Здравствуйте! В сегодняшней лекции мы наконец начнем разговор о сознании человека.
8 предыдущих лекций мы проследили путь развития восприятия у живых организмов от РНК до высших животных.
В прошлом видео мы остановились на ограничениях дальнейшей эволюции нейронных систем на уровне животных. Их поведение регулируется не только инстинктами. У многих видов развиты эмоции и чувства. Они сохраняют информацию об объектах в долговременной памяти, прогнозируют, выстраивают долгосрочные объектные отношения с соплеменниками и полезными предметами. Порой они демонстрируют прогнозирование намерения других.
Однако сознанием в строгом человеческом смысле животные не обладают. Давайте разберемся, почему.
ПЕРЕХОД ОТ ЭМОЦИОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ К ОБЪЕКТНЫМ ОТНОШЕНИЯМ И ФОРМИРОВАЕ ЧУВСТВ.
Нейронная система дорогая в обслуживании из всех систем внутренних органов животных и человека. Она потребляет значительную долю всей энергии организма, но взамен даёт ключевое преимущество — прогнозирование и проактивный выбор действий. Эта способность заранее сокращать ошибки и потери перекрывает энергетические издержки, делая сложные нейронные петли эволюционно выгодными.
Смотреть на нелинейную динамику важно потому, что рождение новой петли обратной связи не всегда требует «новых деталей» в анатомии. Часто меняется не устройство, а режим работы. Перестраиваются связи узлов, некоторые контуры усиливаются, некоторые, наоборот утрачивают свои функции.
Каждая нейронная петля обратной связи работает на своём временном масштабе, поэтому в мозге наблюдается семейство ритмов — от медленных дельта/тета до быстрых гамма. Это даёт системе правило разнесения процессов по времени: локальные «пакеты» активности не смешиваются, но остаются доступны разным контурам.
Важно понимать, что именно кросс-частотные взаимодействия организуют работу более низких уровней.
Представьте крысу в Т-образном лабиринте. Она подбегает к развилке и замирает на секунду. В этот момент медленная волна как светофор открывает «окна», а внутри каждого окна вспыхивают быстрые всплески — мозг по очереди прокручивает: «налево?»… «направо?». Тот вариант, где быстрые всплески сложились удачнее, и становится выбором.
Одна и та же «аппаратура» — разные режимы и состояния. Не нужно менять проводку, достаточно сменить ритм.
Именно такая многомасштабная временная организация и перестройка режимов позволяют одной и той же нейронной архитектуре гибко порождать разные состояния и стратегии без изменения анатомии.
Мы уже видели это на примере трёх самостоятельных петель обратной связи внутри самой нейронной сети. При изменении порогов срабатывания, нейромодуляции и правил пластичности та же ткань мозга переходит в другой режим — словно «перенастраивает маршруты» и удерживает новые цели.
Иными словами, решает не только сколько нейронов и где они лежат, а какие контуры становятся самостоятельным источником информации и как сеть переключается между ними — это и есть предмет нелинейной динамики.
РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ЖИВОТНЫМИ С ВЕДУЩЕЙ ЛИМБИЧЕСКОЙ ПЕТЛЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ (ЭМОЦИИ) И ЖИВОТНЫМИ С ВЕДУЩЕЙ НЕОКОРТИКАЛЬНОЙ ПЕТЛЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ (ЧУВСТВА)
Именно поэтому архитектурно мозг собаки и примата может выглядеть похоже. Но динамика связей в неокортексе у примата позволяет ему удерживать объекты как устойчивые представления. То есть сохранять их в рабочей памяти и оперировать уже моделями, а не только рефлекторно реагировать на текущие стимулы. Таким образом удержания в рабочем пространстве информации об объекте на уровне замыкания неокортикальной петли обратной связи становится самостоятельным входящим сигналом, влияющим на поведение.
Различия в том, что собака вспомнит вас и обрадуется, когда увидит. А примат будет по вам скучать в Ваше отсутствие, потому что он способен поддерживать Ваш образ и отношения с ним в более длительном периоде времени.
История со знаменитой японской собакой Хатико наглядно показывает сложность, которые вносят чувства в поведение животных. В дикой природе у большинства хищников нет устойчивых объектных отношений. Но в человеческой среде животное может сильно привязаться к хозяину.
Хатико, скорее всего, ждал не потому, что переживал «человеческую тоску», а из-за сочетания трёх биологических механизмов. Во-первых, привязанность собаки к хозяину. Окситоциновая система даёт сильные эмоции «свой—чужой» и инициирует поисковое поведение при разлуке. Во-вторых, это выученные паттерны, подкрепленные регулярностью: один и тот же маршрут, место и время. В-третьих, это закрепление часто повторяемого алгоритма станция → появление хозяина → подкрепление встречей, лаской и кормом.
Тут еще имеет значение реакция среды. Люди, которые знали историю Хатико подкармливали и гладили его и это невольно закрепляло ожидание на перроне. У собак хорошо работает связка «место-время-событие», и циркадные ритмы помогают приходить «к часу Х» даже без часов.
Это не отменяет сильных эмоций привязанности у собак, но отличает их от чувств в смысле примата. Собака поддерживает образ «хозяин придёт здесь и сейчас», а не длинный внутренний нарратив отношений.
