Лекция 13. сОЗНАНИЕ. ВРЕМЯ. ИНФОРМАЦИЯ. гОРИЗОНТ СОКРАЩЕНИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Лекция 13.СОЗНАНИЕ. ВРЕМЯ. ИНФОРМАЦИЯ. ГОРИЗОНТ СОКРАЩЕНИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
В 13 лекции авторы ТВС рассматривают эволюцию сознания как наращивание и уплотнение информационных потоков — от автокаталитических РНК и клеточных мембран до нейронных сетей и человеческого «Я».
Базовый принцип направленности «к/от» по градиентам значимости сохраняется на всех уровнях организации жизни, а эмерджентные свойства возникают по мере увеличения пропускной способности систем и усложнения обратных связей.
Ключевое различение — два аспекта времени: объективное физическое (ритмы, задержки, иерархия петель) и «информационное» — горизонт устранения неопределённости, то есть как долго факт остаётся полезным без перезаписи.
Лекция показывает, как долимбическая, лимбическая и неокортикальная петли обратных связей животных по-разному организуют память, прогноз и действие, почему непрерывность опыта не сводится к «моментальным вспышкам», и зачем нам не квантовые, а классические временные константы мозга.
В итоге ТВС определяет сознание как устойчивый неравновесный режим, минимизирующий неопределённость на максимально возможном горизонте устранения неопределенности и связывающий причину с действием, формируя в человека модель будущего.
Видео Лекции 13 готовится и скоро будет доступно на сайте
Здравствуйте!
Сегодня мы продолжим разговор о сознании и поговорим о том, как время влияет на его формирование и об аспектах времени.
Эмерджентные или новые свойства у системы появляются на каждом новом уровне самоорганизации тогда, когда она начинает пропускать и структурировать больший поток энергии, вещества и информации. При этом возрастает производство энтропии во внешнюю среду и разнообразие внутренних состояний, что создаёт базу для следующего бифуркационного перехода.
Переход от РНК к мембране создал физические границы и позволил клетке удерживать и настраивать химические градиенты, а значит — запускать, усиливать и стабилизировать собственные автокаталитические циклы.
Автокаталитическими называют химические реакции, которые ускоряются продуктом этой же реакции, действующим как катализатор. Это означает, что по мере образования продукта он сам начинает ускорять процесс своего образования. 
Тело клетки (1) формирует условия для таких процессов — мембрана и компартменты задают границы, а насосы поддерживают градиенты; (2) является материальным носителем, и хранителем вещества для реакций, а ферменты, каналы, моторные белки, цитоскелет образуют и поддерживают работающую сеть; (3) позволяет направленно распределять РНК и синтезировать белки «в нужном месте».
Сами по себе химические реакции не задают движению направленности, но в неравновесном режиме клетка поляризуется, а цитоскелет с моторными белками (актин/миозин, микротрубочки с кинезином/динеином) переводят энергию реакций в толчки и тягу — так возникает направленное движение в физическом пространстве, но только зависимо от градиента “к” или “от” элементов среды.
Можно было бы сказать, что это только на клеточном уровне, но на самом деле на всех уровнях эволюции живых организмов базовый принцип — движение «к» и «от» по градиентам значимости, сохраняется вплоть до человеческого уровня. Меняются носитель информации и мощность обработки.
У одноклеточных движение инициируется прямым химическим контактом, хемотаксисом. У животных с нервной тканью уже появляются множество сенсоров (химических, механических, зрительных, слуховых), телесные карты в реальном времени, а память нейронных сетей превращает опыт в «веса», которые задают, куда тянуться, а чего избегать.
У человека работает тот же алгоритм, только сознание добавляет к нему причинность, которая кодируется в нашем языке: благодаря этому коду мы строим внутренние модели мира, предсказываем последствия, сопоставляем ожидаемую пользу и цену и следуем по «когнитивным градиентам» (ценности/вознаграждения) — иногда даже идём против ближайшего градиента ради долгосрочной цели.
Это важный элемент нашей Теории, потому что он связывает физико-химическую динамику с квалиа и субъективным опытом. На всех уровнях — от клетки до человека — работает один и тот же принцип направленности «к» и «от», основанный на общих физических и химических законах; меняются лишь носители информации, объём обработки и сложность механизмов реализации.
Время, информация и устранение неопределенности
Теория времени и сознания рассматривает бифуркационные переходы и отталкивается от порога РНК/ДНК. Именно здесь молекулы впервые получают способность сохранять информацию о своей собственной конфигурации посредством репликации и репарации. По-сути, каждая копия «помнит» форму предшественницы и стремится восстановить её при повреждении.
С этого момента возникает операционное время — последовательность изменений, необходимых системе, чтобы вернуть себя к исходному информационному состоянию или передать его дальше. Замыкаются первые петли обратной связи измерение – оценка – действие – измерение. Всё, что происходит дальше — метаболизм клетки, электрический импульс нейрона, синхронизация корковых ансамблей и, наконец, человеческая рефлексия — это лишь эмерджентные этажи той же самой, единожды запущенной неравновесной системы. Чуть позже сегодня мы к этому еще вернемся.
Поэтому Теория времени и сознания берет именно эволюцию информационных потоков (а не энергию или вещество) за основу рассмотрения возникновения человеческого сознания. Это связано с тем, что на протяжении всей эволюции живых существ законы обмена энергией и веществом инвариантны.
Информации нужен материальный носитель, и на любые операции с ней тратится энергия. Но в теме сознания именно информационные потоки — главная переменная.
Электроны подчиняются тем же законам, например, Шрёдингера, электростатики и в бактерии, и в коре мозга и в процессоре ноутбука. Энергия лишь меняет носители и «преобразователи»: химическая энергия может превращаться в электрическую, электрическая — в механическую, механическая — в тепловую В клетке это делают насосы и моторные белки, в мозге — ионные каналы и нейроны, в электронике — транзисторы. На всех уровнях действуют одни и те же принципы: энергия и заряд сохраняются, потоки идут по градиентам, а часть энергии неизбежно рассеивается в тепло, соблюдается второй закон термодинамики. Близко к равновесию ответы системы линейны и симметричны («чуть толкнул — чуть потекло»); далеко от равновесия связи становятся нелинейными: появляются пороги, насыщение, самоорганизация.
Потоки вещества тоже описываются общими уравнениями диффузии, гидродинамики и химической кинетики на всех уровнях организации живых организмов.
Энергия и вещество остаются константами вычислений нейронной сети, делающие физическое поведение системы предсказуемым и объяснимым, а внутренний мир человека — индивидуальным, но объективным.
В других областях, например в генетике или анатомии, акценты могут смещаться: там перераспределение вещества и энергии, структурные формы и морфология могут иметь первостепенное значение. Однако применительно к сознанию решающим является не столько количество переданной энергии, а форма, направленность и организационная структура информационных потоков.
Сами по себе энергия и вещество не обеспечивают сохранение предыдущих состояний системы и не создают собственную историю; они — материал, среда и условия реализации, но не механизм историчности.
История же возникает именно на уровне организации информационных потоков, она проявляется в способах, которыми система удерживает и преобразует следы прошлого. Эту роль играют рекуррентные контуры, синаптическая и структурная пластичность, контекстно-зависимые режимы возбуждения и гистерезис — всё то, что позволяет прежним состояниям системы не исчезать бесследно, а накапливаться, интегрироваться во времени и тем самым изменять будущие траектории.
Информация формирует непрерывную линию наследования: однажды возникшая последовательность нуклеотидов копируется, исправляется и отбирается. ДНК считывается и переписывается в РНК, а РНК служит матрицей для сборки белка. Те же правила сохранения и передачи различий «передаются» в паттерны синаптических связей и импульсных кодов. Письменность, алгоритмы, законы, мифы — всё это информационные структуры, которые уже не зависят напрямую от химии, но наследуют принцип «сохранять структуру во времени».
