Майкл Газзанига - Кто за главного? Свобода воли с точки зрения нейробиологии
Сознание: слишком поздно и уже бесполезно
Такие временные задержки неоднократно фиксировались за последние двадцать пять лет. Бенджамин Либе, физиолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, стимулировал мозг пациента, находящегося в сознании в ходе нейрохирургической операции, и обнаружил, что есть задержка во времени между моментом стимуляции участка коры, отвечающего за руку, и моментом, когда пациент осознавал в ней ощущение20. В более поздних экспериментах участок мозга, вовлеченный в инициирование определенного действия (нажатия кнопки), активизировался примерно за 500 миллисекунд до самого действия, что вполне логично. Удивительным было то, что активность мозга, связанная с действием, усиливалась на целых 300 миллисекунд раньше сознательного намерения совершить это действие, судя по заявлениям испытуемых. Такую электрическую активность мозга, предшествовавшую осознанному решению, назвали bereitschaftspotential или, проще, потенциалом готовности21.
Со времени первых опытов Либе, как и предсказывали психологи до него, методы исследования стали куда более продвинутыми. Благодаря функциональной магнитно-резонансной томографии мы больше не думаем о мозге как о статической системе, но как о динамической, непрерывно меняющейся системе, которая все время в действии. В 2008 году Джон-Дилан Хейнс22 с коллегами с помощью подобных методик продолжил эксперименты Либе и показал, что следствие возникновения намерения может проявиться в активности мозга вплоть до десяти секунд прежде, чем намерение достигнет сознания! Мозг совершил действие до того, как его владелец это осознал. И это еще не все — глядя на изображение, полученное при томографии, ученые могли предсказать, что человек собирается сделать. Выводы отсюда вытекают довольно шокирующие. Если действия инициируются бессознательно, до того как мы вообще понимаем, что хотим их совершить, значит, сознание не играет причинной роли для воли: сознательная воля, представление о том, что вы желаете, чтобы какое-то действие совершилось, — иллюзия. Но правильно ли так об этом думать? У меня складывается впечатление, что нет.
Закоренелые детерминисты: каторжники, скованные цепью причинности
Закоренелые детерминисты в нейронауке выстраивают то, что я называю утверждением о цепи причинности: (1) мозг, будучи физическим объектом, порождает разум; (2) физический мир детерминирован, поэтому наш мозг тоже должен быть детерминированным; (3) если детерминированный мозг — необходимый и достаточный орган, порождающий разум, нам остается лишь заключить, что мысли, возникающие в нашем уме, также детерминированы; (4) следовательно, свободная воля — иллюзия и мы должны пересмотреть представления о том, что означает нести личную ответственность за свои действия. Иначе говоря, концепция свободной воли лишена смысла — она появилась до того, как мы узнали все это о работе мозга, а теперь нам следует от нее избавиться.
С первым положением не станет спорить ни один нейробиолог: каким-то непонятным образом мозг — физическая сущность — порождает разум. Однако второе утверждение оказалось слабым звеном и подвергается критике: многие физики больше не уверены, что материальный мир предсказуемо детерминирован, потому что нелинейная математика сложных систем не позволяет делать точные предсказания об их будущих состояниях. Значит, третье положение (что наши мысли детерминированы) имеет под собой шаткое основание. Хотя некоторые нейробиологи верят, что специфические паттерны возбуждения нейронов вызывают конкретные, предопределенные, мысли и что это можно доказать, никто понятия не имеет, какими должны быть детерминистские правила для нервной системы в действии. Думаю, мы столкнулись с той же головоломкой, что и физики, полагавшие законы Ньютона универсальными. Законы не универсальны: все зависит от того, какой уровень организации описывается, и при возникновении более высоких уровней начинают работать новые правила. Квантовая механика — это правила для атомов, ньютоновские законы — правила для предметов, и с помощью одних нельзя полностью предсказать другие. Так что весь вопрос в том, можем ли мы использовать наши знания о нейрофизиологическом микроуровне (нейронах и нейромедиаторах) и предложить детерминистскую модель, чтобы предсказывать осознанные мысли — результаты деятельности мозга, то есть психологию. Или, что еще сложнее, прогнозировать результаты взаимодействия мозга трех человек. Можем ли мы вывести историю макроуровня из истории микроуровня? Вряд ли.
