 |
Введение: сознание как состояние
|
|
|
|
Введение: сознание как состояние
Анестезия
Эпилептические припадки и глубокий сон
Синдром «запертого человека» (синдром изоляции)
Вегетативное состояние и другие глобальные расстройства сознания
Инвертированные зомби
Выводы
Вопросы для обсуждения
Введение: сознание как состояние
Сначала давайте поговорим о том, каким был бы идеальный эксперимент в исследовании нейрональных коррелятов сознания как состояния. В главе 3 мы определили состояние наличия сознания как фоновое состояние мозга или разума, которое позволяет испытывать субъективное переживание любого типа в целом и отсутствие которого (то есть бессознательное состояние ) абсолютно препятствует переживанию субъективного опыта любого типа. Идеальным экспериментом, позволяющим выяснить, что именно в мозге «освещает» сознание, был бы эксперимент, при котором сознательное состояние можно «включать» или «выключать» контролируемым образом.
Анестезия
Один из способов создания контролируемых сдвигов от состояния сознания к бессознательному состоянию – использование обезболивающих веществ для того, чтобы устранить сознание. Влияние обезболивающих веществ таково, что под воздействием анестезии человек сначала становится очень сонным (как будто он очень пьян), а затем прекращает реагировать на какие бы то ни было команды и даже на болевые стимулы (кстати, поведенческое определение бессознательного состояния в анестезиологии звучит примерно как «отсутствие реакций или неспособность двигаться в ответ на команду и амнезия определенных событий», а не как наше определение полного отсутствия субъективного переживания). Сигналы ЭЭГ человека, подвергшегося анестезии, также замедляются и становятся похожими на сигналы ЭЭГ глубокого сна, который также называют медленноволновым сном. При очень глубокой анестезии сигнал ЭЭГ может вообще исчезнуть (тогда возникает плоская ЭЭГ, прямая линия без каких‑ либо волн).
|
|
|
Объективно анестезия приводит к отсутствию реакции на внешние стимулы. Субъективно анестезия обычно (но не всегда) приводит к полному отсутствию феноменального сознания. Во время действия анестезии нет никакого переживания субъективного опыта, и даже чувство времени исчезает. Так что человеку, проснувшемуся после нескольких часов анестезии, может казаться, что он проспал всего несколько минут. Редкие исключения из бессознательного состояния это осознание анестезии – вызванные внешними стимулами переживания (ощущения, восприятие), отражающие то, что действительно происходит в операционной, и анестетический сон ( anaesthesia dreaming ) – внутренне порождаемое переживание, сопровождающееся галлюцинациями или сновидениями, никак не связанными с тем, что происходит с человеком.
Об этих двух типах субъективных переживаний больные иногда сообщают после пробуждения от анестезии. Но даже если пациент говорит, что ничего не помнит, возможно, какие‑ то переживания у него все‑ таки были. Иногда больные могут общаться с окружающими во время анестезии, двигая рукой (это называют методом изолированной руки), но потом говорят, что не помнят об этом. Некоторые пациенты могут это делать, даже несмотря на то что показатели ЭЭГ, отражающие глубину анестезии («bispectral индекс»), указывают, что их мозг находится в бессознательном состоянии. Возможно, ЭЭГ в этом случае недостаточно чувствительна к нейрональным процессам, лежащим в основе сознания (Alkire, Hudetz, & Tononi, 2008).
Точно регулируя концентрацию обезболивающего вещества в мозге испытуемого, можно медленно угнетать сознание или медленно позволить сознанию снова появляться. Возникает вопрос: что происходит в мозге, когда сознание исчезает (или вновь появляется) в результате действия обезболивающих веществ? Это исследовали с помощью метода ПЭТ. Результаты нескольких исследований (в которых использовались разные обезболивающие вещества) оказались сходными: когда сознание исчезает, происходит снижение активности таламуса (Alkire & Miller, 2006). Таламус – это структура, расположенная в центре мозга, через которую сенсорная информация поступает в кору мозга. Таламус чрезвычайно тесным и сложным образом связан с корой, и эта связь представляет собой двунаправленные петли.
|
|
|
Таламус и кора отправляют сигналы друг другу, туда и обратно, в виде сложных паттернов. Иногда эти связи локальны: определенные участки коры или таламуса связаны с определенными участками друг друга. Иногда они диффузны и глобальны, так что один участок таламуса может устанавливать обширные и сложные связи с разными участками по всей коре. Уменьшение активности таламуса, вызванное обезболивающими веществами, возможно, устраняет нейроэлектрическую активность в таламокортикальных петлях, особенно в тех, которые связаны с более высокими частотами ЭЭГ (бета– и гамма‑ диапазона).
