мозг, сознание, человек, живой организм

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Znmqf2Zx40e4iPSC?from_site=mail
Как на самом деле работает психосоматика? Мифы, виды и признаки — объясняет эксперт


«Это все он нервов!», «Да у тебя просто психосоматика, ты себя накручиваешь!»… Психосоматика — самая загадочная и спорная область медицины. Одни считают, что ее не существует вовсе. Другие «приписывают» звание психосоматики любым нарушениям и сводят их в духовно-эзотерическую плоскость. Кто прав? Ведущий эксперт нашего женского пространства, биохимик Алевтина Коротовская рассказывает, что такое психосоматика, как она на самом деле работает, какие виды психосоматических расстройств существуют — и что со всем этим делать.
Что такое психосоматика?

Начнем с того, что психосоматика — это не выдумка, а реальный раздел медицины. Он изучает влияние психологических факторов на физиологические (соматические) нарушения организма через нервную систему.
Дело в том, что наша психика — физиологична. Нервная система — это прежде всего орган-регулятор, который координирует работу всех остальных систем организма. Это работает с помощью взаимодействия 2 подсистем.

• Центральная нервная система (ЦНС). Наш главный «центр управления». Она расположена в головном и спинном мозге. Мы обычно думаем о ней в контексте эмоционально-поведенческих и когнитивных функций (мышление, память, внимание), — но она также регулирует работу внутренних органов и систем.
• Периферическая нервная система (ПНС). Это часть нервной системы за пределами головного и спинного мозга. Она — наша «служба исполнения приказов и сбора данных»: через нее центральная система соединяется со всеми органами и тканями тела, посылает к ним команды и получает от них данные.

Периферическая нервная система включает в себя: соматическую (регулирует движения мышц) и вегетативную (регулирует функции внутренних органов). А уже вегетативная нервная система делится на симпатическую (активирующее действие) и парасимпатическую (расслабление и покой).


Как работает психосоматика? Причины

А теперь о главном: как же конкретно работают психосоматические нарушения?
Ключевая причина психосоматики у женщин и мужчин — это стресс. И стресс — это не какое-то конкретное событие или эмоция.
Стресс — это реакция нервной системы на любую повышенную нагрузку. То есть, стрессом у нас может быть и физическое перенапряжение (не выспались, не поели, заболели, перенапряглись на физической работе или во время спорта), и психологическое (получили слишком большую негативную или даже позитивную эмоциональную нагрузку, устали на умственной работе).

Например, и горькая обида на лучшую подругу, и ощущение эйфории от приятного важного события — это стресс для нашей нервной системы. Просто негативные эмоции влияют на нас сильнее и дольше: мы больше и чаще думаем о негативе, ведь он для нас более значим с точки зрения выживания и комфорта.

И когда центральная нервная система запускает эту защитную реакцию из разряда «что-то чересчур», наш головной мозг и надпочечники начинают активно вырабатывать «гормоны стресса»: кортизол, адреналин и норадреналин. С кровью они разносятся по всему организму и начинают влиять на работу внутренних органов.
Дело в том, что стресс — это защитная реакция, и «гормоны стресса» в норме отрабатывают программу «бей\беги\замри». Когда нагрузка чрезмерная, это знак для ЦНС о том, что мы в опасности. Поэтому «гормоны стресса» эволюционно заточены под наше выживание: они повышают мышечный тонус, изменяют работу гладкой мускулатуры сосудов и частоту пульса, вносят коррективы в работу кишечника и других внутренних органов.


И если стресс произошел с нами разово, то на нашем здоровье это не особо сказывается: слегка затошнило или захотелось в туалет от страха, участился пульс от очень радостной новости, а потом все быстро прошло.
Но если наша центральная система вынуждена постоянно «отрабатывать» реакцию стресса — начинаются проблемы.
Виды психосоматических расстройств

В зависимости от того, как часто\долго\сильно на нас влияет стрессовая реакция, классифицируют 3 вида психосоматических нарушений.

• Конверсионные. Это те самые «мгновенные реакции», которые сами быстро проходят. В самых крайних и по-настоящему негативных случаях (например, после аварии, нападения или новости о гибели родственника) наша нервная система может «выдать» максимум рвоту или временные нарушения органов чувств и моторики (мурашки по коже, слепота, глухота, паралич). Но при этом функциональных (систематическая работа органа) и структурных (клетки и ткани органа) нарушений нет.
• Функциональные. Это уже продолжительные нарушения функций органа\системы на фоне хронического стресса. Чаще всего они формируются на фоне хронического стресса. В отличие от конверсионных синдромов, функциональные нарушения проявляются на регулярной основе — но зачастую в моменты переживаний или переутомления.
• Психосоматозы. Это уже не просто нарушения функций, а полноценные заболевания с изменением самой структуры внутренних органов. Обычно они появляются, когда стресс сочетается с генетической предрасположенностью к определенным нарушениям.

При этом психосоматические нарушения вовсе не способны вызывать «какие угодно» нарушения работы организма. Они развиваются в тех органах и системах, которые теснее всего связаны с работой нервной системы. Мы опишем 4 главные «мишени» стресса со ссылками на научные исследования.
Психосоматика сердца и сосудов

На первом месте по распространенности стоят нарушения сердечно-сосудистой системы.
Так происходит, потому что на нее «гормоны стресса» влияют наиболее прямо и активно: сужают кровеносные сосуды, повышают артериальное давление, ускоряют сердцебиение.

• Кардиалгический синдром. Это функциональное нарушение — без структурных изменений сердца и сосудов. Проявляется в виде боли, чувства давления, жжения, сжатия и покалывания в груди.
• Эссенциальная гипертензия. А вот здесь уже серьезное нарушение — психосоматоз. Хронический стресс провоцирует длительное и стойкое повышение АД, головную боль и боли в груди, одышку и головокружение. На фоне этого расстройства есть риск образования тромбов и атеросклеротических бляшек, сердечной недостаточности.
• Ишемия. ИБС, или ишемическая болезнь сердца — еще один опасный психосоматоз. Хронический стресс может провоцировать воспалительные реакции, которые играют важную роль в развитии атеросклероза сосудов и образования атеросклеротических бляшек, которые закупоривают сосуды. А гипертония на фоне стресса лишь усиливает нагрузку на сосуды. В результате возможно локальное нарушение кровоснабжения в артериях, которые питают миокард. Так сердечная мышца недополучает кислород и питательные вещества. Симптомы: дискомфорт в груди и одышка, боли в шее, плечах и руках.

Но ишемия может протекать и бессимптомно, вплоть до инфаркта.

Психосоматика дыхательной системы

«Гормоны стресса» напрямую влияют и на органы дыхания: они влияют на мышцы бронхов и могут замедлять или (чаще) ускорять дыхание.

• Психогенные расстройства. Наиболее частый функциональный синдром органов дыхания — это психогенный кашель, зевота или икота. Обычно они проявляются только на фоне сильных переживаний человека.
• Гипервентиляционный синдром. Это уже более выраженное функциональное расстройство. Человек может ощущать чувство недостатка воздуха и «ком в горле», головную боль и головокружение, неприятные ощущения в груди, скачки артериального давления и ускоренный пульс.
• Бронхиальная астма. Это хроническое воспаление дыхательных путей, психосоматоз: одного стресса для развития бронхиальной астмы недостаточно, здесь свою роль играют генетика и экологические факторы. Основные симптомы: приступы нехватки воздуха с короткими вдохами и болезненными долгими выдохами, хрипение, боль в районе диафрагмы, учащенный пульс, посиневшие кончики пальцев.

Психосоматика ЖКТ

Следующая по популярности — психосоматика желудочно-кишечного тракта. «Гормоны стресса» стимулируют моторику кишечника. Кроме того, наш головной мозг и органы ЖКТ напрямую связаны блуждающим нервом. И его волокна влияют на работу мышц гортани, глотки, пищевода, желудка и кишечника, воздействуют на кишечную микробиоту.

• Синдром раздраженного кишечника. Крайне распространенный функциональный синдром с большим количеством неприятных симптомов: дискомфорт, боли, вздутие живота и метеоризм, запоры и диарея.
• Изжога и гастрит. Их также относят к функциональным психосоматическим нарушениям между функциональным расстройством и психосоматозом: «гормоны стресса» влияют на выработку желудочного сока и могут ее увеличивать. В результате на фоне избытка желудочной кислоты человек может ощущать изжогу (рефлюкс), а также повреждение и воспаление стенок желудка (гастрит).
• Язвы. Язвенный колит, язва желудка и двенадцатиперстной кишки — это уже полноценные психосоматозы, которые часто развиваются на фоне психосоматических функциональных нарушений и дополнительных факторов (генетика, питание). Симптомы: боли в животе, кислая изжога и отрыжка, регулярная диарея, снижение аппетита и веса, общая слабость.

