Таємне життя розуму : як ми мислимо, відчуваємо й вирішуємо

Наприкінці ХІХ століття науковці Сантьяґо Рамон-і-Кахаль та Камілло Ґольджі зійшлися в дуже палкій суперечці. Кахаль наполягав, що мозок складається з нейронів, з’єднаних між собою. Натомість Ґольджі вважав його ретикулярним утворенням, тобто суцільною сіткою. Епічну наукову битву мав розсудити мікроскоп. Будучи чудовим експериментатором, Ґольджі, щоб побачити невидиме доти, розробив метод фарбування, який досі називають методом Ґольджі. Сірі прожилки на сірому тлі тканини головного мозку ставали контрастними завдяки барвнику, і їхні чорні контури було видно в мікроскоп. Кахаль теж використав цей прийом. Але хист до малювання зробив його дуже спостережливим, і там, де Ґольджі бачив суцільне утворення, Кахаль виявив протилежне — окремі елементи (нейрони), які майже не торкалися один одного. Імідж науки як світу об’єктивних істин було зруйновано одним махом, коли двоє затятих ворогів розділили Нобелівську премію з фізіології. Це символічний приклад відзначення найвищою нагородою двох протилежних ідей на одній церемонії.

Відтоді минуло багато років, і тепер завдяки значно потужнішим мікроскопам ми знаємо, що Кахаль мав рацію. Його праця заклала фундамент нейронауки — дисципліни, яка вивчає нейрони й структури, що з них складаються, а також створені нейронами ідеї, сни, слова, бажання, рішення, прагнення й спогади. Але коли Фройд писав «Проект наукової психології» і схематично зобразив модель мозку як системи з’єднаних нейронів, протистояння між нейронами й сіткою ще не припинилося.

Фройд розумів, що час природничої науки про мислення ще не настав і не йому пропонувати світу свій «Проект». Але сьогодні ми, спадкоємці його здобутків, більше не працюємо наосліп і можемо перейняти естафету. Можливо, зараз саме прайм-тайм для «Проекту», який пропонує психологію, що базується на біології мозку.

Фройд у темряві

У «Проекті» Фройд створив першу схему нейронної мережі в історії науки. Ця мережа вловила головний принцип набагато складніших сучасних моделей, які імітують мозкову архітектуру свідомості. До неї увійшли три типи нейронів: фі, псі та омега, які працюють за принципом гідравлічного пристрою.

Фі (φ) — це сенсорні нейрони, вони формують жорсткі ланцюги й продукують стереотипні реакції на зразок рефлексів. Фройд передбачив особливість цих нейронів, на сьогодні доведену численними експериментами: вони живуть теперішнім моментом. Фі-нейрони реагують миттєво, тому що мають легкопроникні мембрани, які, зазнаючи тиску, здатні його передавати. У такий спосіб вони розшифровують отриманий імпульс і майже тієї ж миті забувають про нього. Фройд помилився щодо фізичного аспекту: нейрони реагують не гідравлічно, а електрично, але принцип дуже схожий. З погляду біофізики для сенсорних нейронів первинної зорової кори характерна здатність швидко отримувати й віддавати заряд.

Фі-нейрони також слідкують за внутрішнім світом. Наприклад, створюють відчуття спраги, коли тіло фіксує зневоднення. Як бачимо, ці нейрони передають завдання, своєрідний raison d’être[43] (у цьому випадку — знайти воду) далі, але не мають пам’яті чи свідомості.

Далі Фройд представляє інший тип нейронів, які називає псі (Ψ). Вони здатні пам’ятати й дозволяють мережі відмежовуватися від теперішнього стану. Мембрани псі-нейронів непроникні, тому вони накопичують і ізольовано зберігають історію наших відчуттів. На сьогодні науці відомо, що нейрони тім’яної й лобової частки, які відповідають за оперативну пам’ять (потрібну, щоб запам’ятати номер телефону чи адресу на кілька секунд), працюють майже так само, як припускав Фройд. Єдиний виняток: замість непроникних мембран вони підтримують свою активність за допомогою зворотного живлення. Це своєрідний цикл, що дозволяє компенсувати заряд, який ці нейрони постійно втрачають. Проте довготривала пам’ять, наприклад про дитинство, працює зовсім не так, як вважав Фройд. Її механізм складний: здебільшого спогад фіксується в послідовності нейронних зв’язків і їх структурних змінах, а не в динамічному електричному заряді. Так виникають набагато стабільніші й менш затратні системи пам’яті.