Информация поэтому становится сквозным принципом самоорганизации живых организмов: её можно переписать с ДНК на белок, с нейронов на речь, с речи на текст — не нарушая законов энергии и вещества, но создавая новые уровни такой самоорганизации.
Без механизмов сохранения различий время оставалось бы чистым распадом. С их появлением возникает субъектная перспектива — «было», «есть», «будет». Управление потоками энергии и вещества делегируется информационным структурам.
Геном задаёт, какие белки и ферменты синтезируются и когда, — те, в свою очередь, открывают каналы для ионов и тогда информация материализована в ДНК/РНК. Нейронная сеть определяет, когда задействовать мышцы и сколько глюкозы сжечь, соответственно информация закрепляется в синаптических контурах как память. Культура задаёт, какие технологии строить — добывать нефть или собирать солнечную энергию. И тогда информация фиксируется в символических системах на материальных носителях.
Таким образом, одни и те же физические ресурсы перераспределяются по-разному в зависимости от плана, записанного в информационных кодах.
Второй закон термодинамики делает возможной энтропийную стрелу времени: в изолированных системах энтропия растёт и потому различение направления от «прошлого» к «будущему» становится физически осмысленным.
Живые системы при этом остаются открыты: они поддерживают локальные структуры и коды, понижая собственную энтропию ценой экспорта беспорядка во внешнюю среду и рассеяния свободной энергии.
Таким образом, эволюция сознания — это наращивание механизмов сохранения и преобразования информации на фоне неизменного глобального роста энтропии. Мы с Вами проследили эту эволюцию от химии клетки до сознания человека.
Иначе говоря, траектория от РНК к нейронным сетям и далее к сознанию — последовательность ступеней временной организации различий, поддерживающих оптимальную (а не минимальную) неопределённость информационного потока, чтобы превращать энергию в целенаправленное действие.
Так, жизнь формирует локальные островки сохранённой и переработанной информации, но никогда не нарушает общего хода энтропии, а лишь использует его как фундаментальный ориентир времени.
ВРЕМЯ – КАК НОВОЕ ПРАВИЛО СОГЛАСОВАНИЯ ПОТОКОВ ВЕЩЕСТВА, ИНФОРМАЦИИ И ЭНЕРГИИ И ПЕРЕХОД ОТ ОСОЗНАННОСТИ ЖИВОТНЫХ К СОЗНАНИЮ ЧЕЛОВЕКА
Большинство современных теорий сознания обходят стороной ключевую проблему времени. Они описывают, как мозг интегрирует и обрабатывает информацию в конкретный момент, но не объясняют, как эти мгновения соединяются в единый поток опыта – почему человек ощущает себя тем же, кем был минуту назад.
Это создаёт разрыв между описанием нейронных процессов «здесь и сейчас» и субъективной целостностью переживания, которая всегда разворачивается во времени. Время в таких моделях часто рассматривается как внешний параметр, фон, а не как неотъемлемый элемент самого механизма сознания. Поэтому они описывают корреляты и функции сознания, но не раскрывают, как формируется непрерывный субъективный опыт.  
Некоторые современные модели сознания лишь упоминают время через параметры окон интеграции или частоты осцилляций. Они описывают, как информация оказывается «в сознании» в данный момент, но не объясняют, каким образом дискретные нейронные события сшиваются в непрерывный поток переживания. В результате вопрос о механизме временной целостности опыта остаётся открытым.
Теория глобального рабочего пространства (GNW) вводит понятие «вспышки» (ignition) и удержания информации, но не раскрывает, как последовательность вспышек сливается в бесшовный поток «я».
Теория предективного кодирования (Predictive coding) задаёт иерархию временных констант, однако непрерывность опыта выводит лишь опосредованно – как побочный продукт минимизации ошибки, оставляя феномен «одного и того же Я» открытым.
Теория интегрированной информации (IIT) формально безвременна: Φ\PhiΦ считается на статических конфигурациях сети; переход от одного состояния к другому в феноменологию не входит.
Рекуррентные и динамические подходы (recurrent processing, neural synchrony) выделяют «скользящее окно» интеграции ~100–300 мс, но границу между соседними окнами феноменологически не описывают.
Ни одна из этих теорий или других существующих теорий пока не даёт общепризнанного механистического ответа, почему ощущение личной непрерывности возникает из дискретных нейронных событий. И проблема сшивания мгновений во «временную ткань» остаётся нерешённой.
Теория времени и сознания, напротив, утверждает: информация и время — две взаимные стороны одного-единственного процесса — изменения, которое является ключевым для живых организмов.
Сознание человека появляется, когда будущие исходы начинают накапливаться и становятся самостоятельным типом данных. Причинно-следственная связь – становится единицей временной модели мира.
Но, перед, тем как обсуждать роль времени, уточним рамку: мы не привлекаем квантовые эффекты, для сознания решающими оказываются классические временные константы и скорости: латентности сенсорной трансдукции, синаптические и аксональные задержки, константы интеграции и затухания, частотные полосы нейромодуляции, рефрактерности, окна мультимодальной «склейки». Именно эти параметры определяют процессы сохранения информации, прогноз и координацию — то есть операциональный или «временны́й профиль» сознания.
Мы признаём, что «время» как таковое — многомерное и до конца не раскрытое понятие, но в нашей модели оно вводится как эффективная величина управления: набор взаимосвязанных временных шкал и скоростей протекания физических процессов, достаточных, чтобы объяснить возникновение и работу сознания без апелляции к квантовой динамике.
Но нам все-таки необходимо обсудить этот вопрос. Во-первых, из-за теории Роджера Пенроуза (Orch-OR). Она связывает сознание с квантовой объективной редукцией в микротрубочках: коллапс суперпозиции должен происходить по внутренним гравитационным критериям и давать «квантовые вспышки» опыта.
Мы признаём историческую и эвристическую ценность этой идеи, но в нашей рамке она не требуется: те же феномены объясняются через классические неравновесные процессы с иерархией временны́х шкал (нейронные и глиальные динамики, пластичность, ритмы, поведенческие петли). Если когда-нибудь появятся строгие эмпирические признаки квантовой вовлечённости на поведенческом уровне, модель можно расширить, но базовое объяснение не зависит от квантовой динамики.
Во-вторых, потому что «время» и «информация» не до конца определены на уровне фундаментальных физических дисциплин и могу иметь разное содержание. И поэтому мы должны определиться с терминологией, что подразумеваем под временем и информацией в нашей теории.
НУЖНО ЛИ УЧИТЫВАТЬ КВАНТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В РАЗГОВОРЕ О СОЗНАНИИ?
В неживой материи любая молекула, атомная решётка или целый кристалл, столкнувшись с частицами или влиянием среды, утрачивает своё прежнее состояние: упорядоченные детали её микроструктуры переходят в окружение в виде хаотических тепловых колебаний — то есть информация о старой конфигурации рассеивается в шум.
Одновременно само тело принимает новое расположение атомов, новое распределение энергий и тем самым «записывает» свежий набор микросостояний. Так локальный порядок постоянно перераспределяется, а глобально превращается в тепло: старые «записи» стираются, новые возникают, и суммарная энтропия неотвратимо растёт.
Живые организмы, основанные на РНК, принципиально отличаются от неживой материи тем, что стремятся сохранить своё собственное состояние даже в процессе непрерывных взаимодействий с внешним миром.
Каждая молекула РНК несёт определённую последовательность нуклеотидов — структурную информацию. При любом химическом контакте эта информация могла бы исчезнуть так же, как порядок в кристалле, но РНК нашла топологическое решение: она копирует сама себя. Оригинальная молекула служит матрицей, транслируя свой узор нуклеотидов на комплиментарную цепь; прежняя запись стирается в частичных гидролизных разрывах, но её форма уже «переродилась» в реплике.
Так возникла первая автокаталитическая «петля времени-информации». Каждый акт репликации превращает мгновенную цепь в историческую линию: оригинал уходит в прошлое, а структура — то есть информация — продолжает существовать в настоящем и будущем копий, оттягивая систему назад к прежним параметрам.