Психосоматика опорно-двигательного аппарата

И, наконец, четверку «лидеров» психосоматики замыкает опорно-двигательный аппарат. И наиболее активно нервное перенапряжение влияет на наши мышцы и суставы.

• Миофасциальный болевой синдром. Это перенапряжение мышц в ответ на активную выработку «гормонов стресса» — то есть, функциональный синдром. Проявляется покалыванием, онемением и болями в разных частях тела.
• Фибромиалгия. Еще один функциональный синдром по той же причине — мышечный спазм. Помимо онемения, покалывания и болей в разных частях тела фибромиалгия может проявляться судорогами, головной болью, повышенной утомляемостью и сонливостью.
• Ревматоидный артрит. Хроническое воспаление соединительных тканей суставов может быть психосоматозом при сочетании хронического стресса и аутоиммунных нарушений. Симптомы: боли сначала в мелких, а потом и в крупных суставах, утренняя скованность суставов, повышенная утомляемость и хроническая усталость.

Вегето-сосудистая дистония

Также рассмотрим знаменитый вегетоневроз, или вегето-сосудистую дистонию. Это функциональное нарушение, которое собрало в себя симптомы всей нашей «стрессовой четверки»:

• Со стороны сердца и сосудов: тяжесть в груди, аритмии, скачки артериального давления, головокружение и слабость.
• Со стороны органов дыхания: чувство нехватки дыхания и удушья, головокружение и обмороки.
• Со стороны ЖКТ: дискомфорт и боли в животе, тошнота и рвота, диарея и запоры.
• Со стороны опорно-двигательного аппарата: дрожь, чувство покалывания и онемение в конечностях, напряжение и боли в мышцах.

Что делать с психосоматикой?

Если вы подозреваете у себя психосоматические нарушения, нужно обратиться к психиатру и пройти обследования. За симптомами функциональных нарушений могут скрываться серьезные соматические заболевания, — и наоборот. Поэтому нужна тщательная диагностика.
А важнейшая часть профилактики и проработки функциональных нарушений — это работа с первопричиной, реакцией стресса:

• Анализ триггеров. Важно разбираться, какие именно мыслительные и поведенческие шаблоны, жизненные ситуации вызывают регулярный стресс. В этом может помочь регулярное ведение дневника эмоций.
• Изменение образа жизни. Здоровье нашей нервной системы эволюционно обеспечивают 5 ключевых «столпов»: сон не менее 7 часов в сутки, полноценное регулярное питание, регулярные физические нагрузки, баланс работы\отдыха, а также здоровое социальное общение. Если же вы постоянно недосыпаете, довольствуетесь «перекусами на бегу», перегружаете себя физическим или умственным трудом, не двигаетесь и ощущаете дефицит общения с другими людьми — ваша нервная система будет переживать хронический стресс.
• Повышение стрессоустойчивости. В этом помогает работа с психотерапевтом, а также занятия, которые направлены на психологическое расслабление: упражнения mindfulness, регулярный отдых с приятной заботой о себе, встречи с близкими людьми, неспешные прогулки на свежем воздухе, спа-процедуры.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Назван возраст, после которого начинается старение мозга

С точки зрения умственных процессов рубежом, с которого начинается старение, является возраст с 25 до 35 лет.






Источник: Unsplash
После него функциональные возможности мозга начинают постепенно снижаться, рассказал «Газете.Ru» кандидат психологических наук, нейропсихолог Европейского медицинского центра (EMC), старший научный сотрудник Центра нейрокогнитивных исследований МГППУ Николай Воронин.


«С возрастом наблюдается постепенное уменьшение объема мозга, особенно в лобных и височных долях, которые отвечают за высшие психические функции, такие как планирование, принятие решений и память. Хотя количество нейронов у человека до определенного возраста остается относительно стабильным, по мере старения мозг постепенно утрачивает их», — отметил специалист.


Это связано с естественными процессами старения и может быть усугублено такими факторами, как стресс, недостаток физической активности и болезни.

«Белое вещество, состоящее из миелинизированных аксонов, соединяющих между собой нервные клетки и обеспечивающих передачу сигнала между ними, также претерпевает изменения. С возрастом происходит деградация миелина и уменьшение количества синаптических связей (точек контакта аксонов с другими нейронами), что снижает скорость и точность передачи сигналов между нейронами», — рассказал Воронин.


Существует множество методов тренировки мозга, включая чтение книг, решение головоломок и использование специальных компьютерных приложений, которые предлагают интерактивные задачи, помогающие развивать память, внимание и аналитические навыки. Все эти методы помогут замедлить старение мозга

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Как убрать весь мусор из мозга?


8 минут
14,7 тыс прочтений
28 июня 2024








Одна из величайших загадок сна заключается в том, как он связан с мозгом. Фактически, ученые так и не пришли к точному выводу о причине этой взаимосвязи. Некоторые из наиболее интригующих вопросов включают в себя: Почему сон важен? Почему люди спят?




