ и ТГ, скользят по поверхности, не затрагивая сути. Обладая всей полнотой данных о биопотенциалах и томографической архитектуре мозга, мы, тем не менее, обречены пассивно созерцать живописные полотна, ничего не зная об их авторе, его замыслах и намерениях.

Смысл и знание

О назначении «чёрного ящика» на наших плечах ходит такая шутка. Героя анекдота спрашивают, для чего ему нужна голова. Он перечисляет ряд функций, неважно каких, и в конце добавляет: «А ещё я в неё ем».

Зачем человеку мозг?

Ответ не так уж очевиден.

Вариант ответа в рамках идеалистического мировоззрения отсутствует. Потому что нет такого вопроса. Точнее: для идеалиста это далеко не самый главный вопрос.

Если Сверх-Разум придумал и сотворил всё сущее, включая нас, то, во-первых, изначально наш мозг есть нечто ограниченное и второстепенное, значит, размышления о его назначении – пустая трата времени (мы ведь не думаем дни и ночи напролёт о мочевом пузыре – в целом его функция понятна, а в деталях, если интересно, пусть копаются специалисты); и, во-вторых, даже если премудрый Сверх-Разум дал нам мозг для познания высоких истин, то опять-таки важны эти истины, а не инструмент их поиска, и, кроме того, могут быть и другие способы духовного познания (какие именно? об этом повествуют все, существующие в мире, философские и религиозные тексты).

Хорошо известен ответ, принятый в научном мейнстриме. Мозг нужен человеку для адаптации к условиям среды и, более того, возник/эволюционировал как инструмент приспособления.

Поскольку окружающую среду можно описать, как биологическую или социальную (в том числе, информационную), то указанный ответ разбивается на два варианта.

Первый вариант: мозг – биологическая машина для решения сложных эволюционных задач.

Рассказывают, что наши далёкие предки, первые Homo sapiens, уже обладали относительно большим и продвинутым головным мозгом. Адаптируясь к природным условиям, они использовали окружающие предметы в качестве орудий труда и защиты. А впоследствии стали их изготовлять. Это способствовало ещё большему прогрессу нервной системы, что, в свою очередь, привело к возникновению речевой коммуникации, письменности и т. д.

В популярной версии Ричарда Докинза – то же самое, только всё это делали не биологические организмы и не их мозг, а «эгоистичный ген» или группа генов, каковые есть подлинные субъекты естественного отбора.²

Что тут не так?

Во-первых, остаётся непонятным, откуда взялся «относительно большой и продвинутый головной мозг» у наших предков.

Когда я учился в школе, на уроках биологии рассказывали, что кроманьонцы (те самые первые Homo sapiens) жили примерно 50—60 тысяч лет назад. Их мозг анатомически ничем не отличался от мозга современного человека.

Сегодня антропологи утверждают, что кроманьонцы жили 200—300 тысяч лет назад.^12,15 Т.е. период исторической жизни нашего мозга, согласно нынешним научным взглядам, увеличился в 4—5 раз.

Выходит, что громадный творческий потенциал человеческого мозга существует уже очень давно.

В связи только с одним этим фактом традиционная апелляция к «промежуточным звеньям», предшествующим появлению развитого мозга у H. sapiens, теряет смысл. Она принимает форму регрессивного аргумента.

А ещё – напоминает известную русскую сказку, где героям, чтобы вытащить из земли репку, пришлось выстроиться в цепочку: дедка за репку, бабка за дедку, внучка за бабку, Жучка за внучку, кошка за Жучку, мышка за кошку.

Кто та героическая мышка, благодаря которой целая семья не умерла с голоду? Кто этот, вдруг поумневший, наш общий предок – исходное звено эволюции мозга? И значит ли, следуя этой линейной логике, что нам, как и героям сказки, просто повезло – не отзовись мышка, не будь исходного звена, не было бы Homo sapiens? А если всё дело – в удаче, в статистической случайности, то чем это, по сути, отличается от идеалистической концепции чудесного творения?