Репликация локально «сворачивает» стрелу энтропии: вместо того, чтобы раствориться в океане теплового хаоса, порядок молекулы РНК снова и снова восстанавливается за счёт внешней свободной энергии (АТФ, тепловых градиентов, ультрафиолета — что бы ни служило топливом в конкретной первичной среде).
Именно эта циклическая компенсация энтропии — сохранение структуры во времени путём копирования — отделяет живое от неживого. Инертная материя покорно скользит к максимальной неопределённости, каждый раз теряя связи с прошлым, тогда как РНК-система превращает поток изменений во взаимосвязанную пару «время ↔ информация», удерживая собственную идентичность и прокладывая эволюции дорогу от химической автокаталитической сети к геному, клетке, нервной сети и, наконец, к сознанию человека.
На квантовом уровне изменения подчиняются почти обратимым микрозаконам, тогда как на макроуровнях появляется необратимая «стрела» времени.
Наша теория показывает, что, когда формируются устойчивые структуры-носители, начиная с РНК, для описания сознания достаточно работать на этих макроуровнях, не вдаваясь в квантовые детали при каждом шаге.
Квантовые эффекты критически важны: именно они обеспечивают устойчивость атомов, валентных связей и сам факт существования молекул. Однако, как только возникла химия — укрупнённое описание материи в терминах элементов, связей и реакций — она уже включает результаты всех «коллапсов» и суперпозиций.
Законы химии уже включают квантовые эффекты и не требуют каждый раз пересчитывать волновые функции электронов. При переходе к химическому уровню происходит декогеренция: множество когерентных микросценариев усредняется, и на выходе мы имеем устойчивые, статистически надёжные правила — энергии связей, скорости реакций, каталитические константы. Иными словами, квантовые суперпозиции сводятся к стабильным атомам и молекулам, а их свойства можно описывать эффективными химическими параметрами без постоянного обращения к полной квантовой динамике.
Мы пока не знаем точного пути, как из химических реакций самоорганизовалась первая самовоспроизводящаяся РНК-система. Но, это уже следующий наблюдаемый макроуровень (абзац размерности нуклеотиды в нанометрах, время жизни цепи — миллисекунды–часы). На нём действуют понятные нам законы генетики и биохимии, и этого достаточно, чтобы исследовать первые диссипативные контуры сохранения информации.
Здесь появляется новый уровень самоорганизации — генетический, где ключевыми становятся копирование, сохранение и передача информации. После этого шага большинство внутренних химических подробностей динамика РНК описывается уже терминами последовательностей, репликации, мутаций и отбора.
Эти процессы не отменяют химические законы, а формируют надстройку регуляции над ними. Молекулярные машины (полимеразы, хеликаза, лигазы, эпигенетические метил- и ацетилтрансферазы) перенаправляют обычные химические реакции по строго заданным шаблонам последовательностей. Тем самым они усредняют случайные флуктуации, сохраняя и корректируя информацию в нуклеотидных цепях и создают пока лишь частично изученные контуры обратной связи, которые управляют химическими потоками вместо того, чтобы их нарушать.
На следующем уровне возникает нервная ткань и генетически закодированные белки и клетки уже реализованы в конкретные нейроны и синапсы, а дальнейшая организация потоков информации переходит к самой сети. Суммируя тысячи синаптических входов, нейроны формируют динамические паттерны возбуждения и торможения; пластичность синапсов и контуры обратной связи перераспределяют ресурсы, обучаются и адаптируются. То есть геном задаёт «материал» и базовые правила, но оперативное управление потоками сигналов осуществляет самоустроенная нейронная архитектура, переводя генетику в термины нейробиологии, поведения и когниции. Работа крупных ансамблей нейронов обобщает сигнал до поведенческих паттернов, где индивидуальные квантовые отклонения уже неразличимы.
То есть нам не нужно при каждом рассуждении о сознании «спускаться» на квантовый уровень: каждый эмерджентный порог задаёт собственный, достаточный язык описания.
Поэтому при построении теории сознания мы вправе опереться на уровень «информация в РНК/ДНК» без постоянного возврата к суперпозициям или даже к тонкостям органической химии.
Таким образом, Теория времени и сознания сознательно задаёт масштабный «коридор» описания. Мы полагаем, что микротрубочки — как и любые белковые наноструктуры — могут кратковременно удерживать когерентные квантовые состояния даже в тёплой, «шумной» среде мозга. Но эти возмущения последовательно приглушаются каскадом уровней.
Теория времени и сознания рассматривает именно эту эмерджентную иерархию уровней, где каждая ступень «перехватывает» управление своей частью информационной энтропии, не нарушая законов нижнего этажа.
Квантовые феномены таким образом не разрушают макрокартину сознания как процесса регуляции информационной энтропии во времени. Если бы квантовое вмешательство свободно «просачивалось» сквозь все уровни, эмпирические дисциплины — химия, генетика, биология, нейрофизиология, психология — потеряли бы воспроизводимость.
Факт их надёжной предсказуемости служит косвенным подтверждением того, что эмерджентные правила высших этажей достаточно экранируют квантовую тонкость, позволяя строить непротиворечивые науки без постоянного обращения к фундаментальным суперпозициям.
Если квантовый, химический или генетический фундамент однажды уточнится, наши макромодели лишь приобретут детали, но не утратят логической силы: мы опираемся на то, что наблюдаемо и повторяемо — устойчивые правила, проявившиеся после каждого перехода.
Тем не менее будущие открытия в науке и квантовой физике могут пролить свет на глубинные причины того, почему системы уровня РНК/ДНК вообще начинают бороться за сохранение и передачу информации, — и тем самым дополнить, а не опровергнуть, макроописание Теории времени и сознания.
ИНФОРМАЦИЯ, ЭНЕРГИЯ, МАТЕРИЯ И ВРЕМЯ
РНК/ДНК задают долговременный, медленно меняющийся «коридор» устойчивости, а клетка, обмениваясь энергией и информацией с внешней средой, заполняет этот коридор быстрыми, обратимыми процессами. Разница скоростей и необратимость рассеяния энергии превращают непрерывное «сейчас» в упорядоченную последовательность «до — после».
У простейших время сводится к актуальному настоящему: стимул непосредственно и почти мгновенно переходит в реакцию (даже если сами реакции требуют мы здесь говорим об их начале), петли немногочисленны, и их синхронизация не требует сложных внутренних часов.
Тем не менее сама идея времени уже присутствует: сохраняя сведения о прошлой среде, геном вводит задержку между событием и ответом, превращая химико-физические взаимодействия в адаптацию и жизнь. Однако для одноклеточных эта «память» не является осознаваемым хронологическим опытом; их «запоминание» — лишь биохимическая подстройка порогов чувствительности (например, инфузория перестаёт избегать раздражитель после многократных повторений), а не сохранение событий как отдельных точек во времени.
Чем богаче у системы надёжная релевантная память о прошлом, тем меньше ей приходится гадать о настоящем и ближайшем будущем — она действительно сокращает неопределённость, потому что:
  • уже знает, какие закономерности среды повторяются;
  • может проверить входящие сигналы на фоне статистики («было — не было»);
  • может сразу запустить опробованную схему реакции вместо дорогостоящего поиска.
Но это правило работает не безусловно, а при двух оговорках, которые влияют на самоорганизацию систем.
Конфликт является неотъемлемой частью термодинамического неравновесия. Система остается живой именно между распадом и удержанием: она поддерживает порядок, экспортируя энтропию, балансируя встречные силы (приток–отток, рост–затраты, возбуждение–торможение) и непрерывно перенастраивая связки и петли обратной связи. Неравновесие — это не сбой, а рабочий режим: управляемый конфликт, из которого рождаются устойчивость, функция и самоорганизация.