Глимфатическая система

Недавно исследование показало, что когда люди много спят в течение ночи, побочные продукты клеточных отходов, которые могли накопиться в интерстициальном пространстве и в клетках головного мозга, полностью удаляются.
Отсюда можно сделать вывод, что основная цель сна — действовать как мусоропровод для мозга. По сути, сон действует как сборщик мусора, который приходит ночью и удаляет отходы, оставленные мозгом.
Это позволяет мозгу нормально функционировать на следующий день, когда человек просыпается и засыпает.
Система утилизации мусора мозга
Недавние исследования показывают, что существует канал, заполненный жидкостью, который выводит токсины из мозга, что позволяет мозгу иметь возможность работать с чистого листа после того, как человек засыпает.
Этот канал называется глимфатической системой. Эта система — путь очистки отходов, с точки зрения непрофессионала - водопроводная система.
В отличие от лимфатической системы, глимфатическая система, названная в честь сочетания слов «лимфатическая» и «глия», действует, вымывая клеточный мусор из организма, точно так же, как это делает водопроводная система.
Глимфатическая система содержит глиальные клетки, которые представляют собой особый тип нейрофункциональных клеток в организме человека.
Кроме того, в этом исследовании говорится, что мозг содержит глиальные клетки, которые регулируют поток спинномозговой жидкости в клеточной мембране.
Эти глиальные клетки можно назвать материнской платой мозга, поскольку они обеспечивают питание нейронов центральной нервной системы. Например, если каналы в глиальных клетках удалить, то поток спинномозговой жидкости будет забаррикадирован.
Более того, утверждается, что, поскольку клеточная мембрана требует адекватной энергии, мозг функционирует исключительно как улица с односторонним движением.
Например, мозг можно рассматривать как выключатель света, поскольку он имеет функцию включения или выключения. Это означает, что он может выполнять только одну задачу одновременно — будь то очистка клеток от продуктов жизнедеятельности или обработка сенсорной информации, он не может выполнять и то, и другое.
Это подтверждает теорию о том, что глимфатическая система действительно существует и ее функция состоит в том, чтобы помочь удалить токсичные метаболиты из мозга.
Канализационная система мозга
Функции глимфатической системы различаются в состоянии бодрствования и сна. Было высказано предположение, что во время сна спинномозговая жидкость течет более обильно, чем днем.
Не менее важно и то, что в состоянии сна межтканевое пространство увеличивается примерно на шестьдесят процентов и эффективно очищает токсичный клеточный мусор.
Таким образом, во время состояния сна спинномозговая жидкость удаляет метаболит бета-амилоида в головном мозге. Фактически было доказано, что бета-амилоид накапливается в течение дня и может быть основной причиной многих нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и деменция.
Несомненно, это исследование важно, поскольку оно показывает, что последствия лишения сна могут негативно проявляться в двигательных функциях, когнитивных функциях, а также в поведенческих моделях.
Основные механизмы этих дисфункций можно объяснить избыточным накоплением токсичных метаболитов, таких как бета-амилоид. Со временем накопление метаболитов может привести к серьезной травме головного мозга.
Недостаток сна
Многие пациенты жалуются на бессонницу или на то, что они не спят достаточное количество времени. Часто утверждается, что восемь часов сна в сутки — это необходимое количество, чтобы хорошо отдохнуть и иметь возможность функционировать с максимальной эффективностью.
Количество сна, необходимое для того, чтобы чувствовать себя здоровым и хорошо отдохнувшим, очень индивидуально.
Не существует точного количества часов или минут сна, которое необходимо для оптимального здоровья, но, похоже, существует определенный диапазон времени сна, необходимый человеку, чтобы когнитивно осознавать повседневные задачи и быть способным работать с максимальной отдачей.
Недостаток сна влияет на разные участки мозга независимо. Например, височная доля связана с обработкой речи, поэтому недостаток сна часто приводит к невнятной речи из-за неспособности мозга обрабатывать нейрональный сигнал на оптимальном уровне.
Исследования показали, что медленный сон важен для выключения нейротрансмиттеров норадреналина, серотонина и гистамина, что, в свою очередь, позволяет их рецепторам «отдохнуть» и восстановить чувствительность.
Это позволяет норэпинефрину, серотонину и гистамину быть более эффективными на естественно вырабатываемых уровнях. Во время сна действуют ферменты, которые восстанавливают повреждения клеток мозга, вызванные свободными радикалами.
Напротив, недостаток сна не позволяет нашему мозгу нормально функционировать из-за нейротрансмиттеров и нейронов, которые не могут отдыхать или восстанавливаться.
Ситуация усугубляется с людьми, которые лишены сна в течение нескольких дней, и их нейроны начинают деградировать из-за постоянной активной работы. Нейроны изнашиваются, не имея времени на регенерацию и отдых.
Помимо физиологических изменений, которые претерпевает мозг при недостатке сна; лишение сна также влияет на поведение, настроение, когнитивные функции, а также двигательную функцию организма.
Исследования показали, что дорожно-транспортные происшествия из-за усталости и недосыпания становятся все более распространенными. Последствия недосыпания довольно опасны.
Это не только влияет на наше психическое и физическое здоровье, а также на когнитивные способности. Исследования доказали, что недостаток сна отрицательно влияет на долговременную память, рабочую память, внимание, исполнительные функции высшего порядка и различные процессы принятия решений.
Это влияет на долговременную память из-за неспособности консолидировать изученные задачи в течение предыдущего дня в результате негативного воздействия ранней фазы медленного сна (глубокого сна), когда нормальная память консолидирует изученные задачи через нейронные синапсы посредством кодирования и хранения в памяти.
Проще говоря, при недостатке сна нейроны не имеют возможности создавать долговременную память и проявляется в виде различных клинических симптомов поведенческих, личностных, когнитивных и физических жалоб.
Каковы последствия недостатка сна?
Многие пациенты обращаются к врачу за рецептом снотворного, жалуясь на бессонницу. Некоторые врачи прописывают им снотворные, но многие пациенты покидают кабинет с диагнозом депрессия, а не с диагнозом бессонница.
Многие факторы могут повлиять на способность человека полноценно спать ночью. Депрессия, тревога или стресс могут быть причиной, мешающей заснуть или спать всю ночь. Медицинские проблемы или нарушения сна могут помешать человеку получить спокойный продолжительный сон или войти во все стадии сна.
Исследования показали, что после 14 дней непрерывного ограничения сна были значительные изменения в результатах тестов между группами. Как и предполагалось, те, кто спал всего 4 или 6 часов, имели более низкие баллы по всем тестам, включая провалы внимания, снижение когнитивного мышления, замедление рабочей памяти, депрессивное настроение и задержку реакции.
Однако у тех, кто спал 7 часов и более, не было существенной разницы в результатах тестов, из чего можно сделать вывод, что 7 часов ночного сна может быть всем, что необходимо для оптимальной производительности.
Что интересно, в конце исследования испытуемые, лишенные сна, не сообщали достоверно о чувстве сонливости после хронического ограничения сна в течение 14 дней.
Исследователи считали, что, как только ограничение сна становится хроническим, испытуемые не могут достоверно проанализировать свою фактическую сонливость; они не осознавали своих недостатков.
Заболевания, связанные с лишением сна
Ограничение сна или частичное лишение сна довольно распространено в результате заболеваний, таких как ХОБЛ; расстройства сна, такие как апноэ во сне или бессонница; и образ жизни, например, работа в ночную смену.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что взаимосвязь между мозгом и сном служит множеству целей и причин в жизни. Следовательно, его способность действовать как хранилище памяти, а также выполняет простые повседневные задачи.
Сон не только снимает стресс и депрессию, но также усиливает внимание и память. Отсюда видно, что если человек постоянно спит недостаточно; последствия могут быть опасными как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.
Таким образом, существует множество доказательств того, что сон имеет решающее значение. Кроме того, с открытием связи между сном и здоровьем мозга; можно заключить, что сон очищает накопление токсичных отходов и может представлять интерес для исследования психических заболеваний.
Более того, первостепенное значение имеет предотвращение психических расстройств, особенно при биполярном расстройстве, поскольку продромальными признаками часто являются отсутствие потребности во сне.
Точно так же пациенты, страдающие депрессией, биполярным расстройством, шизофренией и другими заболеваниями, возможно, захотят рассмотреть возможность соблюдения надлежащей гигиены сна как часть процесса выздоровления, поскольку глимфатическая система мозга очищает токсины, или могут не иметь определенных психических расстройств.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Y4wka-4byCm1l6Dm?from_site=mail
Загадки сознания: где, когда и почему оно зарождается?