Хатико пытались устроить в семьи друзей его хозяина, но он возвращался на вокзал. Мы можем восхищаться его преданностью, но с точки зрения выживания для животного это большая проблема.
История Хатико, 8 лет ожидавшего возвращение своего хозяина, наглядно показывает сложность, которую вносит память об объектах в поведение животных. Не имея нейронные механизмы гибкой переоценки ситуации, устойчивая привязанность к объекту оказалась сильнее и фактически заставила Хатико пренебречь собственным благополучием.
Замыкание неокортикальной петли обратной связи позволяет сохранять модель объекта, поэтому чувства примата делают ожидание менее «привязанным» к одному месту и времени и более гибким, не мешая текущей деятельности.
У примата, сначала та же быстрая лимбическая эмоциональная петля даст дофаминовый выброс и поиск в привычной точке. Но дальше включится медленная «чувственная» неокортикальная петля с объектными отношениями и проверкой гипотез.
Тогда он начнёт варьировать контекст. Вначале станет проверять другие маршруты и места, искать по запаховым и зрительным следам, наблюдать. На своем языке, как бы «спрашивать» у сородичей, пробовать обходные пути. Если хозяин долго не появляется, по мере накопления ошибок прогнозирования мозг примата обновит модель. Частота визитов уменьшится, поведение перейдёт из режима «ждать здесь» в «эпизодически проверять» или поисковое исследование территории. Примат не будет совершать ритуальное ежедневное дежурство в одном месте, но в его поведении будут сохранятся признаки утраты, например, подавленная активность, снижение игры или вокализации без подкрепления, как у Хатико.
В итоге собака часто фиксирует ожидание в жесткую привязанность «место-время-событие» и при подкреплении будет держаться его годами, даже во вред себе.
А примат, имея замкнутую неокортикальную петлю обратной связи, может удерживать не ситуацию, а сам объект. Поэтому он способен перестраивать стратегию, пробовать альтернативные сценарии поиска и в итоге перестаёт ходить «строго в определенное место в определенное время». Хотя след отношения, чувство тоски и поиск будут сохраняться намного дольше сами по себе.
СЛОЖНОСТИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ОБЪЕКТНЫХ ОТНОШЕНИЙ И ЧУВТСТВ У ЖИВОТНЫХ
Социальные нормы и память о реакции объекта тормозят или перенаправляют действие инстинктов и эмоций. То есть сами по себе чувства не запускают поведение. С биологической точки зрения они либо формируют устойчивое отношение к объекту при часто повторяющихся эпизодах эмоциональных или инстинктивных реакций. Либо в случае их противоречия пролонгируют действие нейромедиаторов за счет удержания в памяти образа объекта, который служит стимулом уже не от среды, а как результат работы самой нейронной сети.
При этом инстинкты и эмоции могут тянуть в разные стороны. На предыдущем уровне развития животных такой проблемы почти нет. Инстинкты требуют немедленного разряда бей или беги, эмоции окрашивают ситуацию по недавнему опыту. Они приводят к действию только после пересечения порога срабатывания моторных программ. Эмоция и инстинкт возникают на ситуацию и просто исчезнут со временем. В любом случае они не запустят моторную программу, если не дотягивают до порога ее срабатывания.
Как только прекратится взаимодействие со стимулом, потребность будет удовлетворена или закончится гормональный цикл, оба аффективных состояния заканчиваются разрядкой.
Тигр или волк не будут мстить более сильному противнику. Если схватка не состоялась, через некоторое время животное просто об этом забудет. А вот примат сохранит объект в рабочей памяти и накопившиеся эмоции или инстинктивные программы в сумме могут пересечь порог срабатывания, когда представится удобный случай.
Нейрохимия у этих двух аффективных импульсов одинаковая. Поэтому при их противоречии дофамин может усиливать поиск и приближение, а норадреналин — настороженность и уход, окситоцин — привязанность, а кортизол — избегание. Возникают колебания петли: то «включается» приближение, то — избегание; тело то ускоряется, то «замораживается». Оценка прыгает, а поведение становится нестабильным и затратным.
Помимо этого, может возникнуть противоречивость уже самих чувств. Теперь уже один и тот же объект, а не только ситуация, может сам по себе вызывать разнонаправленные импульсы.
Для дальнейшего развития системе нужно новое нейрохимическое правило, которое сможет удерживать эти разнонаправленные тенденции «вместе». Для дальнейшей эволюции уже чувств необходима способность разводить их по времени и контексту, то есть уметь выбирать приоритет на более длинном горизонте.
Из предыдущих лекций мы с Вами уже знаем, что инстинкты требуют немедленной разрядки, эмоции могут сохраняться на часы, а чувства сохраняются дни, а в некоторых случаях и годы. Чтобы появилась новая регуляторная петля, она должна сохраняться на еще более длительный период, чем чувства.
Добавим ещё два уровня сложности.
ПРОТИВОРЕЧИЯ МЕЖДУ ЧУВСТВАМИ И БИОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОГРАММАМИ ВЫЖИВАНИЯ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ
Первый возникает там, где устойчивые, непротиворечивые привязанности начинают конфликтовать с биологическими задачами. Прочная привязанность к объекту может идти вразрез с программами выживания вида.
Например, у многих животных работает механизм исключения инцеста. Часть самцов или самок должна расселиться из родной группы по достижению половой зрелости.