Во-вторых, совершенно необъяснимо, как и почему озабоченные лишь биологической адаптацией существа реализуют научно-технический и социальный прогресс.

Биологическая машина (пусть, «генно-биологическая машина») под названием «Человек разумный» когда-то удачно приспособилась: научилась эффективно защищаться от хищников, изобрела орудия охоты, додумалась покрывать тело тёплыми шкурами и т. д.

Это замечательные достижения для элемента гармоничной экосистемы, адаптирующегося здесь и сейчас. По образу жизни ряда, ещё сохранившихся на планете, примитивных племён мы видим, что на столь невысоком уровне социотехнического развития можно существовать очень долго.

Но.

Какие такие условия среды вынудили биологические машины (или группу хитрых и коварных генов) копить знание и совершенствовать технологии? Зачем охотники и собиратели бросили свои занятия и вдруг взялись за нудное сельское хозяйство? Для кого сочиняли гипотезы и систематизировали факты древнегреческие философы – кто и для каких биологических целей их слушал? Что за климатический катаклизм заставил римлян строить дороги, и как римское право могло защитить от стаи голодных волков?

Чтобы разъяснить многочисленные несуразности, возникающие в связи с первым вариантом, научный мейнстрим хватается за второй вариант ответа.

Говорят: да, мозг нужен для успешной адаптации, но приспособление достигается не только (а, может, и не столько) биологическими средствами, но и социальными (культурными) инструментами.

Этот вариант широко представлен в работах, где обосновывается т.н. «теория генно-культурной ко-эволюции» и уделяется особое внимание «негенетическим механизмам наследования» (подробно об этом толковании, как и о первом варианте, мы поговорим в главе 8).

Суть ответа в том, что социальная среда (или информационное окружение) детерминирует эволюцию разума. Удачные культурные находки первых Homo sapiens быстро распространились и закрепились среди них благодаря таким паттернам поведения, как подражание и коммуникация. Поначалу биологические вызовы играли важную роль (вместе легче добывать пищу, защищаться от врагов и пр.), постепенно стали доминировать культурные стимулы (расширение коммуникационной среды способствует групповой сплоченности, развитию коллективных форм действий и т.п.). Чтобы всё это делать успешно, нужен сложный мозг.

А тут что не так?

Всё то же.

Как и в случае с первым вариантом, возникает «загадочная загадка» случайного (чудесного?) происхождения исходного мозга, достаточно умного, чтобы изобрести самому или позаимствовать у среды адаптационные усовершенствования, и проблема – в данном случае культурного – прогресса.

Последнее проиллюстрируем рядом хорошо известных фактов.

Наши предки могли подобрать валявшуюся на земле острую палку и защититься ею от хищника. Это, понятно, вынужденное действие в ситуации опасности.

Вместе с тем, в спокойной обстановке (хищника нет) они подбирали тупые палки и, обламывая концы, носили с собой с явным намерением сделать их орудиями в предполагаемой борьбе.

Древние люди оттаскивали трупы умерших родичей подальше от места обитания группы. Это резонно.

Но им почему-то этого было мало: они украшали мёртвые тела, зарывали их в землю, придумывали и осуществляли обряды погребения.

Собиратели отыскивали съедобные растения, предварительно приметив, где и в какое время года те появляются. Это нормальная рефлексия по отношению к дарам природы.

Вдруг у них появилась идея: съедать не всё, часть семян откладывать, чтобы запланировать появление урожая – вообразить во многом не зависящее от усилий человека событие.

Наконец, примем к сведению многочисленные свидетельства чисто творческой деятельности наших предков. Наскальная живопись, амулеты, «палеолитические Венеры» и пр.

Словом, есть немало аргументов и ещё больше фактов, указывающих на недостаточную полноту объяснения, в котором возникновение нашего мозга и его главная функция связываются с давлением естественного отбора или «негенетическими механизмами наследования».

Даже взяв современную версию теории биологической эволюции (т. н. Evo-Devo – см. главу 8), мы увидим громадные «белые пятна».