11 минут
1767 прочтений
4 декабря 2022


Может ли лобстер чувствовать боль так же, как вы или я?
Мы знаем, что у них такие же болевые рецепторы, которые заставляют нас вздрагивать или плакать, когда нам больно. И они ведут себя так, будто чувствуют что-то неприятное. Например, когда шеф-повар бросает их в кипящую воду, они дергают хвостами, словно в агонии.
Но действительно ли они «осознают» это ощущение? Или это просто рефлекс?
Когда вы или я что-то делаем, наш разум наполняется сложным сознательным опытом. Однако мы не можем просто предположить, что то же самое происходит с животными — особенно теми, у кого мозг отличается от человеческого. Вполне возможно — некоторые ученые даже утверждают, что вероятно, — что у такого существа, как лобстер, нет какого-либо внутреннего опыта, сравнимого с богатым миром в нашей голове.
«Гораздо более вероятно, что собака — которая ведет себя очень похоже на нас и у которой не слишком отличающиеся от нас тело и мозг, — видит и слышит вещи почти как мы, - говорит Джулио Тонони, невролог из Висконсинского университета. - Но когда речь идет о лобстере, трудно что-то прогнозировать».
Вопрос о том, сознателен ли мозг, совершенно не похожий на человеческий, — лишь одна из многих загадок, возникающих, когда ученые начинают думать о сознании. Когда в мозгу впервые появляется осознание нашего собственного существа? Почему оно такое? И смогут ли компьютеры когда-нибудь достичь такой же внутренней жизни?
Возможно, Тонони нашел решение этих загадок. Его «теория интегрированной информации» — одна из самых захватывающих теорий сознания, появившихся за последние несколько лет, и хотя она еще не доказана, некоторые проверяемые гипотезы могут вскоре дать ответ.
Тонони говорит, что его увлечение возникло в подростковом возрасте с «типично юношеским» увлечением этикой и философией. «Я понял, что понимание того, что такое сознание и как оно возникло, имеет решающее значение для понимания нашего места во Вселенной и того, как нам быть с нашей жизнью», - говорит он.
В том возрасте он не знал, как лучше всего искать ответы на эти вопросы — при помощи математики? Или философии? — но он в конечном итоге остановился на медицине. И клинический опыт помог его молодому разуму. «В непосредственном контакте с неврологическими и психотическими случаями действительно есть что-то особенное, - говорит он. - Вы видите, что происходит с пациентами, когда они теряют сознание или теряют компоненты сознания, и это трудно представить, если вы не видели, как это на самом деле происходит».
Свою репутацию он заработал одной из новаторских работ о сне — менее противоречивом поле. «В то время никто даже не говорил о сознании», - вспоминает он. Но Тонони продолжал размышлять над этим вопросом и в 2004 году опубликовал первое описание теории, которую впоследствии расширил и развил.
Она начинается с набора аксиом, которые определяют, что такое сознание на самом деле. Тонони считает, что любой сознательный опыт должен быть структурирован — посмотрев вокруг, вы сможете различить положение объектов относительно друг друга. Он также специфичен и «дифференцирован» — опыт различается в зависимости от конкретных обстоятельств, то есть существует огромное количество возможных переживаний. И еще он интегрирован. Если вы посмотрите на красную книгу на столе, то ее форма, цвет и расположение объединяются в один сознательный опыт, хотя первоначально они обрабатываются в мозге по отдельности. Мы даже объединяем информацию из множества разных источников — то, что Вирджиния Вулф назвала «непрерывным потоком бесчисленных атомов», — в единый смысл «здесь и сейчас».
Основываясь на этих аксиомах, Тонони предлагает идентифицировать сознание человека (или животного, или даже компьютера) на уровне «информационной интеграции», которая возможна в мозге (или процессоре). Согласно его теории, чем больше информации передается и обрабатывается между множеством различных компонентов, чтобы сформировать этот единый опыт, тем выше уровень сознания.
Возможно, лучший способ понять, что это означает на практике, — сравнить зрительную систему мозга с цифровой камерой. Камера фиксирует свет, попадающий на каждый пиксель датчика изображения, — и это огромное количество информации. Но пиксели не «разговаривают» друг с другом и не делятся информацией: каждый из них независимо записывает крошечную часть картины. А без этой интеграции у камеры не может быть богатого сознательного опыта.
Как и цифровая камера, сетчатка человека содержит множество датчиков, которые первоначально фиксируют небольшие элементы картины. Но эти данные затем передаются и обрабатываются во многих областях мозга. Некоторые области работают с цветом, адаптируя необработанные данные для определения уровня освещенности, чтобы мы могли распознавать цвета в самых разных условиях. Другие изучают контуры, например, предполагают, что части объекта могут быть заслонены — например, если чашка кофе стоит перед книгой, — но вы все равно осознаете форму предмета целиком. Затем эти области будут делиться информацией, передавая ее далее вверх по иерархии, чтобы объединить различные элементы — и сформировать сознательный опыт всего, что находится перед нами.
То же самое касается воспоминаний. В отличие от библиотеки фотографий с цифровой камеры, мы не храним каждый опыт отдельно. Они объединены, чтобы сформировать осмысленное повествование. Каждый раз, когда мы переживаем что-то новое, оно интегрируется с предыдущей информацией. Вот почему вкус печенья может вызвать воспоминания из далекого детства — это все часть нашего сознательного опыта.
По крайней мере, такова теория — и она согласуется со многими наблюдениями и экспериментами в медицине.
В одном исследовании, опубликованном в 2015 году, изучался мозг участников под различными формами анестезии, включая пропофол и ксенон. Чтобы получить представление о способности мозга интегрировать информацию, команда применила магнитное поле над головой, чтобы стимулировать небольшую область коры — стандартная неинвазивная техника, известная как трансчерепная магнитная стимуляция (TMS). В обычном состоянии у человека наблюдается сложная волна активности, когда мозг реагирует на TMS множеством различных областей, что Тонони считает признаком информационной интеграции между различными группами нейронов.
Но мозг людей, получавших пропофол и ксенон, не показал такой реакции — генерируемые мозговые волны были намного проще по форме по сравнению с активностью бодрствующего мозга. Изменяя уровни важных нейротрансмиттеров, анастезия, по-видимому, «сломала» информационную интеграцию мозга — и это соответствовало полному отсутствию сознания участников во время эксперимента. Их внутренний опыт оказался пустотой.
В качестве дальнейшего сравнения команда также рассмотрела участников под действием кетамина. Хотя из-за препарата человек перестает реагировать на окружающий мир, пациенты часто рассказывают о сумасбродных видениях, в отличие от чистой «пустоты», испытываемой под действием пропофола или ксенона. Конечно же, команда Тонони обнаружила, что реакция на TMS была гораздо более сложной, чем под другими анестетиками, отражая измененное сознание. Люди были отключены от внешнего мира, но их разум был очень активен во время бреда, вызванного препаратом.
Тонони обнаружил схожие результаты при изучении разных стадий сна. Во время медленного сна, в котором реже бывают сновидения, реакция на TMS была менее сложной, а во время быстрого сна, который часто совпадает с сознанием сновидений, информационная интеграция оказалась выше.
Он подчеркивает, что это не «доказательство» его теории, а показатель того, что он движется в правильном направлении. «Если бы мы получили противоположный результат, это было бы проблемой».
Теория Тонони также совпадает с опытом людей с различными формами повреждения мозга. Мозжечок, например, представляет собой ореховидную розовато-серую массу в основании мозга, и его главная обязанность — координировать наши движения. В нем содержится в четыре раза больше нейронов, чем в кортексе, внешнем слое мозга, — это примерно половина от общего числа нейронов во всем мозге. Но несмотря на то, что у некоторых людей нет мозжечка (либо потому, что они родились без него, либо потеряли из-за повреждения мозга), они сохраняют способность к сознательному восприятию и ведут относительно долгую и «нормальную» жизнь без потери сознания.
Эти случаи ничего бы не значили, если бы считалось, что для создания сознательного опыта нужно просто огромное количество нейронов. В соответствии с теорией Тонони, обработка информации мозжечком в основном происходит локально, без обмена и интеграции сигналов, что означает, что мозжечок играет в сознании минимальную роль.
Измерения реакции мозга на TMS также, по-видимому, говорят о том, что пациенты сохраняют сознание в некоммуникативном и вегетативном состоянии — открытие с потенциально глубокими клиническими применениями.
Конечно, громкие заявления требуют больших доказательств, и существует не так много научных вопросов глубже, чем тайна сознания.
Методы Тонони предлагают очень приблизительный расчет информационной интеграции мозга — и чтобы действительно доказать ценность его теории, потребуются более сложные инструменты, которые могут точно измерять обработку информации в любом виде мозга.
Дэниел Токер, нейробиолог из Калифорнийского университета в Беркли, говорит, что идея о необходимости информационной интеграции для сознания очень «интуитивна» для других ученых, но требуется гораздо больше доказательств. «Это интересная идея, но почти полностью не проверенная», - говорит он.
Все сводится к математике. Используя старые технологии, время, затрачиваемое на измерение информационной интеграции в сети, увеличивается «в геометрической прогрессии» по сравнению с числом рассматриваемых узлов — что означает, что даже при использовании наилучшей технологии вычисления могут длиться дольше, чем жизнь Вселенной. Но Токер недавно предложил оригинальный способ сокращения этих вычислений до пары минут. Он проверял его при помощи макак. Это может быть одним из первых шагов к тому, чтобы поставить теорию на более прочную экспериментальную основу. «Мы действительно находимся на ранних стадиях всего этого», - говорит Токер.
Только тогда мы сможем ответить на действительно важные вопросы, такие как сравнение сознания различных типов мозга. По мнению Токера, даже если теория Тонони не подтвердится, она подстегнет других нейробиологов задуматься над вопросами сознания более математически — что может вдохновить будущие теории.
А если теория информационной интеграции окажется верной, это будет переломным моментом, и последствия выйдут далеко за пределы нейробиологии и медицины. Доказательство наличия сознания у такого существа, как лобстер, может, например, повлиять на борьбу за права животных.
Также мы могли бы получить ответы на давние вопросы об искусственном интеллекте. Тонони утверждает, что сегодняшняя базовая архитектура компьютеров, основанная на сети транзисторов, — исключает необходимый уровень интеграции информации, необходимый для появления сознания. Поэтому, даже если их можно запрограммировать вести себя, как человек, у них никогда не будет нашей богатой внутренней жизни.
«Существует мнение, что рано или поздно компьютеры могут быть когнитивно столь же хороши, как мы, — не только в таких задачах, как игра в Го и шахматы, распознавание лиц или вождение автомобилей, но и во всем, - говорит Тонони. - Но если теория интегрированной информации верна, компьютеры могут вести себя точно так же, как вы и я, — с ними можно [даже] пообщаться с таким же или даже большим удовольствием, чем с вами или со мной, — и все же в буквальном смысле там ничего нет». Опять же, вопрос сводится к тому, возникает ли разумное поведение из сознания — и теория Тонони предполагает, что это не так.
Он подчеркивает, что это не просто вопрос вычислительной мощности или вида используемого программного обеспечения. «Физическая архитектура всегда более или менее одинакова, и это не всегда способствует сознанию». Так что, к счастью, моральные дилеммы, которые можно увидеть в таких сериалах, как «Люди» и «Мир Дикого Запада», могут никогда не стать реальностью.
Это может даже помочь нам понять, как мы взаимодействуем друг с другом. Томас Мэлоун, директор Центра коллективного разума Массачусетского технологического института и автор книги "Суперразум" (Superminds), недавно применил эту теорию к командам людей — в лаборатории и в реальном мире, включая редакторов статей в Википедии. Он показал, что оценки интегрированной информации, которой обмениваются члены команды, могут предсказать эффективность работы группы по различным задачам. Хотя концепция «группового сознания» может показаться натянутой, он считает, что теория Тонони помогает понять, почему большие группы людей иногда начинают думать, чувствовать, помнить, принимать решения и реагировать как единое целое.
Он предостерегает, что это в большей степени спекуляция: прежде всего нам нужно убедиться, что интегрированная информация служит признаком сознания человека. «Но я думаю, что очень интересно рассмотреть, что это может означать для вероятности появления группового сознания».
На данный момент мы все еще не можем быть уверены в том, сознательны или нет лобстер, компьютер или даже общество, но в будущем теория Тонони может помочь нам понять «умы», которые кардинально отличаются от наших собственных.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/ZqsDC2McwStmET5S?from_site=mail
6 фактов о мозге, которые вас удивят


2 минуты
1521 прочтение
1 августа 2024








Вы смотрели мультфильм «Головоломка» и его продолжение? Оказывается, эмоции для него выбраны не просто так. Научно доказано (сошлюсь на фамилию академика Симонова), что основные эмоции человека – это радость, горе, страх, гнев, удивление и отвращение. Удивления в мультике почему-то нет, но это не критично.