Но если сформируется сильная объектная связь с партнёром, родителями, потомством или самой группой, окситоцин-вазорессиновая «склейка» будет тянуть остаться, и петля привязанности начнет саботировать расселение.
Это может увеличить риск родственного спаривания, усиливать конкуренцию за ресурсы и делает социальную систему уязвимой.
Та же логика проявляется и в бытовых дилеммах. Чувства могут конфликтовать между заботой о потомстве или собственной безопасности. Могут возникнуть противоречия, держаться за пару либо следовать необходимости сменить партнёра или ареал расселения. Иными словами, устойчивые чувства дают колоссальную регуляторную силу, но легко входят в конфликт с биологическими «обязанностями» вида.
С другой стороны, агрессивность и конкуренция за статус или доступ к партнершам, сами по себе способны сорвать координацию группы и мешать социальному развитию.
Таким образом, дальнейшее развитие социальных отношений и индивидуальности создают новые противоречия на более длительном временном горизонте.
И вот когда конфликт чувств становится хроническим источником ошибки — появляется давление на рождение следующей петли, которая будет стабилизировать переживания к объектам и действия биологических программ.
ПОЯВЛЕНИЕ СОЗНАНИЯ ЧЕЛОВЕКА НЕ ЕДИНСТВЕННЫЙ ПУТЬ ПРЕОДОЛЕНИЯ СЛОЖНОСТИ ЧУВСТ
Но тут важно понимать, что возникновение новой петли обратной связи — не обязательный путь для любой системы. Мы говорим директивно лишь об эволюционной линии человека. В логике Ильи Романовича Пригожина возможен и другой сценарий. Система может удерживать равновесие, избегая усложнения.
В природе напряжение часто снимается «дешёвыми» средствами — группы не разрастаются, конкуренция и контакты остаются локальными, а когнитивные навыки не поддерживаются и угасают без подкрепления. Отдельные особи могут показывать высокие когнитивные способности, но они не становятся характерной чертой вида. Так популяции животных остаются в прежнем режиме миллионы лет.
Такие системы не платят энергетическую цену за новую петлю, но и не берут на себя риски рекурсивных механизмов и изменений. Зато сохраняют устойчивость за счёт ограничения масштабов, темпов развития и разнообразия взаимодействий.
Например, у бонобо агрессивность самцов гасится через социосексуальные разрядки. Они научились использовать секс как быстрый способ снизить напряжение, примириться после конфликта, скрепить альянсы и перераспределить внимание самцов.
Когда агрессия не увеличивает конфлиты, у животных остаётся больше «ресурса» на игры, обучение и совместные задачи. В итоге социальные связи у бонобо устойчивее, а поведение — гибче и кооперативнее, чем у видов с жёсткой иерархией и высокой межсамцовой агрессией, например у некоторых видов мартышек или горилл.
По сути, это почти поведенческая фармакология. Вместо эскалации включается короткая петля телесной близости. Она разряжает агрессивность и дает возможность сохранять гибкие социальные связи. Но у такого решения тоже есть своя цена, время и энергия в группе уходят на ритуалы, а не на индивидуальное развитие.
Таким образом, сохранение памяти об объектах стало для высших животных новым уровнем сложности и привело к замыканию еще одной соматической петли обратной связи и появлению человеческого сознания только в линии человека. Для человеческой линии принятие этой цены и запуск новой петли стало эволюционно доминирующей стратегией — отсюда и наша дальнейшая траектория развития.
И тогда давайте рассмотрим ограничения эволюции нейронной сети после замыкания неокортикальной петли обратной связи, появлении чувств и устойчивых объектных отношений у высших животных.
Ограничения эволюции нейронной сети
Нейронная сеть имеет достаточную вычислительную мощность для моделирования абстрактного мышления.
Мы видим это у некоторых видов животных, способных к сложным формам социального поведения, планированию, эмпатии и обучению на ошибках. Они распознают структурные различия и различают виды информации.
Причём важна не только структура мозга. Это может быть и неокортекс у животных или палиум у птиц, важна его функциональная архитектура. То есть наличие разветвлённых ассоциативных зон, рекуррентных контуров и интеграции между сенсорными, эмоциональными и исполнительными системами. Именно конфигурация обеспечивает когнитивные возможности у разных видов.
Появляются зачатки прогнозирования. В экспериментах видно, как животные предвосхищают, где будет еда или что сделает партнёр.
Вороны и сойки по косвенным ключам находят тайники, собаки читают взгляд человека и выбирают нужный путь.
Они используют причинные связи, а не только ассоциации. Например, в задачах, где грачи или вороны бросают камни в сосуд, чтобы поднять уровень воды и достать корм. Или выбирают «рабочие» инструменты по длине и жёсткости, как это делают шимпанзе и некоторые вороны.
У некоторых животных есть умение планировать и действовать сейчас ради будущей выгоды. Например, шимпанзе и орангутаны переносят инструмент «на потом», вороны выбирают и хранят подходящий предмет для будущего обмена, а сойки перекладывают запасы с учётом того, кто их мог видеть.
Наблюдаются формы эпизодической памяти, когда животное помнит «что, где и когда» происходило. Калифорнийские сойки различают тайники по давности, а в гиппокампе грызунов и летучих мышей воспроизводятся траектории пути даже во сне.