У информации есть цена хранения и использования, а также необходимость в актуализации. И это порождает свой конфликт: экономить ресурсы или обновлять модели мира. Баланс решается так: система остаётся достаточно пластичной, чтобы адаптироваться и не схлопнуться в термодинамическое равновесие, но достаточно жёсткой, чтобы сохранять структуру и функциональные инварианты. Иначе говоря, она поддерживает пластичность без распада и устойчивость без окостенения.
Каждый бит прошлой информации стоит энергии: РНК/ДНК-ремонт, поддержание синапсов, ротация жёстких дисков — всё это постоянный расход, превращающийся в тепло. Чем объёмнее архив, тем выше «плата». Поэтому природе выгодно хранить только то, что повышает шансы выжить и размножиться.
Однако, информация в клетке постоянно «выветривается» — спонтанные мутации, гидролиз, радиация стирают биты генетического кода. Каждый акт копирования цепи, исправлять ошибки, восстанавливать повреждённые основания, подчиняется принципу Ландауэра — за закрепление одного бита приходится платить энергией (АТФ), которая неизбежно рассеивается в тепло. То есть РНК/ДНК остаётся надёжной памятью именно потому, что клетка без остановки тратит энергию на «освежение» её содержимого, оплачивая сохранённый порядок ростом энтропии вовне.
Таким образом, время для клетки выражается в скорости распада информации: каждую секунду тепловые колебания, радикалы и излучение стирают биты генома, и с каждой такой микрослучайностью энтропия делает крошечный шаг вперёд — задавая «стрелу» прошлого → будущего. Чтобы пронести тот же набор инструкций сквозь этот поток, клетка должна постоянно тратить энергию на переписывание и ремонт РНК/ДНК.
Фактически она платит «арендную плату» за каждый бит, за каждую единицу информации, сохраненную во времени. Чем дольше интервал, на который хочется сохранить порядок, тем больше суммарная работа и выделенное тепло, а значит тем ощутимее проявляется термодинамическая стрела времени. Так принцип Ландауэра связывает информационное сохранение и время: энергия и длительность определяют цену сопротивления неизбежному росту энтропии.
Любая запись, будь то ДНК, магнитный домен или всплеск потенциала, хранит след прошлых состояний, позволяя системе «перескочить» через время и использовать старую информацию для текущего момента. Чем дольше надёжна память, тем реже информацию нужно переписывать.
Однако, по мере неизбежных изменений среды любая информация теряет актуальность. Генетические программы обновляются межпоколенно. Чтобы проводить больший поток сигналов без утраты устойчивости, часть репрезентаций становится пластичной и подлежит перезаписи.
Простые поведенческие схемы клеток (таксис, кинезис) обеспечиваются периферическими сенсорными градиентами и локальными сигнальными каскадами; РНК-опосредованные механизмы локальной трансляции и регуляции дополняют это, перераспределяя часть обработки на периферию.
В мозге синаптический прунинг и перенастройка «точности» сигналов через внимание и нейромодуляцию очищают модель от лишнего и усиливают релевантное.
На уровне популяции эволюционный отбор новых мутаций и стратегии типа bet-hedging поддерживают адаптацию к меняющимся условиям. Бет-хеджинг (bet-hedging ) — эволюционная «страховка» на случай непредсказуемых условий: организм или популяция жертвует максимальной средней приспособленностью ради снижения дисперсии успеха между поколениями и повышения геометрического среднего фитнеса. Реализуется как: консервативная стратегия (все фенотипы умеренно «осторожны»), диверсифицированная/полифенотипическая (одновременное производство разных фенотипов: напр., часть семян в спячке, часть — прорастает), и адаптивная (вероятности фенотипов меняются по сигналам среды). Классические примеры — покоящиеся семена растений, «персистеры» бактерий, фазовая вариация у микробов.
Наконец, культура — через социальное «забывание», ревизию норм и смену технологий — пересобирает внешнюю память сообщества. Во всех случаях задача не в полной минимизации неопределённости, а в её регулировании до оптимального диапазона, позволяющего преобразовывать энергию в точное, целенаправленное действие при ограниченных ресурсах.
В иерархии уровней организации каждый следующий уровень принимает на себя остаточную неопределённость и сохраняет пластичность; по мере выработки устойчивых правил эта неопределённость снимается, и следующий контур обратной связи берёт на себя её новую долю.
Чем выше уровень, тем компактнее представления и тем больше допускаемая неточность: реализуется компромисс «скорость/точность» (rate–distortion). Именно такая контролируемая приближённость позволяет пропускать всё более мощные потоки информации без потери функциональной устойчивости.
Отсюда следует обратная зависимость: чем выше пропускная способность системы при заданных ресурсных ограничениях, тем выше допустимая неточность представлений. Это компенсируется экономией времени и энергии на их перезапись и обновление. Система остаётся устойчивой, пока совокупный баланс «полезность информации — стоимость её хранения и актуализации» остаётся положительным.
В этой связи в Теории времени и сознания вводятся два независимых параметра времени — физическое время и время как свойство организации информации. Разведение этих параметров необходимо для описания работы нервной системы, а также принципов хранения и обновления информации.
ДВА АСПЕКТА ВРЕМЕНИ. ОБЪЕКТИВНОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ
Объективное внешнее время – это реальное течение событий во внешнем мире — секунды падения камня, минуты заката, часы суточных колебаний температуры. Каждая петля обратной связи в организме «снимает» свой фрагмент этого потока с собственной задержкой: аксоны оперируют миллисекундами, гормональные контуры — часами, иммунные — днями.
При этом и внешнее время, и время протекания физических процессов во внутренних контурах — это одно и то же физическое время, просто «индексированное» по разным масштабам и задержкам.
В зависимости от того, какая система сейчас доминирует, субъективное восприятие длительности меняется, хотя опорой остаётся общий физический фон.
В этом смысле объективное время — это время экологической системы Земли, под ритмы которой организмы вынужденно подстраиваются: от суточных и сезонных циклов до скорости изменений процессов, требующих согласования внутренних часов с внешними. На этом уровне уже существуют один из первых аспектов времени – циркадные ритмы. Самые первые влияния циркадных ритмов появились ещё у одноклеточных организмов как адаптация к суточному циклу света и тьмы на Земле. Цианобактерии – одни из самых древних фотосинтезирующих организмов – обладали циркадными часами уже около 2,5 миллиардов лет назад. Эти ритмы позволяли им оптимизировать фотосинтез днём (когда есть свет) и сохранять энергию ночью.
Циркадные ритмы давали эволюционное преимущество: организм мог предвосхищать смену условий, а не просто реагировать на них. Это позволяло координировать внутренние процессы (например, метаболизм) с внешними циклами (свет-тьма), повышая выживаемость.
И этот аспект времени сохраняется почти у всех живых организмов без исключения, но они могут зависеть не только от времени суток, это может быть лунные циклы, приливы, сезонные, циклы размножения, пищевые циклы и т.д. Циркадные ритмы регулируют множество процессов живых организмов: сон – бодрствование, выброс гормонов, температуру тела, активность иммунной системы. Циркадные ритмы возникли как древний механизм адаптации к циклам планеты и других живых существа, они закрепились у всех организмов, от бактерий до человека, чтобы оптимально подстраивать внутренние процессы под внешние условия.
Индексация времени – это способность мозга организовывать события по временной шкале, «помечая» каждое событие как относящееся к прошлому, настоящему или будущему. Это не просто осознание факта времени, а нейробиологический процесс, с помощью которого мозг различает порядок событий (что было раньше, что позже), связывает события с контекстом времени суток (утро, вечер), управляет прогнозированием будущих событий.
Мы уже разобрали ключевые основания непрерывности сознания. Во-первых, это необходимость скорости интеграции разномодальных стимулов — света, звука, запаха, тактильных ощущений и пространственных сигналов — в единое целое. Во-вторых, это необходимость компенсировать синаптические задержки и рассинхронизацию между разнородными потоками, возникающие как внутри нервной системы, так и на уровне периферии.