Мы посмотрели обе «Головоломки», но сегодня не о впечатлениях от них. Сразу после просмотра мы почитали книгу про мозг – оказалось, что практически все, что изображено в мультфильме, имеет научное обоснование. То есть успех мультфильма (и его польза для подростков) не в умильности, с которой Дисней делает свои шедевры, а в исключительной проработанности материала.
Если отставить эмоции (не от прочтения, а факты о них), то в книге «Приключения Тима в стране Мозг» (это серия про Тима, который узнает много нового то про питание, то про бактерии) нашлось и то, что уложит имеющиеся знания о мозге на полочки, и расскажет новое.
Составила своеобразный топ-6 для себя:

1. Стая птиц или рыб передвигается согласованно из-за наличия в мозгу зеркальных нейронов. Они же помогают в обучении, причем как мама-птица учит птенчика искать червячков, так и младенец учится улыбаться, глядя на мамину улыбку.
2. Пираты носили черную повязку на одном глазу чаще не из-за отсутствия оного, а для того, чтобы при переходе в темный трюм, приподняв повязку, сразу хорошо видеть. За приспосабливание к освещению отвечают фоторецепторы и нейроны.
3. Мы видим непонятную тень куста и представляем в ней чудовище исключительно по той причине, что мозг заботится о том, чтобы мы успели заметить опасность тогда, когда она станет настоящей. Затейник этот защитный механизм, конечно.
4. Мозг действительно ленив, программы «сделаю попозже», «тяп-ляп» и «не хочу, не буду» находятся у него на более доступном и «освещенном» участке, чем то место, где располагается воля – ассоциативная теменная кора. Что ж, тут можно только тренировать мозг, никак иначе заставить ребенка (да и себя, что уж тут) качественно прибраться не получится.
5. Работа кратковременной и долговременной памяти очень похожа на то, что показано в «Головоломке»: часть информации во время сна стирается, часть отправляется на хранение. И всему этому способствуют сны, во время которых мозг обрабатывает и распределяет знания по отделам.
6. Существует «эффект музея», когда (примерно через час после начала хождения по залам) гиппокамп переполняется зрительной информацией. Именно тогда мы начинаем подумывать о том, что пора сделать перерыв на чашечку кофе, а дети стремятся выйти из здания и скорее отправиться гулять.

Все факты взяты вот из этой книжки. Листайте вправо, там развороты



Интересно, что обычно книги о мозге сначала показывают нам этот самый мозг «в разрезе». Вот вам гипоталамус, а здесь у нас мозжечок. В книге про Тима схема мозга обнаружилась аж на 86 странице (а всего их чуть больше сотни). В целом повествование увлекательное, подойдет для чтения как самостоятельного, так и с родителями. Но в среднем лет с 11-12, раньше скорее всего будет еще сложновато. Написано просто, но слишком уж много новых слов для ребенка.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Мозг не только анализирует, но и предсказывает события: открытие ученых


3 минуты
20,4 тыс прочтений
1 ноября 2024


Исследование группы нейрофизиологов показывает, что мозг не просто реагирует на окружающую реальность, а активно предсказывает события, используя накопленные ожидания и прошлый опыт. Это объясняет, как мы успеваем ловить мяч или выполнять другие быстрые действия, несмотря на длительный процесс обработки визуальной информации.
Традиционно считалось, что главный орган нервной системы обрабатывает изображение, поступающее через глаза, и затем формирует реакцию. Однако один из авторов работы Кристиан Кайзерс поясняет: «Ваш мозг реагирует не на то, что видит глаз, а на то, что он ожидает увидеть. Это позволяет быстрее принимать решения и действовать, так как мозг заранее предугадывает события, давая время телу на подготовку к движению». Поступающие визуальные данные, по сути, лишь уточняют уже сформированные ожидания. Если же реальность не совпадает с ожиданиями, мозг корректирует прогнозы.
Интересно, что прогнозирование применяется не только к своим действиям, но и к действиям других. Соавтор исследования Валерия Гаццола объясняет: «Когда мы выполняем физические действия, например, поднимаем пакет молока, мы предполагаем его вес и ощущение от этого движения. Если он окажется легче, чем ожидалось, то неожиданное несоответствие сразу привлекает наше внимание». То же происходит, когда мы наблюдаем за действиями других. Мы можем предсказать их на основе собственных моторных программ, что обусловлено работой так называемых зеркальных нейронов. Эти нейроны активируются, когда мы видим действия других, помогая нам предугадывать их движения.



Головной мозг

Гаццола отмечает, что схожий принцип работает и в отношении эмоций. Когда мы наблюдаем за чувствами других людей, те же участки мозга, которые реагируют на наши собственные эмоции, также активируются. Исследования показывают, что области, связанные с наградой и наказанием, включаются, когда кто-то другой получает поощрение или наказание, что позволяет использовать этот опыт для предсказания эмоциональных реакций окружающих.
Сложность системы предсказаний можно проиллюстрировать примером: представьте, что кто-то нажимает кнопку, вызывая крик актера. В первый раз крик неожиданен, но после нескольких нажатий мозг начинает предвосхищать реакцию. Кайзерс поясняет, что если бы мозг только реагировал на визуальные стимулы, он давал бы одинаковую реакцию каждый раз. Однако, с каждым последующим разом реакция слабеет, так как предсказание становится все точнее.
Ученые утверждают, что некоторые области мозга остаются активными на протяжении всех повторений, а другие наоборот, подавляют свою активность, когда ожидания становятся более точными. Например, премоторная кора, ответственная за планирование движений, подавляет визуальные области, чтобы мы видели не реальность, а ее ожидаемое отображение. Лишь при неожиданном изменении эта блокировка снимается, и мозг пересматривает прогнозы, чтобы более точно реагировать на ситуацию.
Специалисты также связывают нарушение предсказательной системы с аутизмом. У людей с аутизмом система предсказаний может быть менее точно настроена, что делает мир вокруг них менее предсказуемым и приводит к повышенной чувствительности к сенсорным раздражителям. Кристиан Кайзерс сравнивает это с нахождением в шумном зале, где множество стимулов вызывает перегрузку, если предсказательная система работает нестабильно. В таких условиях любое неожиданное изменение может вызвать сильный дискомфорт.
Мозг, как утверждают исследователи, способен адаптироваться и предвосхищать происходящее. Он больше не воспринимается как простая «камера», фиксирующая внешние события, а рассматривается как активная система, постоянно формирующая картину мира на основе ожиданий и предсказаний.
Ранее ученые создали «фитнес-трекеры» для нервных клеток, и вот зачем они нужны.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/Y-AkvOF0-xZHWZ8x?from_site=mail
Квалиа — единственный способ восприятия?


5 минут
6414 прочтений
6 февраля 2023


Я, как и все нормальные люди, люблю узнавать нечто для себя новое, то, чего раньше не знал, и о чём даже не думал. Тем интереснее некоторые темы. Вот так для себя и открыл в прошедшем году такое понятие, как “квалиа”. Держу пари, что для большинства из вас незнакомы и это слово и то, что оно означает! А ведь это интереснейшее понятие, лежащее на стыке физики, нейробиологии и философии!

Квалиа - одновременно очень простая и очень сложная штука. Простое объяснение – это совокупность ощущений для каждого человека: чувства – осязание, вкус, слух, боль и т.д.. Сложное – существование “квалиа” труднодоказуемо, это “невыразимая” сущность, её невозможно как-то передать и можно постигнуть только прямым переживанием. Объясню на хрестоматийном примере, с которого все начинают – красный цвет. Что это такое? Если взять научное объяснение, то это когда свет определённой длины волны попадает на сетчатку глаза, а оттуда по нервам – в мозг, где активируются нейроны и обрабатывают полученную информацию. Как понять, что вы видите именно красный цвет? Вот квалиа и есть именно восприятие этого цвета, который мы видим как “красный”. Как коррелируют между собой объекты внутреннего и внешнего мира из описания выше? А никак. Это совершенно разные категории. Как бы вы объяснили красный цвет слепому от рождения человеку?

Существуют различные философские мысленные эксперименты, способные поднять вопросы, которые потом могут быть применимы, допустим, в создании полноценного искусственного интеллекта (ИИ). Один из таких экспериментов получил название “Комната Марии”: в глубоком бункере, раскрашенном только в чёрно-белые цвета, живёт учёный, изучающая цвета с рождения. У неё есть чёрно-белый монитор, за которым она может следить за внешним миром; также она знает о цвете всё: физические свойства, переживание цвета другими людьми, какие участки мозга активируются при восприятии определённого цвета... Но сама она никогда его не видела. Вопрос — когда Мария выйдет наружу, узнает ли она что-то новое о цвете? Австралийский философ Фрэнк Джексон, который и придумал этот эксперимент, считает, что Мария, выйдя наружу, действительно узнает кое-что новое о цвете, увидев его в первый раз. То, каково это – увидеть в первый раз цвет, Джексон и называет “квалиа цвета”. Кстати, не все современные философы с ним согласны, но это тема для отдельного разговора. Интересно было бы испытать квалиа летучих мышей и понять, как они «видят» окружающий мир; на мой взгляд, чувство эхолокации – идеальный пример для наглядного представления, что же вообще это такое.