В поведении разных видов животных просматривается зачаточная «теория разума». Шимпанзе учитывают, что другой «видит или не видит» и прячут еду от альфы. А врановые меняют поведение, если знают, что за ними наблюдают.
Появляются признаки метапознания. Например, макаки и дельфины отказываются от слишком трудного выбора, когда уверенность в его положительном исходе низкая.
Попугаи, вороны и капуцины различают категории и числа и переносят простые правила на новые ситуации. Некоторые животные способны изготавливать и применять орудия. Вороны способны согнуть проволоку в крючок. Капуцины и шимпанзе используют камни для раскалывания орехов.
Некоторые виды животных формируют традиции и передают их следующему поколению, например есть культурные различия в техниках «рыбалки на термитов» у шимпанзе, охотничьи приёмы у косаток, диалекты песен у певчих птиц.
Мозг грызунов строит карты будущего пути и заранее активирует нейроны ожидания награды. А шимпанзе, бонобо, орангутаны, дельфины и слоны узнают себя в зеркале.
Всё это показывает, что у многих видов животных уже сформированы сложные циклы «измерить — оценить — действовать», дополненные памятью, прогнозированием, индивидуальным или социальным опытом. Но тем не менее, этого ещё недостаточно, чтобы говорить о сознании в человеческом смысле.
Все эти элементы пока остаются функциональными, но не интегрированным в систему. То есть они работают изолированно, без центральной оси, которая могла бы удерживать их в единой модели субъекта.
Мы уже с Вами на протяжении последних четырех лекций обсуждаем вопрос, что любому живому организму нужны правила вычислений взаимодействия с окружающей средой.
Химические реакции и механическое взаимодействие тела задают правила пространственной ориентации на уровне простейших.
Нейронная сеть животных использует память об удачных действиях, индивидуальную и групповую, создавая временную ориентацию.
Но чтобы результаты вычисления причинно-следственных связей стали самостоятельной информацией о внутреннем и внешнем мире, должны быть соблюдены некоторые условия работы петель обратной связи.

Во-первых, результаты вычислений причинно-следственных связей нейронной сети должны, во-первых, иметь смысл и быть применимыми.
Во-первых, результаты вычислений причинно-следственных связей нейронной сети должны иметь смысл и быть применимыми.
Если прогноз или абстрактная модель не могут быть интегрированы в поведение — они бесполезны. А бесполезные функции, как и лишние сенсорные рецепторы, не проходят эволюционный отбор. Они энергозатратны, не дают адаптивного преимущества и в итоге исчезают. Как, например, у пчёл просто нет рецепторов к красному, эта длина волны не нужна их задачам, поэтому организм не тратит ресурс на «лишний» канал восприятия.
А неокортекс — это самая «дорогостоящая» часть мозга. Плотность синапсов здесь выше, потребление глюкозы и кислорода на кубический миллиметр вдвое–втрое превосходит показатели стволовых и лимбических зон. Нейроны неокорткса сохраняют высокую спонтанную активность даже в покое, чтобы поддерживать пластичность связей.
Поэтому в организме соблюдается экономный баланс. И даже у высших животных большая часть поведенческих задач осуществляется скорее перебором вариантов, чем через работу префронтальной коры.
Для дальнейшей эволюции нейронной сети необходимы возможности исполнения вычислений, основанных на сохраненных ассоциациях. Петля обратной связи сознания должна быть не просто аналитической, а еще и замкнутой. Это означает, что результат прогноза должен возвращаться в систему через действие, иначе модель остаётся мёртвой.
Поэтому, несмотря на высокий уровень развития неокортекса и сложную социальную среду, дельфины не смогут полноценно овладеть орудиями труда.  
Они могут удерживать предметы ртом и рострумом, например, использовать найденные объекты как защитные “насадки”, но диапазон точных операций сборки, модификации и последовательной обработки ограничен. Отсутствие манипулятивных конечностей и оппозируемых пальцев ограничивает способы реализации прогнозов в физическом действии. В результате сложные инструментальные стратегии малопригодны и редко закрепляются эволюционно.
Кроме того, дельфинов ограничивает водная среда. Слабый зрительный контакт и бедная жестовая экспрессия затрудняют передачу эмоций и демонстрацию сложных действий. Кроме того в воде невозможны устойчивые мастерские и склады. Предметы уносятся течением, тонут или всплывают, обрастают и корродируют, поэтому долговременное хранение и накопление “инструментального фонда” им практически недоступны.
Наконец, дельфины вынуждены почти постоянно двигаться для обеспечения дыхания, навигации и терморегуляции в воде. И это лишает их стабильной рабочей позы и времени на тонкие последовательные манипуляции. Акустическая и тактильная коммуникация частично компенсирует эти ограничения, но не устраняет их.
На нейронном уровне отсутствие действия означает отсутствие обратного сенсорного потока. Он нужен, чтобы замкнуть петлю обратной связи, где прогноз либо подтверждается, либо вызывает ошибку, необходимую для обучения. Без этой ошибки не происходит ни уточнения модели, ни формирования долговременной памяти. Это не только блокирует обучение, но и делает невозможным развитие более сложных форм саморегуляции.
Различные физиологические и средовые ограничения тормозят развитие многих животных с высокими когнитивными способностями, например врановых, слонов, осьминогов или крыс.