Отсюда следует, что время по разному функционально формирует восприятие у животных с нервной системой: организация петель обратной связи неразделима со временем. Ни один контур не может работать без механизма согласования временных шкал между контурами (выстраивания фаз, окон интеграции и приоритетов обновления).
Третий аспект связан с тем, что нейронная сеть с самого начала функционирует как модель мира. Поэтому необходимо различать элементы непосредственного восприятия и памяти (следов прошлого опыта), а также определять, как они совмещаются во времени для прогнозирования изменения собственного состояния и действия, на основании этого прогноза.
Из этих требований естественно возникает внутренний интервальный тайминг — способность мозга воспринимать и оценивать промежутки времени от секунд и минут до дней, сезонов и лет. Интервальный тайминг обеспечивает согласование модальностей, компенсацию задержек и стыковку восприятия с памятью, поддерживая тем самым непрерывность феноменального опыта.
Однако этот механизм также неоднороден: его регулировка задействует разные отделы мозга и выполняет разные функции у различных животных. Эволюционно первым возникает моторный интервальный тайминг. На долимбическом уровне – то есть ниже гиппокампа и коры – время кодируется не как «лента эпизодов», а как рабочие интервалы, циклы и ритмы, необходимые для поддержания гомеостаза и координации движений в текущем моменте.
  • Миллисекунд-дециcекундные интервалы задаёт сеть стволовых и спинальных CPG: именно она «тактирует» шаговые фазы, частоту взмахов крыльев у насекомых или ритм дыхания.
  • Секундные-минутные отрезки контролирует базальный ганглио-таламический контур, где дофамин регулирует скорость внутреннего «пейсмейкера»: чем выше тонический выброс, тем быстрее субъективный счёт времени, что видно в экспериментальных задачах ожидания награды у рептилий и птиц.
  • Часовые-суточные диапазоны задаёт супрахиазматическое ядро гипоталамуса; его циркадная осцилляция синхронизирует кормление, сон-бодрствование и гормональные пики без участия гиппокампа.
  • Фазовый штамп стресс-вознаграждение формируют миндалина и центральное серое: после сильного дофамин/норадреналинового всплеска их тормозной рефрактерный период определяет, как долго животное «помнит» о поощрении или опасности до следующего срабатывания.
В итоге долимбическая система не строит последовательной «хроники», но обеспечивает точное ритмо- и интервал-тайминг, достаточный для инстинктов, автоматических циклов и суточных режимов основного обмена.
И эта логика частично сохраняется и на высших уровнях организации, когда управление поведением переходит на уровень базальных ганглиев и мозжечка – или их функциональных аналогов у насекомых – субъективное чувство времени почти не вовлекается. Поэтому, например во время действий, доведённых до автоматизма – танца, бега, игры на инструменте, цикличных спортивных движений – возникает ощущение, будто время «растворяется»: моторные цепи точно дозируют интервалы сами, не поднимая их в область осознанного хронометрирования.
Следующий уровень интервального тайминга формируется с развитием элементарного модуля гиппокампа и пространственного восприятия, но и он базово не связан с субъективным ощущением времени. На долимбическом уровне это скорее функция, возникающая одновременно с необходимостью учитывать скорость и расстояние. Такая координация необходима животным, способным быстро передвигаться, – птицам, насекомым, чтобы не сталкиваться с препятствиями и точно управлять движением. Пространственное восприятие в этом случае поддерживает не само ощущение времени, а способность координировать направление и скорость движения относительно внешних ориентиров.
У пчёл, несмотря на отсутствие гиппокампа, его функциональные задачи частично выполняют грибовидные тела. Они интегрируют сенсорную информацию и формируют пространственную память, позволяя пчёлам строить навигационные маршруты и обучаться, что функционально аналогично задачам гиппокампа у позвоночных. При этом такая система достаточно проста, чтобы обеспечивать жизнедеятельность и навигацию в окружающем мире.
После появления более молодых структур мозга, прежние механизмы не исчезают, а продолжают функционировать, интегрируясь в общую систему регуляции.
Например, базальные ганглии, изначально отвечающие за моторный интервальный тайминг, сохраняют эту функцию, но на более поздних этапах эволюции начинают участвовать в оценке временных интервалов, интегрируя моторные и когнитивные сигналы, которые обрабатываются уже в префронтальной коре. Мозжечок, выполняющий роль корректора движений, также продолжает регулировать точность временных оценок, особенно в задачах, связанных с двигательными актами, таких как ритмичные движения или ловля мяча.
Однако, несмотря на это участие, сами по себе базальные ганглии и мозжечок не добавляют временных координат к субъективному восприятию; они не формируют осознанного ощущения времени.
До появления амигдалы жизнь животных остаётся погружённой в бесконечное настоящее. Они способны реагировать на стимулы и запоминать краткосрочные паттерны поведения (например, маршруты у насекомых), однако временная привязка событий в полном смысле отсутствует. Их память функционирует как перезаписывающийся буфер, который помогает выполнять текущие действия, но обновляется или стирается после завершения активности, не сохраняя долгосрочной перспективе контексты прошлых событий. Таким образом, на долимбической уровне животных формируется адаптивное временное поведение, но без полноценных временных конструкций, присущих животным с более развитой нейронной сетью.
Дальнейшее развитие участков мозга (амигдалы, лимбической коры, неокортекса) постепенно расширяет временные горизонты, однако не меняет базовые принципы организации времени. Они интегрирует сигналы от этих субкортикальных систем и включает их в общий когнитивный контекст действия. Таким образом, старые механизмы остаются активными и регулируют свои узкие задачи, но на уровне следующих петель обратной связи, они синхронизируются.
Кстати, этот феномен объясняет, почему человек может удерживать внимание на одной деятельности и одновременно выполнять другую и ощущение времени тоже будет разным. Мы уже разбирали пример с вязанием и просмотром сериала. Если внимание удерживается на вязании, то управление временем и координацией берут на себя субкортикальные системы – мозжечок и базальные ганглии, которые регулируют моторные действия, не вовлекая субъективное восприятие времени. В таком случае сериал, оставаясь на периферии внимания, не запомнится, а ощущение времени исчезнет – мозг просто не фиксирует его течение. Если же внимание сосредоточено на сериале, то восприятие времени включается через корковые зоны – префронтальную кору или миндалину в зависимости от эмоционального содержания. Тогда вязание продолжается автоматически, регулируемое моторными системами, и почти не замечается, а ощущение времени определяется динамикой происходящего в сериале: оно может ускоряться или замедляться в зависимости от сюжета и эмоционального вовлечения.
Каждые последующие отделы мозга, эволюционирующие вместе с развитием животного мира, не разрушают существующую систему восприятия времени и пространства, а надстраиваются над ней, добавляя паузы, расширяя временной горизонт и увеличивая вариативность адаптаций. Это позволяет организму более гибко адаптироваться к изменениям среды, добавляя новые динамические факторы в сумму сил, которые определяют окончательный импульс поведения. Причём этот процесс затрагивает не только нейронные сети, но и гуморальные регуляторные системы, взаимодействуя с социальными, экологическими факторами и биомеханикой конкретного вида.
Кроме того в теории И.Р. Пригожина в неравновесных диссипативных структурах иерархия вложенных обратных связей естественно распределяется по различным временным масштабам: быстрые локальные петли стабилизируют элементарные флуктуации за миллисекунды–секунды, тогда как вышележащие контуры с более длинными характерными временами – от минут до часов и суток – корректируют накопленные отклонения, перестраивая потоки энергии и вещества в масштабе всей системы. Такое расслоение во времени необходимо, чтобы предотвратить «перекрёстные помехи»: каждая петля регулирует свой диапазон частот возмущений и не мешает работе соседних уровней.
Таким образом, можно построить общую карту восприятия времени и пространства, отражающую универсальные закономерности эволюционного развития, однако такая карта требует уточнения для каждого вида, с учётом его экологических особенностей, социальной организации и морфологических ограничений.