Касательно того, где можно применять полученные данные (если, конечно, они будут, эти данные). Квалиа — составная часть сознания, но проблема в том, что на данный момент наука (да и философия тоже) не способна дать ответ, что же такое сознание. И на этот счёт тоже есть несколько экспериментов; ограничимся парой. Первый называется «Китайская комната», придуман американским философом Джоном Сёрлом. Итак, представьте себе изолированную комнату, заставленную картотеками с иероглифами, и находящегося там человека, который ни бельмеса не смыслит в китайском. Но у него есть увесистая книга с инструкцией типа «если вы видите такой-то знак, откройте ящик №5 и возьмите пятый листок справа». И когда ему в щель просовывают листок с вопросом на китайском, он, просто следуя инструкции, выдаёт ответ. Люди, что суют ему этот листок, получают осмысленный ответ и уверены, что в комнате находится полностью понимающий их собеседник. Фактически, в этом эксперименте описывается компьютерный алгоритм, с лёгкостью проходящий тест Тьюринга. Обладает ли такая система сознанием? Как ни странно, нет точного ответа.

Рассмотрим второй эксперимент. Он заставит задуматься над вопросом: “а зачем вообще нужно сознание?” Представьте некое существо, которое полностью неотличимо от человека, но у него абсолютно отсутствует любой сознательный опыт. Он не чувствует боль, не понимает (а что это такое – понимать?) значений слов, но все его нервы и нейроны работают также, как у человека, и он так же отдёрнет руку от раскалённой сковороды, то есть физически он сделает то же самое, что и человек, но человек почувствует боль, а он – нет. Если исследовать мозг такого существа, ни один нейробиолог не увидит разницы. Такое существо называется «философский зомби», и нет доказательств, что их не существует. И тут мы подходим к главному вопросу: если механизмы работы «философского зомби» неотличимы от человеческих, то зачем мы вообще чувствуем? Какова природа наших переживаний, наших квалиа?




И здесь кроется одна любопытная проблема, называемая «разрывом в объяснении», подмеченная философом Джозефом Левиным. Сводится она к тому, что любой процесс, происходящий в нашем мире, можно свести к известным законам физики. Биология, физика, химия, физиология – всё понятно, описано и документировано. Кроме сознания. Сознание невозможно объяснить на данный момент физическими законами. Впору действительно задуматься о некой сущности, вдохнувшей жизнь во всё существующее... Проблему сознания можно было бы на этом этапе считать лженаучным вымыслом, если бы не одно "но": факт существования сознания понимает каждый человек (истово на это надеюсь) в своих ощущениях. Тут можно было бы вставить и доводы сторонников дуалистического и монистического подхода к этой проблеме, но заметка не резиновая, поэтому просто отметим, что над этой загадкой сломано немало копий, и философские размышления по этому поводу весьма обширны.




В заключение вспоминаю эпизод из «Смешариков» про «Кузинатру, как смысл жизни»: что, если Кузинатра – это квалиа Создателя? И при его познании начнётся истинный Золотой век? Просто никто не способен его найти, и только при принятии для себя какого-либо смысла в жизни, основанного на принесении пользы обществу и себе, как части этого общества, человек может обрести, наконец-то, чего всегда хотел?

Почему для нас важно понимать и знать, есть ли у нас самих это "настоящее" сознание? Откуда это стремление познавать? Отчего вообще такие вопросы приходят нам в голову? Не главный ли это признак неуловимого сознания? И можно ли считать любопытство главным признаком (доказательством) сознания?

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/ZzsMexRYtmjKScSp?from_site=mail
Тайна сознания в лабиринтах научных концепций


10 минут
170 прочтений
2 декабря 2024



Оглавление

• Философский подход к сознанию
• Психоаналитическая трактовка сознания
• Сознание в нейробиологии

Что есть сознание и какова его природа? Этот вопрос на протяжении многих веков волнует человечество. Несмотря на обширное количество гипотез, касающихся его сущности, сознание всё ещё хранит тайну своего бытия.
Философский подход к сознанию

Для того чтобы найти нетривиальный подход к пониманию этого феномена следует обратиться к философской феноменологии. Эдмунд Гуссерль сформулировал наиболее неординарный взгляд на рассмотрение его фундаментальных оснований. Сознание в феноменологическом анализе конструируется в качестве особого предмета. Гуссерль отмечает, что естественная установка обыденного опыта на непосредственную данность внешнего мира является ошибочной.
Для философии данность мира и его несомненность становятся глубочайшей проблемой. Всё есть субъективное переживание, в связи с чем необходимо преодоление естественной установки на пути к трансцендентальному пониманию сознания, как последовательному искоренению естественной установки сознания и направление исследования на его чистую структуру. Осуществляя феноменологическую редукцию, совершается переход от естественной установки к трансцендентальной, освобождая сознание от всего эмпирического. Гуссерль заявляет, что в пределах философии первичным фактом является данность мира через моё сознание другому человеку через его сознание. Сам мир, по его мнению, является продуктом развёртывания моей субъективности, которую нигде и никому не возможно перешагнуть. В результате мы находимся в ситуации трансцендентального солипсизма.
Как ни странно, но в свете данных современной науки, человеческий субъект не имеет прямого окна в объективную реальность. Даже восприятие выступает в качестве активной конструктивной деятельности мозга, являясь своего рода контролируемой галлюцинацией, а галлюцинация проявляется, как неконтролируемое восприятие. Феноменология обращает внимание на структуру чистого дисплея сознания, своего рода «чёрный квадрат Малевича», телевизионный экран, где возникают и транслируются ощущения и восприятия, представляющие ткань сознания. Отсюда возникает проблема, как работает экран, грубо говоря, как устроен телевизор, позволяющий осуществлять трансляцию изображений. Не зная этого, мы действительно находимся в состоянии трансцендентального солипсизма, поскольку все люди имеют одинаковый мозг, выступающий в виде биологического компьютера, конструирующего виртуальную субъективную реальность, в которой сознание оказывается пленником нейронных сетей мозга.
Психоаналитическая трактовка сознания

Вторым методологическим ракурсом в проблеме сознания являются достижения психоанализа. Уже классический психоанализ в лице Зигмунда Фрейда разделил сферу психического на сознательный и бессознательные уровни, между которыми лежит экран, отделяющий одно от другого. Бессознательное выступает в виде скрытого знания, недоступного для обыденного сознания. Причём сфера бессознательной психики несоизмерима по своему содержанию со сферой сознания, которое, по сути, является игрушкой бессознательных сил.
Сознание проявляется, как луч прожектора, освещающего тёмную комнату бессознательного, где в огромные области его реальности свет сознания проникнуть не может. Фрейдовская позиция имеет соответствующие подтверждения в неврологии.
Сознание в нейробиологии

Исследования, проведённые Эндрю Бадсоном, профессором Бостонского университета показали, что все наши мысли и действия выполняются бессознательно, а лишь затем проявляются в сознании спустя приблизительно полсекунды. Именно бессознательное царствует в психической реальности, а наш мозг обманывается, прибывая в иллюзии, согласно которой мы совершаем сознательные действия, в то время как на самом деле испытываем запоздалые воспоминания о ранее существующих событиях. Таким образом, то, что считается сознанием, возникло для облегчения эпизодической памяти мозга, интегрирующего материал чувственных форм для воспоминания прошлых событий.
Бадсон и его коллеги считают, что истоки сознания коренятся в системе памяти мозга, и это объясняет множество психических явлений. Так, например, спортсмены сначала совершают бессознательные действия, и только спустя определённое время наступает осознание, а память об этом приходит только позже. Исследователи отмечают ведущую роль памяти в нашей жизни, являющейся основой деятельности интеллекта. Данная точка зрения согласуется с философской позицией, рассматривающей сознание, как совокупное знание. И всё же одной памяти и воспоминаний недостаточно для существования этого феномена. Тяжёлые формы умственной отсталости приводят к отсутствию сознания. Именно интеллект как операциональная способность к оперированию знаниями, выполняет интеграционные функции, обеспечивая целостность сознания.
Возникновение и развитие нейробиологии и нейрофизиологии привели к пониманию того, что феномен сознания связан нейронной архитектурой и функциональной деятельностью синаптических ансамблей. Нейронная теория сознания пытается постулировать материальный субстрат мозга и связанные с ним электрохимические процессы, протекающие в нейронах и их синаптических связях. В этих исследованиях рассматриваются так называемые «нейронные корреляты» сознания, своего рода нейронные события, необходимые для появления сознательных состояний.
В данной методологии предпринимается попытка установить корреляции между активностью мозга и сознанием. Между тем возникает проблема, на сколько можно подойти к полному пониманию сознания на основе объяснения связи между нейронными механизмами. Как отмечают Тэмлин Хант и Мостин Джонс, нейрофизиологические теории сознания рассматривают, прежде всего, синаптическую активность и «коды» спайков, как физический субстрат сознания, при этом конкретные механизмы, порождающие сознание, остаются неизвестными. Спайк представляет собой короткий импульс, генеририруемый возбуждённым нейроном при достижении пороговой функции его активации. Нейронная и синаптическая активность возникает в результате электрохимической активности в дендритах, аксонах и самих нейронах. Согласно этой точке зрения, которой придерживаются такие учёные, как Ф. Крик, К. Кох, М. Ли, Дж. Цзянь и П. Хамфис, она необходима и достаточна для существования сознания. Но, возможно, данный подход упускает важные особенности взаимосвязи мозга и сознания, поскольку на его основе не удалось даже воспроизвести память в нейронных колонках коры головного мозга.
Электромагнитные поля мозга как субстрат сознания

