Недавно к арсеналу когнитивных неврологов добавился новый экспериментальный метод, дополняющий вышеупомянутые подходы. Метод транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) не похож на методы томографии мозга, ЭЭГ или МЭГ. Скорее, это способ локального вмешательства в нормальное функционирование мозга контролируемым образом. С помощью ТМС в определенные участки на поверхности коры мозга можно направить короткие магнитные импульсы. Они вызывают необычный взрыв нейроэлектрической активности, ненадолго прерывающий нормальную активность мозга. В экспериментах с ТМС можно наблюдать влияние таких вмешательств на поведение и сознание.

Когда с помощью этого устройства стимулируют зрительную зону коры мозга, можно наблюдать несколько эффектов. При низкой интенсивности магнитных импульсов (что создает лишь небольшой искусственный взрыв активности в зрительной зоне коры мозга), непосредственно стимулируя кору, например зрительные области V1 и V5, можно фактически создавать зрительное переживание . При стимулировании этих областей испытуемые сообщают о том, что видят мгновенные зрительные образы (их называют фосфенами ) – короткие вспышки света и зрительные образы. Фосфены бывают разной формы, иногда они имеют тот или иной цвет или движутся. По контрасту, если интенсивность импульсов ТМС высока, то подвергающаяся воздействию часть зрительной коры мозга, похоже, на время прекращает выполнять свои функции. Эта область становится временно слепой к зрительным стимулам (возникает «скотома», или слепая часть поля зрения), или, как минимум, в соответствующей части поля зрения снижается восприимчивость к стимулам.

Результаты исследований с использованием ТМС показывают, что когда возникают зрительные феномены, различные зрительные области взаимодействуют друг с другом. Например, когда возникают движущиеся фосфены, активизируются области V1 и V5. Если импульсы ТМС воздействуют на область V1 и в то же время на область V5, в попытке вызвать движущиеся фосфены, испытуемый не видит фосфенов. Таким образом, кажется, области V1 и V5 взаимодействуют друг с другом в том случае, когда возникают движущиеся зрительные феномены (Silvanto, Cowey, Lavie, & Walsh. 2005).

ТМС помогает установить, где расположены нейрональные механизмы зрительного осознания. Этот метод имеет преимущество перед другими, о которых мы говорили выше: с помощью ТМС можно выяснить не только то, какие области коррелируют с сознанием, но и то, какие из коррелирующих областей действительно важны и какого рода их активность необходима для зрительного осознания. Все остальные методы просто коррелятивны – они показывают, что осознание стимула и активность той или иной области имеют тенденцию возникать одновременно. Но такая корреляция не говорит о том, что именно делает эта область. С помощью ТМС можно помешать области выполнять свою задачу, а потом проверить, как отсутствие активности в этой области меняет сознание. Угнетая активность той или иной области и сравнивая полученные данные с данными ее нормальной работы, можно выяснить, по крайней мере косвенно, как нормальное функционирование этой области способствует осознанию. В этом смысле эксперименты с ТМС больше напоминают изучение кратковременных, небольших повреждений или временных нейропсихологических расстройств, чем создание функциональных карт при томографии мозга.

Выводы

В целом исследования с помощью функциональной томографии мозга и электромагнитного исследования мозга выявляют сходные данные относительно нейрональных коррелятов зрительного осознания. Когда зрительная информация включается в феноменальное сознание, активируются области коры мозга вдоль вентрального зрительного тракта. Эта активность быстро распространяется по всему пути, но чтобы зрительная информация достигла зрительного осознания, необходимо сложное взаимодействие, обмен обратной связью между разными областями коры мозга.

Поэтому чтобы информация включилась в сознание, нужно какое‑то время – как минимум около двух десятых секунды, и это отражается в хронологии того, как возникают первые надежные электрические реакции на сознание. Сразу же после того как информация впервые входит в феноменальное сознание, она направляется в рефлексивное сознание, особенно если эта информация необходима для выполнения текущей задачи, достижения цели или принятия решения. Этап рефлексивного сознания коррелирует с активацией лобно‑теменных областей мозга, которые, как известно, необходимы для внимания и рабочей памяти. Также известно, что с данными когнитивными механизмами коррелирует определенная волна связанных с событием потенциалов на ЭЭГ («поздняя позитивность»). Она указывает, что зрительная информация достигла рефлексивного сознания.

Такое представление о нейрональных коррелятах зрительного осознания поддерживают данные исследований больных с нейропсихологическими расстройствами, у которых отмечаются повреждения в вентральном зрительном тракте. Если вентральные области не только коррелируют со зрительным осознанием объектов, но и необходимы для его функционирования, то нарушения в этих областях должны приводить к нарушениям зрительного осознания, когда человек не видит объектов или каких‑то их особенностей.

Вот что при этом происходит: повреждение в области V4 приводит к ахроматопсии или исчезновению из зрительного осознания феноменальных цветов, повреждение латеральной затылочной коры (lateral occipital cortex) угнетает способность осознанно воспринимать целостные зрительные объекты (хотя действия под влиянием неосознаваемой зрительной информации все еще возможны), и т. д. (Подробнее см. более ранний раздел, посвященный нейропсихологии сознания, главы 4–6). Похожие эффекты можно также временно создавать у нормальных здоровых испытуемых с помощью ТМС зрительной зоны коры мозга.

Исследования в области нейрональных коррелятов сознания продолжаются, и в ведущих научных изданиях по когнитивной нейробиологии почти ежедневно публикуются новые результаты. Так что экспериментальный подход к исследованию НКС все ближе и ближе подводит нас к пониманию нейрональных механизмов сознания. Помогут ли все эти эмпирические данные окончательно решить философские проблемы, связанные с отношениями между сознанием и мозгом, пока неясно.

До сих пор нет никаких революционных данных или теорий, которые позволили бы хотя бы начать устранять «объяснительный разрыв». Даже если мы выясним где, когда и какая нейрональная активность участвует в создании зрительного переживания, поймем ли мы, как нейрональная активность возникает или как она создает субъективные зрительные феномены?

Вопросы для обсуждения

1. Придумайте самый лучший эксперимент НКС. Попробуйте представить себе, какой эксперимент мог бы выявить нейрональные корреляты сознания наиболее явным образом. Какой была бы задача испытуемого? Какие методы измерения вы бы использовали? Как результаты эксперимента помогли бы устранить объяснительный разрыв?

2. Если феноменальное сознание и рефлексивное сознание возникают почти одновременно, когда человек видит стимул, возможно ли измерить отдельно НКС для феноменального сознания и НКС для рефлексивного сознания? Какой эксперимент нужно провести, если мы хотим изучить НКС только для феноменального сознания?

III. Теории сознания