Во-вторых, необходим механизм торможения предыдущих уровней регуляции (инстинктов, эмоций и чувств), иначе более высокий уровень просто не сможет реализовать своё решение.
Во-вторых, необходим механизм торможения предыдущих уровней регуляции, иначе более высокий уровень просто не сможет реализовать своё решение.
Неокортекс может построить точную и гибкую модель поведения, но она не должна вступать в конфликт с уже активированными чувствами, эмоциями или инстинктами. Любая аффективная реакция запускает гормональные каскады. Если в организме циркулирует большое количество нейромедиаторов, такая абстракция окажется не просто невостребованной, но и разрушительной. Особенно критично это на уровне таксисов, где реакция настолько автоматизирована, что её подавление может привести к биологическому риску.
Кроме того, социальные нормы высших животных, какие бы сложные они не были, имеют чёткие границы и измеримые параметры. Они формируются конкретными правилами поведения, закреплёнными в культуре и иерархии группы. Они могут быть описаны численно, например, через количество санкций за нарушение или степень одобрения.
Поскольку нейронные сети с самого начала формировались как механизмы прогноза собственного состояния. Они рассчитывают не полное знание, а принимают решения на основе ограниченного контекста. А причинно-следственные связи объективно бесконечны, и каждый новый элемент — шум, тень, ассоциация — может порождать новую линию вычислений.
И мы получаем третье ограничение. Новая петля нейронной связи должна уметь действовать в условиях неопределённости, иначе она захлебнётся в бесконечном потоке причинно-следственных связей.
В-третьих, новая петля нейронной связи должна уметь действовать в условиях неопределённости, иначе она захлебнётся в бесконечном потоке причинно-следственных связей.
Если не ввести эвристический фильтр, не задать порог значимости, неокортекс начнёт бесконтрольно перебирать варианты, производя симуляции без выхода в действие.
Это и наблюдается у человека, например, при шизофрении, обсессивно-компульсивном расстройстве, паранойе или параличе воли, когда префронтальная кора фиксируется на множестве равнозначных параметров, неспособных привести к действию.
Иными словами, новая, человеческая петля обратной связи, породившая сознание, возникла не как еще одна структура в мозге, а как соматическая реконфигурация. Именно она позволила неокортексу реализовать свой причинно-следственный потенциал прогнозирования.
Этот процесс занял в истории 7,5 миллионов лет и затронул генетический, телесный, групповой и социальные контуры саморегуляции.
СОЗНАНИЕ ЧЕЛОВЕКА – ПЕРЕХОД НА ПРИНЦИПИАЛЬНО ИНОЙ СПОСОБ ВОСПРИЯТИЯ ВНЕШНИХ И ВНУТРЕННИХ СИГНАЛОВ И ЗАМЫКАНИЕ НЕЙРО-СОМАТИЧЕСКОЙ ПЕТЛИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
Итак, на протяжении 8 лекций мы с Вами прослеживали не отдельные функции или феноменальный опыт. Мы смотрели как работают петли обратной связи, как они формируют потоки вещества, энергии и информации, начиная с РНК, заканчивая высшими животными.
Все это нужно было для того, чтобы мы смогли понять природу сознания. Чтобы понять, что такое сознание, важно спросить не только «что оно делает», а зачем оно вообще природе понадобилось. Какие перегрузки и сбои создают сам мозг, тело и жизнь среди других особей своего вида.
Как сознание помогает уравновешивать эти сбои и собирать в целое живой организм? Если этот шаг пропустить, мы снова сведём сознание к абстрактной «высшей функции».
Проблема многих теорий в том, что они смотрят «сверху»: перечисляют готовые способности и схемы, но упускают, что необходимость сознания рождается «снизу» — из накопившегося напряжения. Когда система усложняется, в ней растёт лишний хаос: шум, противоречивые сигналы, внутренние конфликты. Новый уровень не «приделывается» сверху — он появляется как обязательный ответ на эти внутренние проблемы.
Верхние петли обратной связи нельзя рассматривать в отрыве от нижних уровней. Они возникают как ответ на нестабильности, созданные самим основанием системы. По мере роста сложности более древние процессы накапливают сложности, или иначе говоря отклонения флуктуации и энтропийный избыток.
Новый уровень самоорганизации появляется не «сверху», а снизу как необходимый механизм стабилизации системы. Поэтому критерий «достаточности» для сознания, как и для любой другой верхнеуровневой функции, формируется не в терминах готовых когнитивных модулей и сетевых схем, а в терминах порогов стресса и бифуркаций материального носителя.
КОНВЕРГЕНТНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ПЕТЕЛЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ. ТРИ КРУПНЫХ БИФУРКАЦИИ – ВОЗНИКНОВЕНИЕ НОВЫХ ПРИНИЦОВ САМООРГАНИЗАЦИИ ПОТОКОВ И ЗАМЫКАНИЯ ПЕТЕЛЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ.
Ещё один момент, который стоит упомянуть, прежде чем мы перейдем к непосредственному рассмотрению природы человеческого сознания. Хотя в науке пока нет единого мнения, есть основания полагать, что по пути усложнения петель обратной связи шли не только наши прямые предки Homo sapiens. Существовали и другие ветви человекообразных приматов, не являвшиеся нашими прямыми предками и ныне вымершие. У них могли складываться сходные динамики, аналогичные или конвергентные «настройки» петель обратной связи, возможно без полного совпадения их архитектуры.