Согласно альтернативной точке зрения, хотя нейронная и синаптическая активность необходимы для функционирования сознания, но их деятельности недостаточно для его возникновения. Оказалось, что нейроны создают и электромагнитные поля (ЭМ) разного уровня масштабирования. В 2014 году Колин Хейлз из Университета Мельбурна ввёл понятие «электромагнитные корреляты сознания». По его мнению, как внутренние, так и внешние ЭМ поля мозга создают сознание. В 2022 году Тэмлин Хант из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре выдвинул альтернативную гипотезу, в которой, по его мнению, основным субстратом сознания служит эфаптическое поле, представляющее не что иное, как нейронное электромагнитное взаимодействие без непосредственного синаптического контакта.
Новая эфаптическая гипотеза имеет определённые подтверждения. Так, в 2019 году в лаборатории Доминика Дюрана было продемонстрировано, что разрезанные половинки гиппокампа мозга крысы продолжали взаимодействовать между собой до увеличения расстояния в 400 микрон друг от друга. Это свидетельствовало о наличии механизма распространения через эфаптическое ЭМ поле или электрическую связь. Другая группа учёных обнаружила, что скорость распространения эфаптических полей в 5000 раз превышает скорость электрохимической передачи импульсов между нейронами. Таким образом, сформировались два подхода роли нейрофизиологического субстрата в понимании сознания. Первый из них основывается на нейронной активности и кодах спайков, а региональные и глобальные электромагнитные поля не имеют причинно-следственных связей с активностью мозга и выступают в качестве шума.
Второй подход заключается в том, что электромагнитные поля во всех масштабах могут быть основным источником сознания. И всё же ни одна из предложенных гипотез не способна раскрыть тайну сознания. Корреляционный подход не может объяснить его природу. Это аналогично тому как, стремясь понять механизмы работы компьютера, мы бы исследовали его электрические корреляции с информационной работой.
Информационный подход к пониманию феномена сознания

На наш взгляд, наиболее перспективным в понимании природы сознания является информационный подход. Возможно, на его основе удастся объединить различные гипотезы и объяснить механизмы психических процессов, включая и сознание. Общей теории информации в настоящее время не существует, настолько сложным и многоплановым оказалось это явление.

Однако наиболее перспективным представляется подход Винера, рассматривающего информацию, как совокупность сигналов, организованных источником. Сигнал выступает как некий физический субстрат информации. При этом информация инвариантна относительно носителя, т. е. не зависит от его природы. Главное, чтобы носитель обладал множеством состояний и быстро изменял их. Данный подход представляет систему своего рода шифров, что предполагает наличие операций кодирования и декодирования. Под кодированием понимается операция преобразования одних объектов (операндов) в другие объекты, называемые образами кодирования. Обратная операция – это декодирование, осуществляющее преобразование образов кодирования в исходные объекты (операнды).

В 1943 году американские учёные Уоррен Маккаллок и Уолтер Питтс попытались описать код мозга, исходя из состояний нейронов. Нейрон может находиться в двух состояниях: возбуждённом и невозбуждённом, что соответствует 0 или 1, как в ЭВМ. Они представили нейрон как простую функцию, которая принимает входные сигналы, взвешивает их и выдаёт выходной сигнал на основе определённого порога. Между тем правильность исходного нейронного кода и последующие попытки его использования для понимания природы не только сознания, но даже памяти ни к чему не привели.
По нашему мнению, неудачи были связаны с особенностями архитектуры нейронных систем мозга, представляющего собой параллельный компьютер, где основной структурно-функциональной единицей является вертикальная нейронная корковая колонка, состоящая из 10 000 нейронов, расположенных в 100 с лишним слоях. Тем не менее попытки смоделировать даже память в такой структуре (здесь можно отметить проект «Blue Brain») потерпели фиаско. Проблема заключается в том, что соединения нейронов носят случайный характер и информация, введённая в такую колонку, рассыпается в хаотические изображения. Нам удалось, как отмечалось в предшествующих публикациях, вскрыть код нейрокортикальной колонки и показать в компьютерной модели, каким образом сохраняется информация в случайных нейронных взаимодействиях. Это подтверждает идею Эндрю Бадсона о превалирующей роли памяти в сознании, тем более, что она присутствует в нейродинамической активности кортикального модуля.
Идея психоанализа о превалирующей роли бессознательного тоже получает своё объяснение, так как в операционных системах компьютеров присутствует скрытая информация (скрытые файлы), недоступные операционной системе, которые можно обнаружить, только используя другую операционную платформу. Сознание выступает, как некая операционная система, своего рода надстройка над огромной лавиной информации, присутствующей и поступающей в бессознательное. Рассматривая ЭМ-теорию сознания с точки зрения информационного подхода, необходимо отметить её основной недостаток, заключающийся в отсутствии кодовых зависимостей представления информации в электрических и электромагнитных полях. Открытие такого кода может вывести исследования природы сознания на совершенно иной уровень. Идея некоего конструктивного экрана, составляющего структуру сознания, может быть реализована в направлении искусственного интеллекта – виртуальной реальности, дальнейшее развитие которого может послужить основой для понимания конструктивной деятельности мозга, формирующего ткань сознания.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://www.youtube.com/watch?v=16WuJqN7KqU

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Фрактальные структуры и квантовые процессы в основе памяти и мышления


8 минут
536 прочтений
26 августа 2024






Рассматривая структуры и функции венца эволюции живых систем – человека, ещё на этапе школьного образования до учеников доносят простые и понятные вещи. Каждый орган отвечает за свой уникальный набор функций. Сердце качает кровь, лёгкие насыщают эту кровь кислородом и выводят углекислый газ, почки избавляют организм от шлаков и т.д. Уже при углублённом изучении в медицинских ВУЗах студенты узнают, что, к примеру, функции почек не ограничиваются выделением мочи, почки также играют роль в регуляции артериального давления, а не так давно в них (как впрочем в лёгких, печени, коже и даже в волосяных фолликулах) были обнаружены обонятельные рецепторы.
Органом, осуществляющим регуляцию всех систем живого организма, безусловно считается мозг. У млекопитающих он отвечает за сложные поведенческие функции, принятие решений, способствующих адаптации к изменениям окружающей среды и выживаемости. У человека мозг является субстратом мышления, он реализует сложные функции по анализу информации, планированию и решению задач. Современная наука сконцентрировалась на изучении нейронных сетей и достигла в этом направлении значительного прогресса. Удалось создать искусственные нейронные сети, позволяющие решать самые различные задачи, и человечество уже близко к сотворению полноценного искусственного интеллекта. Однако в процессе научно-исследовательского поиска была упущена небольшая деталь – не только организмы, имеющие центральную нервную систему обладают памятью и способны к решению задач, в том числе и логических. У растений вообще отсутствует нервная система в привычном для нас понимании, тем не менее они учитывают предшествующий опыт, обмениваются информацией и способны даже к обучению, управлению своими движениями и поведением. К настоящему времени объём накопленных данных, как бы это удивительно не звучало, позволяет констатировать, что высшие растения являются поведенчески активными организмами, наслаждающимися биокоммуникацией и демонстрирующими специфичное для них познание и интеллект.
Растения относятся к многоклеточным организмам и в принципе имеют структуры – множество своих клеток, которые могут взять на себя функции хранения и обработки информации. Но, оказывается, этими способностями обладают и одноклеточные организмы.
Бактериальные клетки пользуются сенсорными системами, питающими когнитивно-поведенческие контуры и демонстрирующими множество других нейронных особенностей. Электрическая передача сигналов на большие расстояния и обмен информацией через пространственно-распространяющиеся волны калия синхронизируют бактериальные биоплёнки. Интегрированные бактерии в сообществе биоплёнок, по-видимому, действуют как своего рода «микробный мозг». И вполне возможно, что нейронная коммуникация эволюционно имеет бактериальное происхождение.