Понимание иерархии уровней, начиная от базовых нейронных петель критично для любой модели сознания, потому что оно не позволяет смешивать описания животного «функционирования» и человеческого «переживания», а значит, даёт теоретический инструмент выделить минимальный набор процессов, при котором возникает сознание.
Точно так же, сохраняя чёткое разведение уровней, мы можем объяснять клинические парадоксы: при некоторых психических и неврологических расстройствах (например, тяжелой кортикальной деменции, акинетическом мутизме или глубокой кататонии) сохраняются отдельные модули – рефлекторные реакции, автономная регуляция, даже фрагменты памяти – однако интегративный механизм, «сшивающий» их в феноменальное «я-центр», оказывается разорван, и сознание гаснет. Такой рамочный минимум-максимум позволяет одновременно очерчивать границу человеческой субъективности и уточнять, какие именно сбои ведут к её утрате.
ДВА АСПЕКТА ВРЕМЕНИ. ВРЕМЯ УСТРАНЕНИЯ ГОРИЗОНТА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ – КАК МЕРА ОСОЗНАННОСТИ
Второй аспект времени в вопросах сознания – это горизонт устранения неопределённости. Этот параметр не имеет отношения к циркадным или любым другим физиологическим ритмам; он измеряет, как долго конкретный факт остаётся пригодным без перезаписи.
Если сведения устаревают за секунды (координаты добычи, траектория мяча), их приходится переписывать непрерывно: энергия тратится быстро, а горизонт короток. Если же информация полезна годами (настройка иммунитета или космологическая модель), её можно хранить почти без затрат; горизонт тогда длинный, и допускается даже сосуществование нескольких несовершенных прогнозов. Горизонт устранения неопределённости описывает принцип организации памяти: сколько раз и с какой силой система должна «освежить» данные, чтобы удерживать приемлемую точность.
Таким образом, первый параметр даёт животному точку отсчёта во внешнем мире и внутренних физиологических процессов, второй— меру того, как часто нужно чинить собственную картину этого мира. Их совместное использование позволяет одновременно объяснить и синхронизацию нервных петель, и энергозатраты на поддержание знаний, не смешивая физиологические задержки с логикой информационного обновления.
Гипотеза чётко разводит два вида времени: «физическое», задаваемое объективными событиями внутренней и внешней среды, и время как принцип организации информации - «информационное», зависящее от того, как долго факт остаётся актуальным.
Такое разделение убирает путаницу между задержками нейронных петель и долговечностью памяти, а введённый показатель «горизонт устранения неопределённости» интуитивно объясняет, как часто систему приходится «переписывать» данные.
Модель хорошо сочетается с иерархией временных констант в predictive coding и с идеей «большой/малой петли» в нейрофизиологии, а также не конфликтует с термодинамической «стрелой» времени.
Объективные задержки петель можно измерять с помощью ЭЭГ, МЭГ или нейроваскулярных сигналов и смотреть, коррелируют ли они с субъективным чувством «быстроты» времени. Горизонт проверяем, наблюдая долговременную стабилизацию следов памяти (fMRI, оптогенетика).
Гипотеза делает конкретный прогноз: чем короче горизонт фактов, тем выше средняя мощность метаболизма, необходимая сети. Она также объясняет иллюзию «растяжения времени» при резком росте энергозатрат (стресс, новизна).
Модель принципиально опровержима: если найдутся случаи, где система часто переписывает данные без увеличения локального энергопотребления, или, наоборот, редкое обновление требует ощутимых затрат, гипотеза окажется под сомнением. Главное — иметь количественную метрику «энергия на бит» в живой ткани; иначе любой отрицательный результат можно будет списать на то, что «рассматривали не те биты».
Но главное, горизонт уменьшения неопределенность может дать объяснение феномену сознания человека.
РНК изначально сохраняет информацию о себе, у автокаталитических цепочек единственный «факт», который надо держать в актуальном состоянии, — собственная нуклеотидная последовательность. Горизонт ровно длиной в один цикл репликации (секунды-минуты, пока молекула не гидролизовалась).
Попав внутрь липидного пузырька, РНК получает частичную защиту от гидролиза и УФ-излучения. Всё, что такая цепь «узнаёт» о внешнем мире, по-прежнему приходит косвенно — через случайные мутации. Те варианты последовательности, которые случайно делают пузырёк устойчивее к кислотности, температуре или дефициту ионов, отбираются естественным путём. Горизонт уменьшения неопределённости растягивается уже на поколения пузырьков (часы-дни): информация о полезной мутации переживает гибель исходной молекулы и закрепляется в потомстве.
Когда же эволюция дошла до клеток с ДНК и транскрипционно-трансляционной машиной, каждый внешний сигнал обрабатывался медленным каскадом: рецептор → фосфорилирование → транскрипция гена → синтез мРНК → трансляция белка-двигателя. Этот путь занимал минуты-часы, и именно столько мРНК хранилась, прежде чем расщепиться. Поэтому при каждом новом изменении среды транскрипцию приходилось запускать заново, а горизонт актуальности информации оставался минутно-часовым.
С появлением таксисов — быстро срабатывающих белковых сенсорно-двигательных узлов, вроде бактериального хемотаксиса или светочувствительных каналов одноклеточных — оперативная часть управления движением перешла от гена к уже собранному белковому комплексу. Теперь импульс задаётся мгновенной переброской ионов или фосфатных групп: клетка «чувствует» градиент питательного вещества или свет за миллисекунды и столь же быстро меняет направление. ДНК остаётся лишь чертежом, из которого периодически достраивают или чинят эти рецепторно-двигательные «жгуты»; транскрипция нужна уже не для каждого импульса, а лишь для планового обслуживания схемы.
Так возникла трёхслойная шкала актуальности информации. В самом верхнем, таксисном, слое сведения о том, куда двигаться, устаревают за доли секунды и тут же освежаются самой ионной или фосфатной перестройкой. Ниже лежит слой мРНК и белков: их ресурсы держатся в рабочем состоянии минуты-часы, пока не износятся и не потребуют синтеза новой партии. Ещё глубже, в геноме, хранится долговременный план устройства таксисов; эта информация обновляется лишь на границе поколений.
В результате горизонт устранения неопределённости «растягивается»: мгновенные координаты пищи или света перекрываются быстрыми белковыми ответами, тогда как ДНК обеспечивает стратегическую стабильность, не расходуя энергию на постоянную перезапись. Кинетическая реакция (кинез) запускается, когда организм ощущает нарушение гомеостатического «коридора» – то есть отклонение от внутренней нормы (например, нехватка кислорода, избыток соли, перепад температуры). Это внутреннее нарушение само по себе может быть не направленным (это делает таксис), но вызывает неспецифическую активацию – кинезис.
Клетки, органы и популяции существуют как устойчивые конфигурации протекающих реакций: мембранные насосы, химические циклы или нейронные осцилляции удерживаются именно благодаря тому, что бесперебойно рассеивают свободную энергию – нарушение поток потока ведет к распадению системы. В таком контексте шум генной экспрессии, стохастические спайки или случайные мутации – не просто погрешности измерений, а энтропия, которую система либо гасит, либо, наоборот, разворачивает в новый порядок. У системы, дошедшей до порога бифуркации, есть всего четыре критических исхода:
  1. Сдерживание – отрицательные обратные связи приглушают всплеск, и система остаётся в прежнем режиме, хоть и на грани. Система блокирует рост собственной сложности, например, мусорные и молчащие ДНК у амебы, тогда система может существовать миллионы лет без изменений.
  2. Переход – флуктуации прорываются, складывается новый устойчивый аттрактор.
  3. Хаотическое мерцание – порядок сорван, но новый так и не формируется: система блуждает между режимами.
  4. Коллапс – ресурсов не хватает ни на удержание, ни на перестройку; структура рассыпается и функция исчезает.