Если смотреть широко, природа многократно пробовала одни и те же принципы самоорганизации — от молекулярных регуляторных контуров (включая РНК-петли) до нейронных сетей и социального поведения.
Например, вирусы и прионы — это пограничные формы биологической организации. Им необходима клетка-хозяин, но сами они клеток не образуют.
У растений нет нейронов, но есть быстрые электрические и кальциевые сигналы, напоминающие по динамике элементы нервной проводимости.
Сложный мозг тоже возникал не раз независимо от нашей линии. Птицы и головоногие, например осьминог, а также ряд насекомых демонстрирует высокоуровневые когнитивные решения хотя их мозг устроен иначе.
Поэтому в нашей рамке мы говорим о трёх крупных петлях обратной связи и по ним разделяем крупные блоки самоорганизации. Но внутри каждой такой петли работают сотни других микро и макропетель, которые перенастраиваются, конкурируют и временами сливаются в новые уровни. Терморегуляция, биомеханика, иммунная, эндокринная система и так далее. Но в нашей теории мы выделяем именно эти три уровня с точки зрения эволюции и возникновения сознания.
Первый – это уровень РНК и простейших организмов, когда реакции происходят на непосредственный контакт со стимулом. Регуляция здесь происходит за счет механизмов РНК, а затем кинезиса и таксиса. И хотя это три разных уровня организации, с точки зрения восприятия внешних и внутренних сигналов это прямые химические реакции.
Второй уровень - возникновение нейронной сети и появление животных. Здесь уже меняется основной принцип взаимодействия со стимулами, реакции происходит не на сам стимул, а на его след в памяти. Нейронная сеть хранит связи «сигнал → реакция», поэтому по ранним признакам распознаёт ситуацию и меняет собственную нейрохимию, чтобы запустить заранее нужный ответ. Затем она проверяет результат и корректирует поведение — цикл повторяется.
Инстинкты, эмоции и чувства различаются уровнем обобщения (двигательные паттерны, память о ситуации, реакции на сохраненный образ объекта). Но тем не менее все аффективные реакции опираются на один и тот же механизм памяти и нейрохимической модуляции. Нейромедиаторы те же (например, дофамин) — меняются только время действия и их пропорции, а не принцип работы.
Поэтому все животные — от нематод до приматов — принадлежат к единому классу организации восприятия: врождённые программы в нём перенастраиваются групповым опытом через три крупные подсистемы (инстинкты, эмоции, чувства), оставаясь вариациями одного механизма.
И наконец отдельно стоит сознание человека, как особая форма самоорганизации. Именно ее мы с Вами разбираем сегодня и в следующих лекциях.  
Итак, чтобы дальше развивать объектные отношения и ввести причинно-следственные связи как единицу информации о мире и собственном состоянии, необходима ещё одна петля — более медленная, нормативная, которая сможет разводить аффективные импульсы инстинктов, эмоций и чувств еще дальше по времени.
Такая система должна взвешивать общую стоимость и переоценивать отношение уже к объектам. Именно здесь и начинается человеческая траектория: когда поверх чувств появляется механизм, способный перестраивать их ради устойчивости целого и сохранять память уже о причинно-следственных связях. По сути, сознание человека это уже память о взаимодействии объектов.
УСЛОВИЯ ДЛЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СОЗНАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Сложность в том, что причинно-следственные связи должны стать не просто стимулом, а устойчивой единицей информации для самой системы. Для этого сеть должна научиться узнавать их при измененияи условий.
Животные на это не способны. Например, после обучения доставать еду длинной палочкой многие капуцины и макаки при смене набора выбирают «инструмент по внешности». Они не видят общее правило «длина важнее цвета». То есть правило причинности не фиксируется, действие привязано к конкретным палочкам и при замене стимулов обобщение не происходит.
Во-вторых, необходимо также связать причинно-следственные связи с возможностями. Какими действиями их можно реализовывать, а когда избегать или обходить. Мы с Вами помним из 7 лекции, что, например, эмоция отвращения возникла, как ограничивающее правило для интереса пробовать новое.
В экспериментах, когда есть две верёвки: одна из который тянет платформу с едой, а другая визуально похожа, но обрушивает платформу, капуцины или макаки часто выбирают веревку по ближайшему признаку. Например, если она ближе к еде, ярче или привычней. Они не увязывают, что именно их выбор запускает причину потери. Правило «эту верёвку дёрнешь и тогда платформа упадёт» схватывается медленно и плохо переносится на новые варианты. Например, если платформа теперь будет подниматься вверх.
Поэтому нейронной сети нужно привязать к причинно-следственным связям память «что–где–когда» — чтобы эти связи имели историю. Как-то должны сохраняться примеры пользы или угрозы, чтобы подключить к ней нейромодуляцию. И тогда эта память станет основой для прогнозов по типу «если действие X, то вероятно результат Y».
На уровне животных нет нейромодуляторных правил амбивалентности. В прошлых лекциях мы с Вами уже обсудили, что поведение соплеменника или партнера динамически перенастраивает отношение к нему через дофамин и кортизол. Доброжелательность ее подкрепляет, а агрессия — постепенно гасит. Так у животных со временем происходи переключение оценки по факту действий партнёра. Это означает, что они отличают объекты, но не могут выделить их из текущей ситуации.