Биоплёнки – образованные конгломераты клеток анализируют информацию и принимают решения о распределении питательных веществ и метаболизме как единое целое, используя ионные каналы и осуществляя своего рода объёмную передачу, как это происходит в мозге. Однако, оказалось, что и объединения клеток не требуется для реализации сложных функций, выполнение которых считалось исключительно прерогативой многоклеточного мозга. Инфузории (простейшие) демонстрируют обучение и форму памяти, и это сохраняется даже после потери ядер и некоторой части цитоплазмы клеток. Physarum polycephalum, слизевик, одноклеточный организм демонстрирует блестящие решения логических задач: поиск оптимального пути к ресурсам в лабиринте или воспроизведение кратчайших расстояний на трёхмерной карте.

Сегодня следует принять факт, что центральная нервная система с её нейронами не обладает монополией на функции памяти, анализа информации, принятия решений и планирования поведения. Нейроны лишь оптимизировали клеточные режимы сигнализации, которые существовали задолго до появления центральной нервной системы в ходе эволюции, и использовались соматическими клеточными сетями для создания морфологии, организации физиологии, эмбрионального развития и поведения. Многие из ключевых динамических процессов, которые обеспечивают обработку информации, на самом деле могут быть реализованы различной биологической инженерией, в том числе и на клеточном и субклеточном уровнях. Необходимым условием является лишь одновременно лабильная и стабильная среда, способная обеспечивать необходимую задержку информационного сигнала.
Доказательства этих фактов были получены, в частности, на растениях, ненейронных соматических тканях и даже в неорганических средах, но, к сожалению, они не получили в полной мере должной оценки и были даже забыты, благодаря недавним замечательным достижениям в когнитивных нейронауках с их фокусом на головном мозге.
Нейроны не производят познание из-за какого-либо своего магического и уникального свойства. Их вычислительные мощности вытекают из динамики сетей связанных элементов, которые распространяют и интегрируют сигналы и способности изменять связность между этими элементами на основе предыдущей активности. Фактически, эти основные свойства присутствуют в биологических системах во многих масштабах сложности (от субклеточных белковых сетей до связанных тканей). Могут ли они также лежать в основе некоторых аспектов обработки информации, подобной когнитивной? Действительно, нейроны не изобретали свои особые методы – они просто оптимизировали их для увеличения скорости, чтобы управлять адаптивным поведением. Эти функции и молекулярные механизмы, которые их реализуют – ионные каналы, электрические синапсы (щелевые контакты) и молекулы нейротрансмиттеров – всё это реализация более эволюционно древних механизмов. Нейронные сети произошли от гораздо более старых сигнальных путей, которые организовывали развитие, физиологию и другие клеточные функции задолго до того, как ЦНС появилась на эволюционной сцене.
Одним из лучших кандидатов на роль механизмов, лежащих в основе обработки информации на уровне отдельной клетки, является цитоскелет, обладающий всеми необходимыми для этого свойствами. Цитоскелет – это большая и сложная структура, которая легко модифицируется различными молекулярными путями (запись данных), интерпретируется многочисленными белками и другими механизмами (считывание информации) и реализует богатый набор дискретных переходных состояний, которые могут обеспечивать вычислительные операции. По-видимому, именно цитоскелет служит местом хранения и контроля информации в одноклеточных организмах, регулируя поведение и обеспечивая негеномное хранилище постоянных соматических изменений. В частности, динамический актиновый цитоскелет проявляет свойства возбудимой среды.
Другим кандидатом в среды для обработки информации в химических сетях может быть динамика реакции-диффузии, лежащая в основе формирования паттернов в эмбриогенезе. Недавние исследования показали, что эти системы и другие подобные возбудимые химические среды могут быть спроектированы для выполнения определённых вычислений и использоваться для конструирования минимальных контроллёров познания и иных видов вычислений, включая планирование. Недавние работы, использованные в silico эволюции химических сетей, показывают, что можно найти простые, правдоподобные реакции, которые выполняют ассоциативное обучение. Эти данные особенно интересны, поскольку они предполагают, что ассоциативное обучение может легко развиваться в метаболических, генно-регуляторных или внутриклеточных сигнальных сетях.
Учитывая новые факты о белковых, цитоскелетных, транскрипционных и биоэлектрических сетях, кажется, что многие различные среды в различных масштабах обладают способностью формировать и перестраивать связи, зависящие от опыта. Появление памяти и вычислений на многих уровнях биологической организации предполагает фрактальную организацию когнитивных подсистем внутри систем – молекулярных, клеточных, тканевых и органных.

Фракталы (лат. fractus – раздробленный) – это структуры, обладающие самоподобием – совпадающие со своей частью на любом уровне масштабирования. Они не относятся ни к двух-, ни к трёхмерным объектам, их размерность имеет дробное, промежуточное значение. Фракталы повторяются бесконечно на любом уровне их рассмотрения, демонстрируя структуру, имеющую конечную площадь, но бесконечный периметр. Поскольку сложная структура фракталов, возникающая из простых повторяющихся шаблонов, бесконечно воспроизводится на различных уровнях, именно эти объекты могли бы стоять за поддержанием таинственных глубин нашего разума.

Мозг состоящий из клеток – нейронов в процессе их совместной деятельности порождает сознание. При этом каждый из нейронов содержит микротрубочки, ответственные за транспортировку веществ в различные части клетки. Физик Роджер Пенроуз и анестезиолог Стюарт Хамерофф предложили весьма амбициозную гипотезу работы мозга, названную ими «квантовое сознание». Согласно их воззрениям, микротрубочки структурированы во фрактальном узоре, который позволяет протекать квантовым процессам. В свою очередь миелиновая оболочка аксонов может служить подходящей цилиндрической полостью для усиления свойств фотонов.
С точки зрения Пенроуза и Хамероффа мозг действует как квантовый компьютер. И сегодня это не выглядит чем-то фантастическим, ведь уже было установлено, что в основе навигации перелётных птиц лежат квантовые механизмы. В экспериментах было выявлено, что квантовые фракталы на самом деле ведут себя иначе, чем классические – распространение света через фрактал регулируется другими законами в квантовом случае по сравнению с классическим. Наблюдался аномальный транспорт, который был управляем исключительно фрактальной размерностью – основной характеристикой фрактальных объектов. Более того, учёными было установлено, что критическая точка, в которой происходит переход от нормального к аномальному транспорту, зависит от фрактальной геометрии.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

В Голландии рассказали, возможна ли «жизнь после смерти»

Nature Neuroscience: после клинической смерти создание продолжает существовать.






Источник: Unsplash.com
Ученые из Нидерландского института нейронаук изучили околосмертные переживания человека и пришли к выводу о том, что после клинической смерти сознание может продолжить существовать. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Neuroscience.


В ходе анализа 70 клинических случаев пациентов, переживших остановку сердца, были выявлены феномены, которые ставят под сомнение современные научные представления о сознании и его связи с биологическими процессами.


Один из самых ярких примеров, по словам ученых, был зафиксирован в 2022 году и описан кардиохирургом Ллойдом У. Руди в Стэнфордском медицинском центре. Пациент с аневризмой сосудов головного мозга был официально признан скончавшимся после остановки сердца, однако спустя 34 минуты он неожиданно проявил признаки жизни без какого-либо медицинского вмешательства.


Исследователи отметили, что через 72 часа после реанимации этот пациент смог с точностью воспроизвести детали событий, происходих в операционной в момент его клинической смерти. Он указал точное время действий хирургов с погрешностью менее 2%, воспроизвел текст электронного письма, который медсестра набирала при выключенных мониторах, а также описал разговор анестезиологов о замене дефибриллятора, который состоялся уже после потери сознания пациента.


Доктор Мартен ван дер Линден, руководитель исследования, подчеркнул, что такие данные невозможно объяснить остаточной мозговой активностью. В ходе исследования 89% участников смогли воспроизвести информацию, полученную в состоянии отсутствия ЭЭГ-активности, и в 63% случаев их описания совпали с видеозаписями операционных.


Однако профессор биоэтики Оксфордского университета Эмили Краусс предостерегла от поспешных выводов о наличии «жизни после смерти». Она акцентировала внимание на необходимости осторожности в интерпретации полученных данных, подчеркивая, что это исследование еще требует дополнительных проверок и анализов.


В будущем ученые планируют использовать квантовые сенсоры нового поколения для исследования активности на субнейронном уровне, что может раскрыть новые горизонты в понимании сложных процессов сохранения сознания после клинической смерти.