Области коры головного мозга, которые представляются наиболее важными для сознания и которые взаимодействуют с таламусом в момент возвращения сознания, расположены в задней коре: в ассоциативной области на пересечении латеральной височной, затылочной и париетальной коры и в центральной париетальной коре (Alkire, Hudelz & Tononi. 2008). Высокочастотная нейроэлектрическая активность в областях, связывающих эти области коры мозга с таламусом, по‑ видимому, необходима для состояния сознания, возможно, потому что они интегрируют отдельные содержания сознания в единое целое (Alkire, Hudetz & Tononi, 2008).
Эпилептические припадки и глубокий сон
Новые доказательства обязательного наличия высокочастотной электрической активности между корой и таламусом дают исследования эпилептических припадков и глубокого сна, лишенного сновидений (3‑ я и 4‑ я стадии медленноволнового сна). В обоих случаях все или почти все содержание сознания временно исчезает. При малом эпилептическом припадке это происходит резко и внезапно: пациент просто замолкает, иногда на середине фразы, и смотрит в пустоту в течение нескольких секунд. Когда припадок проходит, он может продолжить говорить с того же места, где замолчал. Во время такого припадка сознание, по‑ видимому, отключается и исчезает. В то же время на ЭЭГ можно увидеть выраженные медленные волны (3 Гц). Это означает, что таламокортикальные связи внезапно прерываются патологической медленноволновой активностью. Этот объективный феномен, заметный на ЭЭГ, на субъективном уровне выражается в отсутствии сознания.
|
|
|
Существует много различных типов эпилептических припадков, но есть гипотеза, что все припадки, серьезно ослабляющие или полностью устраняющие сознание, вызваны медленноволновой корковой активностью на на ЭЭГ, – подобные паттерны ЭЭГ возникают при анестезии, во время естественного глубокого сна или в коме. Полная потеря сознания происходит, когда патологическая активность охватывает большие сети между корой и областями подкорки (Cavanna & Mo naco, 2009; Yu & Blumenfeld, 2009).
Похожий паттерн ЭЭГ с большой амплитудой медленных волн (дельта‑ волн, 0, 5–3 Гц) можно наблюдать на самых глубоких фазах сна (3‑ я и 4‑ я фазы медленноволнового сна). Эти фазы обычно не сопровождаются сновидениями: если после пробуждения человек сообщает о каких‑ то осознаваемых переживаниях, они обычно минимальны, статичны и очень просты по содержанию.
Метафорически говоря, когда феноменальные огни «включены», то таламокортикальные (или подкорково‑ корковые) двунаправленные нервные петли демонстрируют сочетание высоких частот сложной биоэлектрической активности; а когда эти огни «выключены», то эти петли захвачены медленными волнами большой амплитуды, указывающими на синхронизированную и менее сложную или менее дифференцированную таламокортикальную активность.
Синдром «запертого человека» (синдром изоляции)
|
|
|
Если для существования сознания как состояния нужна только нормальная таламокортикальная активность, возникает вопрос: можно ли быть в сознании, но при этом оказаться «запертым» в мозге, то есть не иметь возможности общаться с внешним миром? Да, это возможно. Такое состояние описано в литературе по неврологии и получило название синдрома «запертого человека» (синдрома изоляции). Пациент, находящийся в таком прискорбном состоянии, совершенно неподвижен и не реагирует ни на какие стимулы. В лучшем случае он может общаться с внешним миром с помощью движений глаз или моргания. При этом он находится в полном сознании.
Синдром «запертого человека» – это не расстройство сознания, а только отсутствие возможности двигаться. На ПЭТ‑ изображениях, отражающих уровни метаболизма мозга, видно, что у пациентов с таким синдромом совершенно нормальный уровень метаболизма мозга и метаболическая кортикальная активность распределена точно так же, как у здоровых испытуемых из контрольной группы, где самый высокий уровень активности отмечается в медиальной задней коре (Laureys, Owen, & Schiff, 2004). (Кстати, именно эти области коры мозга оказываются «выключенными» в результате анестезии! ) Больной не проявляет внешних реакций, но у него сохраняются осознаваемые феноменальные переживания и он способность думать.
Вегетативное состояние и другие глобальные расстройства сознания
Глобальные расстройства сознания – это состояния, при которых травма головного мозга или болезнь привели к глубоко бессознательному состоянию (в клинической медицине его называют «отсутствием реакции на стимулы»). Смерть мозга, кома, вегетативное состояние и минимальное состояние сознания представляют различную степень серьезности глобальных расстройств сознания.
На снимках, полученных с помощью функциональной томографии мозга, отражающих метаболизм мозга у пациентов, переживших смерть мозга, никакой метаболической активности не регистрируется – ткань мозга мертва, – и внутренняя часть черепа выглядит на таких изображениях однородно черной (Laureys, Owen, & Schiff, 2004)!