Нейрон, только один из вариантов перехода системы точки бифуркации, у растений усложнение пошло по иной траектории: вместо нервной системы они развили химические сигнальные сети, гормональную регуляцию и морфологическую пластичность, что позволило им адаптироваться к избыточности информации без перехода к подвижному образу жизни.
При переходе на принципиальный новый уровень организации информационных потоков в фенотипической линии животных, каждый вновь появляющийся уровень организации возникает не за счёт «перезаписи» нижнего слоя, а через его бережное уплотнение.
Он объединяет уже работающие петли в более крупный модуль, перенаправляет потоки по сформированным «каналам» и лишь тонко перенастраивает коэффициенты обратной связи — то есть осуществляет гейн-контроль, не трогая базовые параметры, на которых сам и опирается.
Мы уже говорили о том, что мозг не «конструирует будущее» наперёд, активное моделирование грядущих событий нарушало бы принцип термодинамической необратимости. Вместо этого нервная система делает другое — повышает чувствительность к реальным стимулам текущего потока энергии и информации:
развивает более органы восприятия (зрение, осязание, слух и т.д.) и внутренние регуляторные цепи, чтобы пропускная способность сенсорного канала росла;
поднимает или опускает пороги срабатывания моторных контуров, фактически выдавая организму «энергию в кредит» лишь тогда, когда вероятность нарушения градиента (гомеостаза) становится достаточно высокой.
Таким образом, мозг прогнозирует не детальное будущее, а риск отклонения от жизненно важного градиента. Его «прогноз» — это динамическая оценка вероятности сбоя, основанная на реальном, а не воображаемом, состоянии мира; при обнаружении роста риска система мгновенно усиливает чувствительность и запускает корректирующее действие.
Таким образом, нейронная сеть обеспечивает ДНК следующее «уплотнение» информации, теперь ДНК сохраняется на уровне популяции и вида. После того как нервная система взяла на себя оперативное управление потоком сигнал → движение, генетический слой оказался освобождён от необходимости постоянно подстраиваться под каждое новое раздражение. Геном закрепляется: мутации, прошедшие отбор, фиксируются в популяции и могут оставаться неизменными миллионы лет. ДНК теперь служит не индивидуальной «памятью тела», а долговременным кодексом вида — фундаментальной библиотекой, определяющей анатомию, базовый метаболизм и репертуар врождённых реакций.
Перечень «перезаписываемой» информации смещается на периферию — в сети моторных и вегетативных паттернов, которые мы называем инстинктами. Инстинкт представляет собой заранее собранный нейронно-мышечный макрос, готовый срабатывать при определённом наборе сенсорных признаков.
Инстинкт не описывает будущее детально, но воплощает движение в ответ на вероятность — на внутренний прогноз того, что жизненный градиент (питание, безопасность, контакт с партнёром) может быть нарушен.
Тем самым геном хранит долговечный список “что считается риском” и поставляет готовые схемы устранения риска, а нервная система вычисляет текущую вероятность этого риска в реальном времени.
Так информационная иерархия снова «сжимается»: глубинный код ДНК стабилизируется на масштабах вида, а переменная часть — быстроменяемые вычисления вероятности отклонения от градиента — выдвигается наружу, туда, где решения должны приниматься за миллисекунды.
Сама нейронная сеть проходит три локальных точки бифуркации, поочередно замыкая долимбическую, лимбическую и неокортекальную петли обратной связи, при чем энтропия на каждом уровне является основанием для самоорганизации следующей петли обратной связи.
Долимбическая (сенсо-моторная) петля обратной связи. Инстинкты – это пространственно-временная модель мира и прогноз вероятности ошибки, которые оценивают, что происходит сейчас (опасно/голодно/время размножаться) и запускают немедленную готовность к действию, поведение становится активным. Энтропия – дополнительная информация, которая продуцируется уже самой сенсомоторной долимбической сетью: память, внимание, способность к обучению, на этом уровне за счет обратной связи и изменения порога срабатывания инстинкта.
То есть горизонт устранения неопределенности еще больше расширяется, информация сжимается до инстинктов, инструкций, что делать если контакт появляется на расстоянии (пространственно-временной прогноз), однако, точность теряется. Инстинкт срабатывает как мгновенная команда на действие, экономя энергию мозга на подсчёте траекторий.
·Лимбическая петля обратной связи. Эмоции – это модель мира, дополненная эмпирическим опытом особи и прогноз вероятности ошибки, которые оценивают текущую ситуацию уже с прошлым опытом и предвосхищают ситуацию (интересно/страшно/радостно), поведение становится проактивным. Энтропия – ощущения, они возникают потому, что симуляция удерживается задолго до срабатывания порога.
То есть горизонт устранения неопределенности еще больше расширяется, информация сжимается до эмоций, инструкций, что делать если контакт прогнозируется из эмпирического опыта, однако, точность теряется еще больше, так как это захват собственного потока информации из памяти о прошлых ситуациях.
·Неокортикальная петля обратной связи. Чувства – это длительная объектно-предметная модуль мира, симуляция и прогноз, в которой неокортекс корректирует эмоциональную и инстинктивную петли. Он задерживает автоматическое действие, если оно социально нежелательно, удерживает напряжение и ищет выход: либо переоценка, либо новая форма реализации эмоции или инстинкта.
То есть горизонт устранения неопределенности еще больше расширяется, информация сжимается до чувств, инструкций, что делать если контакт прогнозируется из прогноза последствий взаимодействия с объектом/предметом, однако, теперь точность теряется еще больше, так как это захват собственного потока информации, памяти и уже объектных отношений. 
Особая форма восприятия животных – осознание, подразумевает память не о себе, а об внешних обстоятельства, сохраняемую фрагментарно или эпизодически. Объем и время сохранения определяются балансом затраты на сохранение и переписывания информации у каждого вида отдельно.
С каждым новым витком петли обратной связи живые организмы обретают всё больше свободы и всё меньше жёсткого биологического детерминизма. Это обеспечивается ростом ёмкости хранения информации, её более плотным кодированием и расширением горизонта сокращения неопределенности.
Временные масштабы также меняются: инстинкты действуют в течение секунд, эмоции – часов, чувства могут разворачиваться днями или даже месяцами, а мысли сопровождают человека на протяжении всей его сознательной жизни.
Однако по мере уплотнения информации возрастает и ответственность за последствия выбора, потому что чем шире горизонт прогнозирования, тем меньшая точность достижения результата и большая вероятность последствий (эффект бабочки).
Таким образом свобода выбора системы прямо пропорциональна уровню ответственности: чем больше у системы вариантов действия, тем больше последствий она обязана учитывать.
И напротив, она обратно пропорциональна степени детерминированности: чем жёстче поведение задано заранее (таксисами, инстинктами), тем меньше свободы и, соответственно, ответственности. Свобода – это не отмена ограничений, а способность оценивать большее количество альтернатив, осознавая, что за действием будет результат.
Таким образом, мы соглашаемся с Р.Пенроузом, что одной классической нейрофизиологии недостаточно, однако, полагаем, что нейронная сеть, все-таки является глобальным вычислительным пространством, но не как самостоятельный механизм, скорее это многоуровневая система отвода информационной энтропии: ДНК задаёт базовый коридор возможностей, нейронная сеть перерабатывает сенсорный поток, а сознание человека выводит интегральный отчёт о необратимо зафиксированных различиях.
И теперь, когда мы рассмотрели петли обратной связи, восстановили эволюционную цепочку изменения восприятия, по сути эволюцию потоков движения, сохранения и уплотнению информации, мы можем понять, что такое личность, человек и сознание.
ВРЕМЯ И СОЗНАНИЕ ЧЕЛОВЕКА – КАК МАКСИМАЛЬНЫЙ ИЗ ИЗВЕСТНЫХ НАМ ПРИЦИПОВ СОКРАЩЕНИЯ ГОРИЗОНТА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Информационная энтропия на уровне эволюции неокортекса – образование долгосрочных нейронных ансамблей, способных удерживать длительные ассоциативные связи во времени и тогда причинно-следственные связи смогли стать самостоятельным выходом и оцениваемой информацией.