Я не думаю, что сторонники теории состояний мозга, те нейроредукционисты, которые постановили, что каждое психическое состояние соответствует некоему пока еще не открытому состоянию нейронов, смогут это когда-нибудь продемонстрировать. Я считаю, что сознательная мысль — эмерджентное свойство. Это не объяснение, а просто признание его реальности или уровня абстракции, как при взаимодействии “софта” и “железа”: разум — в какой-то степени независимое свойство мозга, хотя при этом полностью от него зависит. Я сомневаюсь, что построить полную модель ментальной функции методом “снизу вверх” возможно. Одно ракообразное и один биолог уже поставили всех в тупик.
Задача про омара
Ева Мардер изучала простую нервную систему и соответствующую моторную активность кишечника у североатлантического омара. Она выделила всю нейронную сеть, включая каждую клетку и синапс, и занялась моделированием динамики синапсов до уровня эффектов нейромедиаторов. С точки зрения детерминистов, зная и учитывая всю эту информацию, она должна была бы собрать все кусочки мозаики воедино и в результате описать, как функционирует кишечник ракообразного. Для этой простой, небольшой нервной системы ее лаборатория симулировала более 20 миллионов возможных комбинаций сил синапсов и свойств нейронов23. Выяснилось, что около 1-2% комбинаций могут привести к подходящей динамике, которая соответствует моторной активности, наблюдаемой в природе. Процент небольшой, однако дает тем не менее от 100 до 200 тысяч разных вариантов, которые порождают абсолютно одинаковое поведение в каждый момент времени (а ведь это очень простая система с небольшим числом компонентов)! Философское понятие множественной реализуемости — представление о том, что есть много способов, которыми система может порождать одно и то же поведение, — прекрасно применимо к нервной системе.
Колоссальное разнообразие конфигураций сети, которые способны породить идентичное поведение, заставляет задуматься, можно ли вообще выяснить при анализе единичного случая с помощью молекулярных методов, каким образом возникает данное поведение. Это основательная проблема для редукционистов от нейробиологии, поскольку она показывает, что анализ нервных сетей позволяет понять, как что-то может работать, но не как работает в действительности. По-видимому, чрезвычайно трудно будет дать конкретное нейробиологическое толкование определенному поведению. Исследование Мардер воспринимается почти как подтверждение идеи эмерджентности — изучая нейроны, мы не достигнем нужного уровня объяснения. Существует слишком много различных состояний, которые приводят к одному и тому же результату. Должны ли нейробиологи впасть в отчаяние?
Джон Дойл так не считает и думает, что вообще нет необходимости в такого рода разговорах. Он обращает наше внимание на то, что при рассмотрении множества компонентов чего угодно по мере роста их числа и совокупности параметров сети количество возможных схем растет быстрее, чем по экспоненте. При этом происходит не такой бурный, но все же экспоненциальный рост числа функциональных схем. Важно отметить, что функциональный набор есть экспоненциально убывающая доля всех схем. Таким образом, даже несмотря на то, что число возможных комбинаций огромно, фактическое количество функциональных комбинаций — лишь малая часть этого громадного числа.
Что ж, именно это и обнаружила Ева Мардер со своими коллегами, и подобная закономерность властвует не только над омарами. Дойл приводит пример: “...в английском языке огромное количество слов — больше чем 105 штук. Но возьмите слово organized. <.. .> В нем 9 разных букв, так что существует 362,880 способов расположить их на девяти местах, но только в одном случае мы получим функциональное английское слово. Поэтому крайне маловероятно, что длинная случайная последовательность букв (скажем, roaginezd) окажется настоящим словом, хотя слов-то очень много”. Дойл считает, это и хорошо, поскольку согласуется с представлением о мозге как о многоуровневой системе. Быть многоуровневым выгодно. Это связано с понятием устойчивости: уровень ниже создает очень прочную, но при этом гибкую платформу для возникающего более высокого уровня.
