Теория динамического ядра (Тонони и Эдельман) и теория информационной интеграции (Тонони)

Здесь мы встречаем еще одну пару ученых, где лауреат Нобелевской премии (Джеральд Эдельман) объединился с молодым нейробиологом (Джулио Тонони) в поисках решения проблемы сознания. Прежде чем начать сотрудничать с Тонони, Эдельман уже издал несколько книг о сознании (Воспоминания о настоящем: биологическая теория сознания (The remembered present: A biological theory of consciousness ), 1989), но теория динамического ядра Эдельмана и Тонони возникла в результате совместных усилий. Эта теория описана в книге «Вселенная сознания » (A universe of consciousness ) (2000).

Теория динамического ядра основана на более ранней теории Эдельмана (получившей название нейродарвинизма), в которой он описывал мозг как дарвиновскую систему. В процессе развития мозга одни группы нейронов получают преимущество над другими, отчасти на основании личного опыта и поведения. В итоге формируются постоянные или взаимные связи между отдаленными друг от друга популяциями нейронов, активность которых скоординирована пространственно‑временным образом. Прочные, постояннные, взаимные связи между таламусом и корой и есть местоположение механизмов сознания. Пространственно‑временная координация активности связывает разные перцептивные элементы в целостные объекты, а затем в единую сцену, которую мы воспринимаем перед собой во внешнем мире. Именно так возникают связи, лежащие в основе единства сознания.

Динамическое ядро – это целостный функциональный кластер нейрональной активности в таламокортикальной системе. Этот кластер состоит из групп нейронов, активно взаимодействующих друг с другом. Эту активность невозможно идентифицировать с помощью особых типов нейронов или локализованных популяций нейронов, которые необходимы и достаточны для нее. Скорее, разные популяции нейронов участвуют в динамическом ядре в разное время, это – целостная, интегрированная активность , которая коррелирует с сознанием, а не с участвующими в ней нейронами как анатомическими модулями.

Недавно Тонони (2009) развил эти идеи и предложил теорию сознания как интеграции информации. Первая предпосылка его новой теории состоит в том, что сознание и очень интегрировано, и чрезвычайно дифференцировано. Интеграция означает, что сознание всегда представляется нам единым, целостным полем переживания; дифференциация означает, что в сознании есть самое разное содержания и бесчисленные состояния, которые отличаются по содержанию.

Феноменальное сознание как общее состояние идентифицируется с интегрированной информацией: любая физическая система обладает субъективным феноменальным переживанием в той степени, в какой она способна интегрировать информацию. Феноменология понимается как фундаментальный информационный объем системы, который можно выразить в виде численного значения. Для появления сознания важно, какой объем интегрированной информации создает система , а не (как в ТГП) насколько широко эта информация распределена в системе.

Уровень сознания системы связан с репертуаром различных состояний, которые может демонстрировать система. Конечно, феноменальное сознание – очень богатая система с точки зрения информационного содержания: только подумайте обо всем феноменальном переживании, доступном человеку, – обо всех возможных комбинациях разных квалиа. Метафорически переживать опыт – все равно что увидеть триллион лиц сразу: в любой момент может быть реализована только одна из триллиона возможностей. Любое наше переживание несет в себе очень много информации, но, реализовавшись, оно исключает все остальные возможные варианты интерпретации события.

Традиционное определение информации гласит, что она – «уменьшение неопределенности» (относительно какого‑то события). Поэтому чем больше разных состояний может быть у системы, тем больше любое из этих состояний уменьшает неопределенность по поводу состояния системы и соответственно тем больше информации оно содержит. Кроме того, наш опыт внутренне целостен – в любой момент времени у нас есть только единое феноменальное поле, или поток субъективных переживаний. Поэтому вся информация в сознании интегрирована в единое целостное состояние.

Грубо говоря, уровень сознания или количество сознания, созданное системой, прямо пропорционально степени интеграции информации в системе, а качество сознания определяется внутренними информационными отношениями в рамках системы. Эти отношения могут быть описаны в рамках многомерного пространства квалиа. Различные переживания – это разные формы в пространстве квалиа. Чистые, примитивные квалиа – фундаментальные элементы сознания по Титченеру – это простейшие формы в пространстве квалиа, которые невозможно далее расчленить на более простые элементы.

Если сознание – всего лишь интегрированная (в высокой степени) информация, значит, феноменальное осознаваемое переживание можно, в принципе, отделить от когнитивных функций более высокого уровня: языка, самосознания и вербальной коммуникации. Если бы было возможно измерить степень интеграции информации у младенцев или у животных, то мы могли бы выяснить, обладают они феноменальным сознанием или нет. Тогда в соответствии с этим принципом можно было бы создать методы объективной регистрации квалиа, или мониторинг сознания, выявить степень интеграции информации системы и создать метод распознавания выходных данных с точки зрения наличия или отсутствия сознания (или его градуированный уровень). Возможно, сложность содержания феноменального сознания тоже можно было бы объективно выявить с помощью таких измерений.

Если мы идентифицируем сознание с уровнем интеграции информации, это ведет к онтологическому отделению феноменального сознания от его биологической основы, в том же смысле, как компьютерная метафора когнитивной психологии (или функционализм) отделяет разум (программное обеспечение) от мозга (аппаратных средств). Любая физическая система, способная интегрировать информацию, должна обладать определенным уровнем феноменального сознания, даже если она не состоит из нейронов или каких‑то других биологических компонентов. И если теория верна, это позволит инженерам создавать машинное сознание из неорганических компонентов – для этого будет достаточно, чтобы эти компоненты могли создавать и интегрировать информацию.

Отношение к информации как к ключевому компоненту сознания также метафизически связывает эту теорию с протопанпсихизмом, предложенным Дэвидом Чалмерсом (см. раздел главы 10, посвященный натуралистическому дуализму), согласно которому любая информация обладает элементарными, примитивными формами сознания, и когда она объединена в сложное целое так, как это происходит в мозге, возникает феноменальное сознание каким мы его знаем. Ни одна из этих теорий не объясняет, почему информация (любого вида) должна сопровождаться каким‑то феноменальным переживанием. Таким образом, эти теории также не могут избавиться от «трудной проблемы» или устранить объяснительный разрыв.

Опасность теории Тонони состоит в том, что сознание идентифицируется с интеграцией информации только в качестве теоретической догадки. Следовательно, эта объективная особенность системы берется как самоочевидная и не подвергается сомнению первоначальная теоретическая гипотеза. Вместо того чтобы безоговорочно принимать эту идею, нужно было бы предложить методы ее критической эмпирической проверки. Какой эксперимент мог бы подтвердить или опровергнуть наличие предполагаемой связи между интегрированной информацией и сознанием? Нужно найти системы, не способные интегрировать информацию, которые при этом обладают феноменальным сознанием, и системы, способные интегрировать информацию, которые при этом можно назвать простейшими, не имеющими сознания «зомби». Если такие «кандидаты» не будут найдены, теория интеграции информации будет опровергнута.

И теория динамического ядра, и теория интеграции информации считают важнейшим нейрональным механизмом сознания таламокортикальную систему, ведь в ней есть устойчивая структура, способная интегрировать информацию из самых разных источников – и из коры, и из таламуса, таким образом создавая единую целостную «сцену». Содержание феноменального сознания и чрезвычайно дифференцировано – оно обладает богатым разнообразием различных свойств, и весьма интегрировано, потому что создает единое переживание целостного сенсорно‑перцептивного мира. По крайней мере, эта теория подтверждает наши интуитивные предположения о том, что феноменальное сознание – это единое внутреннее поле богатого субъективного переживания.