Животные действую на краткосрочной, но достоверной информацией, человек способен действовать в условиях приближенной точности в отдаленном будущем. В условиях, когда нет готового шаблона, но требуется удерживать ориентир и создать внутренние рамки для самого неокортекса. Мы уже обсуждали это необходимо сделать, чтобы он не утонул в бесконечном переборе вариантов, а ограничивал вычисления собственными приоритетами, телесными сигналами и социальным контекстом.
Эта способность вывела агентность человека на новый уровень и заложила архитектуру мозга и изменило биомеханику тела человека, подчинив тело частично неокортексу и более древней сенсомоторной дуге одновременно.
Неокортекс выполняет абстрактные вычисления не изолированно, а в составе многоцикловой кортико-стриато-таламо-кортикальной петли. Эта петля соединяет префронтальные поля с базальными ганглиями — древним моторно-мотивационным комплексом, запускающим типовые действия и автоматически их закрепляющим.
У приматов контур стал параллельным и модульным: каждое крупное поле коры — лимбическое, ассоциативное, сенсомоторное — имеет «адресный слот» во входных и выходных ядрах стриатума и паллидума, а затем получает собственный таламический релей обратно в ту же кору.
С эволюцией гомининов префронтальная кора наросла новыми участками, а её проекции всё глубже внедрялись в эти полисинаптические шлюзы — особенно в дорсолатеральную и орбитофронтальную петли, отвечающие за выбор целей, торможение импульса и оценку последствий. Сравнительная морфометрия показывает, что именно ассоциативные зоны, а не первичные моторные поля, росли непропорционально быстро от ранних австралопитеков к Homo sapiens, при том, что базовая слоистая организация оставалась консервативной.
Однако сам объём серого вещества не решал задачи. Чтобы кора получила реальный «рычаг» над автоматическими контурами, ей пришлось наладить двухстороннюю связь с главным выходом базальных ганглиев – внутренним сегментом глобуса паллидуса и компактной частью черной субстанции. Эту связь обеспечила экспансия длинных миелинизированных аксонов слоя V, удлинение дендритов слоя III и рост обратных таламических проекций слоя VI.
Палеонтологию здесь подменяет онтогенез: в человеческом мозге миелинизация фронто-стриальных трактов тянется с детства до середины третьего десятилетия жизни, тогда как у Pan она в основном завершается к четырём–пяти годам. Чем дольше открыто окно миелинизации, тем выше точность и скорость передачи корковых команд на «шлюз торможения» и обратно, а следовательно – тем больше действий оказываются подвластны произвольному контролю.
Семь миллионов лет не ушли на «достройку этажа» абстрактного мышления в мозге; они потребовались, чтобы шаг за шагом встроить этот этаж в древний несущий каркас моторной системы. На ранних стадиях кора могла лишь корректировать траекторию уже запущенного движения; затем научилась вовремя гасить неверный паттерн, и лишь на поздних – инициализировать альтернативный план до старта подкорового каскада.
Именно эта эволюционная «инсталляция» позволила превратить прогнозирование результата в реальный выбор результата: воля стала технической функцией распределения потоков сигнала в базальных ганглиях, а не метафизическим «я хочу».
В итоге неокортекс получил прямой выход к телу, а тело – обратный датчик ошибок в корковую модель. Когда символ или образ активирует фронто-стриальную петлю, он может заблокировать врождённый импульс, запустить новый моторный сценарий и затем сравнить ожидаемый исход с обратной сенсорной лентой. Так мысль научилась материализоваться в движении, а движение – верифицировать мысль; именно на этом инженерном мосту и возникла человеческая способность связывать идею с поступком, абстракцию – с практикой, внутренний план – с реальным миром.
Свободные верхние конечности, конечно, создают биомеханически оптимальную базу для сознания: они дают радиус действия, точность хвата и независимость головы от опоры. Но без глубокой интеграции с неокортексом эта свобода остаётся лишь анатомическим фактом, как у приматов.
Рука-как-инструмент должна быть вписана в сенсорно-моторную карту коры, чтобы каждый палец представлялся в паретальных полях как координата в трёхмерной схеме тела, а в премоторных – как возможная траектория.
Лишь тогда произвольное движение превращается в акт, несущий смысл: жест, письмо, черчение, подбор нужного камня. Неокортекс подключает кисть к памяти и прогнозу, формирует зеркальные представления чужого движения, связывает зрительный образ предмета с моторной программой его использования. Чем теснее эта связь, тем тоньше становится обратная петля: тактильный или зрительный отклик от пальцев мгновенно корректирует импульс в коре, а кора переносит поправку обратно в мышцы ещё до того, как ошибка стала заметна глазу.
Именно поэтому длинная миелинизация фронто-стриальных трактов у человека критична: она повышает скорость и точность этого обмена, позволяя руке подчиняться не только текущему стимулу, но и внутреннему образу результата. В таком контуре рука перестаёт быть просто конечностью и становится внешним процессором мысли – материализует абстракцию в мире, а затем через осязание и зрение возвращает мозгу подтверждение, что замысел стал фактом. Без этой корковой интеграции свобода конечностей так и осталась бы лишней степенью подвижности, не превратившись в носитель письма, счета, искусства и языка жестов.
Но рука – лишь вершина айсберга: произвольное действие возможно только когда весь корпус становится единой сенсорно-моторной сценой для прогнозов в условиях неопределенности. Вертикальная стойка заставляет мозг непрерывно прогнозировать сдвиг центра тяжести, согласовывать работу ступней, голеней, таза, позвоночника и шеи, а затем встраивать в эту динамику тонкую моторику кисти, балансировка тела, человек единственное существо на планете, который так долго учится ходить и держать равновесие, но в результате освоения движений, неокортекс опирается на проприоцептивную карту всего тела; если плечо или поясница теряют контроль, точность пальцев рушится мгновенно. Поэтому сознательное действие – это не только «рука плюс кора», а замкнутый контур от свода стопы до кончиков пальцев, где каждое звено дополняет и калибрует другое, превращая тело в непрерывный физический интерфейс мысли.
Только тогда стало возможно не просто прогнозировать результат, а выбирать его. Так возникла воля как функция координации: не абстрактная «сила», а техническая возможность диктовать глубинным структурам мозга альтернативный исход. Этот процесс – не скачок, а медленный рост связей, миелинизации, перекодировки сигналов. Именно через такой мост неокортекс вошёл в управляющее ядро моторной системы и получил выход к телу. И тогда стало возможным связать мысль с движением, идею с действием, символ с моторным откликом – то есть построить поведение, управляемое не инстинктом, а внутренней моделью.
Таким образом, неокортекс получил возможность влиять на собственные вычисления, замыкая цикл «измерение – оценка/прогноз – действие – обратная связь».
Исходя из всего, что мы разобрали в тринадцати лекциях базового курса нашей теории, сознание человека мы понимаем как высший из известных способов сохранения, уплотнения и целенаправленного использования информации. То есть как режим, который минимизирует неопределённость в потоке времени на максимально возможном горизонте предсказаний. Сознание — это устойчивый неравновесный режим системы «ген, группа, среда, тело-мозг », где множественные временные шкалы согласуются между собой, а информация накапливается, сжимается и избирательно разворачивается для управления действием и выбором направленности «к» и «от».
Теперь, когда мы прояснили смысл времени как набора операционных шкал и информации как ресурса и ограничения, можем дать это определение в явном виде и перейти к обсуждению природы человеческого сознания. В следующей лекции подведём краткий итог и разберём, как именно этот режим формируется, поддерживается и почему остаётся устойчивым на протяжении жизни.
Спасибо за внимание, до встречи в следующем видео.
Made on
Tilda