Больные, находящиеся в вегетативном состоянии, страдают от серьезного повреждения головного мозга, вызванного остановкой сердца, инсультом, травмами тела или черепно‑ мозговыми травмами. Они впадают в кому, но смерти мозга не происходит. Затем они выходят из комы и входят в вегетативное состояние. При этом они начинают спонтанно открывать и закрывать глаза (своего рода «бодрствование» и «сон»), но при этом не реагируют ни на какие внешние стимулы. Изображения метаболизма мозга, сделанные с помощью ПЭТ, при вегетативном состоянии демонстрируют ненормально низкие уровни метаболической активности (Laureys, Owen, & Schiff, 2004).
|
|
|
Ужасное положение, когда сознание оказывается «заточенным» в неподвижном теле, не реагирующем на внешние стимулы, как при синдроме «запертого человека», привело к дальнейшим вопросам о том, действительно ли пациенты, не реагирующие на внешние стимулы, не обладают сознанием? Возможно, некоторые из них остаются в сознании, но не проявляют этого внешне? Недавние эксперименты показали, что у некоторых пациентов, находящихся в вегетативном состоянии, может сохраняться сознание и поэтому им нельзя поставить диагноз «вегетативное состояние».
В одном эксперименте больных, находящихся в вегетативном состоянии, просили выполнить простые умственные задачи на воображение, например представить себе, что они играют в теннис или гуляют вокруг дома. Как ни странно, изображения фМРТ мозга некоторых пациентов показали точно такую же активность, как у здоровых испытуемых из контрольной группы, выполняющих ту же самую задачу! Казалось, пациенты могут намеренно создавать мысленные образы – субъективные сознательные переживания определенного типа – в соответствии с инструкциями, которые им дали, хотя при этом они никаким образом не могли общаться с исследователями (Owen et al, 2006). Этот эксперимент предоставляет убедительные доказательства того, что состояние сознания (а значит, и какое‑ то его содержание) может существовать даже у тех людей, которые не реагируют ни на какие внешние стимулы и которые, кажется, совершенно лишены сознания.
Когда больной начинает выходить из вегетативного состояния, он входит в нестабильное состояние, на грани между сознанием и его отсутствием. Поэтому иногда он может осмысленно реагировать на те или иные стимулы или на попытки общаться с ним, но эти реакции нестабильны и фрагментарны. Такое состояние называется минимальным состоянием сознания. Изображения ПЭТ при минимальном состоянии сознания показывают, что здесь метаболизм мозга выше, чем при вегетативном состоянии, но все еще ниже, чем у здорового мозга (Laureys, Оуэн, & Schiff, 2004).
Инвертированные зомби
В исследованиях сознания проблема, связанная с тем, сохраняется ли сознание при анестезии, в вегетативном состоянии и в других подобных ситуациях, в последнее время привлекает к себе все больше внимания. Для описания существ, обладающих сознанием, но при этом демонстрирующих все поведенческие признаки и реакции существ, не обладающих сознанием, была предложена новая концепция: инвертированный зомби (Mashour & LaRock, 2008). Это противоположность типичного философского зомби (который внешне кажется сознательным, но не обладает внутренним сознанием): инвертированные зомби внешне не проявляют признаков сознания, но обладают сознанием внутри. Пациенты, которые демонстрируют внешние признаки отсутствия сознания, как минимум, могут оказаться инвертированными зомби. Чтобы эмпирически доказать, являются они ими или нет, нам понадобилось бы устройство для томографии мозга, регистрирующее наличие (и отсутствие) феноменального сознания или квалиа в мозге.
Выводы
Нейрональные корреляты сознания как состояния можно исследовать, изучая влияние анестезии, эпилептических припадков, глубокого сна и глобальных расстройств сознания. Результаты таких исследований показывают, что таламус, таламокортикальные связи, корково‑ подкорковые петли и задние области коры мозга играют важную роль в возникновении сознания как состояния. Кроме того, в состоянии сознания обширные нейронные сети в этих областях создают высокочастотную электрическую активность. Если такая активность в этих сетях подавлена высокоамплитудными медленными волнами, сознание исчезает.
Когда мы исследуем испытуемых, на первый взгляд «не имеющих сознания», и разрабатываем эксперименты НКС, чтобы обнаружить НКС сознания как состояния, нужно соблюдать осторожность и отличать истинное отсутствие сознания (отсутствие феноменального сознания) от инвертированных зомби (отсутствие внешних реакций при наличии внутреннего феноменального сознания). Некоторые пациенты, не реагирующие ни на какие внешние стимулы, не лишены феноменального сознания.
Вопросы для обсуждения
Если анестезия просто лишает человека реакций (парализует) и приводит к амнезии, значит ли это, что человека, находящегося под воздействием анестезии, можно назвать «инвертированными зомби»: он полностью сохраняет сознание, но когда приходит в себя, то ничего не помнит о том, что происходило во время анестезии? Какая разница между истинным отсутствием сознания и только параличом в результате анестезии? Если бы вам предстояло перенести анестезию, хотели бы вы знать, что при этом будет с вашим сознанием?
Глава 9
Исследования нейрональной основы зрительного осознания
|
|
|