И это очень важный момент, амбивалентность, это не просто психологическое свойство. Хотя оно было выявлено именно в психиатрии на патологиях. Это нейромедиаторное правило, которое должно позволить сохранить отношение к объекту, не привязываясь к ситуации.
Примат может изменить отношение к партнеру через действие нейромедиаторов, но только по простому правилу суммирования. По этим же правилам он меняет отношение и к предметам. Поэтому полезную в одних процессах палку он может забыть только потому, что другой примат несколько раз ею ударит его.
Кроме того, должна быть решена проблема отложенного вознаграждения или долгосрочный прогноз ошибки. Нейромедиаторы должны правильно приписать результат действий спустя длительное время. Без этого причина и следствие распадается на поток впечатлений и не замыкает собственную петлю обратной связи. При чем предыдущие правила инстинктов, эмоций и чувств должны быть сохранены.
И только после выполнения этих условий причино-следственные связи смогут влиять на поведение. Тогда они становятся внутренними правилами для нейронной сети.
Именно их след в памяти у человека смещает внимание, задаёт ожидания или ошибку прогноза, меняет тонус и дыхание через нейромедиаторы и тем самым готовит тело к действию ещё в отсутствие стимула или даже объекта. Мы способны делать это по модели, которую сами можем представить или реконструировать.
Мы с вами помним, что на уровне животных таких связей нет. Инстинкты фиксируют реальные сигналы, эмоции дают воспоминания только уже о случившихся событиях личных или групповых. И чувства тоже сохраняют образы из прошлого. Ни один из этих аффектов не формирует будущее как модель. Хотя они и влияют на его исход. В этом и есть суть замыкания петли обратной связи, исход, должен стать новым входом для новой петли.
Человек в отличии от животных может понимать последствие собственных действий и действий других, менять маршрут, откладывать немедленную реакцию ради будущей выгоды или избегания негативных последствий.
То есть мы способны действовать не по рефлексу, а по модели будущего и различать в ней объекты и ситуации. Различать последствия собственных действий и влияний других или среды.
Именно эта добавленная сложность — сделать причинно-следственные связи устойчивыми, наделить их значением и привязать к действиям и прогнозу — и приводит к замыканию новой соматической петли обратной связи. В этой петле обратной связи каузальность становятся активным регулятором поведения. Она позволяет разделять объекты и ситуацию. И как мы с Вами смогли убедиться, на уровне животных таких нейронных механизмов пока нет.
Причинно-следственные связи (КАУЗАЛЬНОСТЬ) – КАК УСТОЙЧИВый и объективный источник информации о мире. мы отличаемся от животных тем, что способны улавливать, обрабатывать и применять эту информацию
Тем не менее, причинность – это объективно устойчивый источник вариации, который сам по себе присутствует в окружающем мире. Иначе говоря, события могут предсказуемо влиять друг на друга. И значит такая причинность может быть оцифрована.
Сделаем небольшую оговорку, мы сейчас говорим о каузальности, которая не выходит в область квантовой механики. Несмотря на возможное существование ещё неизвестных нам законов, наблюдаемый макромир подчиняется причинным связям.
В нашей теории мы говорим о классической причинности макроуровня, где обычно работают классические описания механики Ньютона, термодинамики и общей теории относительности. Поэтому, всё, что существенно больше атомов и молекул, то есть люди, камни, реки, города, планеты — всё это макроуровень для нашей теории. На этих масштабах наблюдаемый мир феноменологически причинно упорядочен, поэтому мы можем рассуждать о сознании в пределах каузальности.
Но для нового объекта или сигнала нужна новая переменная состояния, по которой можно измерять и сравнивать. При этом должны быть каналы считывания и записи этой переменной. Например, рецепторы, механизмы внимания или памяти, плюс должен появиться способ исполнения, способный на действие в ответ на влияние этой переменной.
Она должна быть устойчивой, чтобы появилось разделение временных масштабов. Кроме того, новая петля должна работать или медленнее, или быстрее старой, не разрушая её, чтобы замкнуться через прогноз или его ошибку.
Автомобиль отличается от самолёта не составом деталей, а иной организацией воздействующих сил. Самолёт использует аэродинамику как часть работы системы. И именно поэтому возникает режим, который использует поток воздуха как подъёмную силу. Можно поставить на автомобиль сколько угодно мощный двигатель, но без соответствующей формы кузова он не взлетит. Именно структура связей и форма даёт доступ к другим законам и, как следствие, к принципиально иному типу движения.
Самолёт можно использовать как машину, пусть грубо и неуклюже, потому что он включает всё то, что нужно для движения по земле. А вот машину как самолёт использовать нельзя. Её организация не «подключает» аэродинамику.
Поэтому мы можем наблюдать у животных отдельные свойства, присущие нам, но это не делает животных сознательными. У них нет механизма использования причинно-следственных связей в качестве источника информации о мире.
Итак, сознание не “рождается” из мозга: это эмерджентное свойство связей, возникающих в совокупности изменений конструкции тела и отношений в группе. И именно они порождают способность человека использовать причинно-следственные связи. Поэтому, изменения в групповом контуре важны не меньше количества нейронов.
ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПЕТЛИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ НЕОБХОДИМ МЕХАНИЗМ ОБУЧЕНИЯ, КОТОРЫЙ «ЗАМЫКАЕТ» петлю, настраивая её параметры по результату, чтобы она стала устойчивой, полезной и адаптивной.
Для рождения новой петли необходим механизм обучения. То есть правило пластичности и ресурс для закрепления — нейромодуляторы, повторение, подкрепление. Пластичность может быть биохимической, синаптической или нормативной. Так система задаёт диапазоны допустимых норм, в пределах которых она остаётся устойчивой.
Иначе говоря, у любой петли обратной связи есть рабочие пределы. Например, мы считаем нормой температуру тела примерно 35–37 °C, ниже и выше этого предела телесная регуляция теряет свою устойчивость.
Подобным образом задаются рабочие коридоры для возбуждения и торможения, уровня дофамина, кортизола или «социальной дистанции». Обучение — необходимая подстройка под эти коридоры, чтобы ошибка снижалась и петля закреплялась.
Поэтому необходимы ресурсы и время для повторения и подкрепления. Без них новый порядок не станет устойчивой структурой и останется разовым всплеском.
Мы уже говорили, что детство возникает у видов с пластичным мозгом именно для обучения нейронной сети. И оно заканчивается ровно тогда, когда система обучается всем переменным элементам, которые использует во взрослом возрасте.
В защищённый период нейронная сеть многократно пробует и закрепляет варианты действия, настраивая вариативность без критических рисков. Так повторение, подкрепление и нейромодуляция переводят единичные реакции в устойчивую петлю. Включены стабилизаторы (отрицательная обратная связь) и поисковые усилители (положительная обратная), чтобы петля не сорвалась в хаос.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ЭВОЛЮЦИИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
Кроме того, у новой петли должна быть функциональная выгода. Она должна снижать суммарную ошибку и её стоимость по сравнению со старой архитектурой. И только тогда такая петля закрепится эволюционным отбором.
Вы уже наверняка поняли, что в Теории времени и сознания классический дарвиновский эволюционный отбор рассматривается в термодинамическом контексте Ильи Романовича Пригожина.
Эволюция в нашем понимании – это не просто изменение популяций под внешним давлением среды, а самоорганизация живых организмов. Пока внутренние регуляторные петли справляются с внутренними противоречиями, виды могут сохраняться миллионы лет без заметных изменений. То есть мы говорим о том, что виды меняются по мере собственного усложнения, а не только под давлением среды.
Именно поэтому мы не можем уловить след сознания только в нейронной архитектуре. Это процесс затрагивает как среду, так и внутренние накопившиеся противоречия. То есть система меняется не только потому, что адаптируется, как в классическом дарвинизме, а еще и потому, что должна устранить свои собственные внутренние противоречия.
Тогда эволюционный смысл сознания, который непонятен с точки зрения приспособленности, становится понятным с точки зрения термодинамики открытых систем. В системах со временем накапливается внутренняя сложность, которая требует новой самоорганизации.
Теперь посмотрим еще один важный момент. Чтобы замкнулась новая регуляторная петля, не обязательно должен появится новый орган, важнее связи между ее элементами.
Нейронная сеть принципиально не поменялась с момента возникновения диффузной нейронной сети. Базовый принцип «собрать сигнал → перевести в нейрохимию → сопоставить с шаблонами → запустить через нейрохимию действие» сохраняется от самых простых нервных систем до высших животных.
По пути от диффузных сетей к центральной нервной системе возникли качественные новшества: централизованные узлы и петли выбора действия (базальные ганглии), таламокортикальные контуры и слоистая кора, длинные ассоциативные тракты, рабочая память и языковые сети, ритмы и межчастотная синхронизация, «офлайн-симуляция». Они не отменяют общий принцип работы, но радикально расширяют его возможности, появляются феноменальный опыт, переживания боли и удовольствия, длительные временные горизонты и так далее.
И мы с вами в последних лекциях проследили, что каждый качественный скачок и переход на новый уровень восприятия опирается на пластичность нейронной сети. По мере эволюции детёныши рождаются всё более незрелыми, оставляя значительную часть настройки структур головного мозга на постнатальный опыт. При этом всё большая доля формирования ассоциативных сети и миелинизации нейронных связей переносится в постантальный период.
То есть освобождение от жестких биологических программ у животных происходит тогда, когда группа способна «оплатить» нейронной сети время на обучение — на прогнозы и на ошибки без немедленной цены выживания.
По мере роста этого окна безопасности поведение животных сдвигается. От автоматического поведения к инстинктам. А это уже контекстно-настраиваемые моторные схемы.
От инстинктов к эмоциям, то есть оценке ситуации с учётом опыта. И далее, к чувствам — устойчивым объектным отношениям, которые удерживаются во времени, могут переоцениваться и формируют возможность для инструментальных операций.
То есть приматы, с линией которой мы разделились примерно 6 или 7 миллионов лет назад уже имели способность устойчиво сохранять значимые объекты в нейронной сети.
Подробно тему объектных отношений мы разберём в третьем блоке курса.
А в следующем видео посмотрим, как эволюционная линия Homo sapiens сумела преодолеть ограничения нейронной сети, унаследованные в ходе эволюции.
Спасибо, что досмотрели до конца! Ссылку на наш телеграм Теории времени и сознания Вы можете найти на нашем сайте. До встречи в следующем выпуске!