Припущення Фройда виявилося пророчим для ще однієї головоломки. Оскільки свідомість живиться минулим досвідом та уявленнями про майбутнє, її не можна віднести до системи фі, яка працює виключно з теперішнім. А через те, що вміст свідомості, наші думки постійно змінюються, непорушна система псі також не підходить. Із відвертим невдоволенням Фройд описав нову систему нейронів, яку назвав омега (ω). Вони, як і нейрони пам’яті, накопичують заряд протягом певного часу, а тому впорядковуються в епізоди. Науковець припускав, що активація цих нейронів пов’язана зі свідомістю, вони можуть інтегрувати інформацію різної давності й перескакувати, як у грі в класики, з одного стану в інший під ритм внутрішнього годинника.

Ми переконаємося, що цей годинник у мозку справді існує й організовує свідоме сприйняття як послідовність кінокадрів. А наприкінці розділу виявимо, як існування такого годинника пояснює загадкову оптичну ілюзію, побачити яку за часів Фройда було неможливо: чому під час ралі іноді здається, що колеса автівок крутяться назад.

Свобода волі підводиться з дивана

Одна з найпотужніших ідей Фройда про нейронні ланцюги лише побіжно окреслена в його «Проекті». Фі-нейрони (відчуття) активують псі-нейрони (пам’ять), які, своєю чергою, пробуджують омега-нейрони (свідомість). Інакше кажучи, свідомість виникає не зі свідомих, а з неусвідомлених ланцюгів. Ця послідовність дозволяє сформулювати три взаємопроникні ідеї, які вивчення свідомості остаточно підтвердило:

1) майже вся психічна активність несвідома;

2) несвідоме — справжній рушій нашої діяльності;

3) свідомий розум успадковує й певною мірою бере на себе відповідальність за ці іскри несвідомого. Тому не свідомість справжній автор наших (свідомих) дій. Проте вона принаймні може їх коригувати, видозмінювати й цензурувати.

Через століття ця тріада стала осяжною в експериментах, які проникають у мозок, окреслюють і ставлять під сумнів поняття свободи волі. Вибираючи щось, чи маємо ми вибір насправді? Чи все вже визначено й залишається тільки ілюзія контролю?

▶ Свобода волі увірвалася на наукову арену на початку 1980-х в експерименті Бенджаміна Лібе. Його перша хитрість полягала в тому, щоб звести свободу волевиявлення до мінімуму: людина обирає, коли натиснути на кнопку. Проста однобітна дія. Мінімальна, елементарна свобода, але ж таки свобода. Хіба ж ми не вільні натиснути на кнопку, коли нам цього хочеться?

Лібе розумів: щоб розгадати цю головоломку, потрібно одночасно збирати інформацію з трьох каналів.

По-перше, зафіксувати точний момент, коли людина з умовною свободою вибору вірить, що приймає рішення. Уявіть, що ви стоїте на трампліні й роздумуєте, стрибати в басейн чи ні. Цей процес може зайняти багато часу, але якоїсь конкретної миті ви таки виберете один із варіантів. За допомогою високоточного секундоміра, замінивши запаморочливий трамплін для стрибків на тривіальну кнопку, Лібе зафіксував точний момент, коли учасники вважали, що вирішили натиснути на неї. Ці заміри відображають суб’єктивне уявлення, казку про свободу волі, яку ми собі розповідаємо.

Окрім цього, Лібе записував м’язову активність, щоб уловити точну мить, коли учасники застосовували свою свободу й натискали на кнопку. Дослідник виявив невелику затримку в одну третю секунди між миттю умовного прийняття рішення і його виконанням. Вона логічна й усього-на-всього відображає швидкість проходження моторного сигналу, потрібного для реалізації наміру. Щоб виміряти активність мозку, Лібе використав метод електроенцефалографії, застосувавши кілька невеликих електродів, розташованих на поверхні черепа. А третій канал експерименту показав дещо незвичайне. Лібе виявив слід мозкової активності, який дозволяв визначити мить, коли учасники натиснуть кнопку, на півсекунди раніше, ніж вони взагалі усвідомлювали свій намір. Це стало першою в історії науки чіткою демонстрацією можливості передбачити наміри іншої людини, фіксуючи активність її мозку. Інакше кажучи, здатності читати чужі думки.

Експеримент Лібе дав поштовх спеціалізованим дослідженням, які породили безкінечну кількість нових питань, уточнень і заперечень. Ми розглянемо тільки три такі запитання. Відповідь на два перші вже з’ясована. Третє відкриває двері у сферу, про яку ми знаємо дуже мало.

Цей експеримент часто критикували (зокрема й сам Лібе та багато його послідовників) за те, що момент приймання рішення не завжди можна було чітко визначити. А якщо й так, то метод усе одно допускав невелику неточність записів. Друге логічне заперечення: перед прийманням рішення відбувається процес підготовки. Перед тим як надумати пірнути в басейн, людина може зайняти позицію для стрибка. Насправді багато з нас безславно ретирувалися з трампліна, так і не наважившись. Можливо, Лібе якраз зафіксував, як мозок кружляє навколо рішення в процесі підготовки.