ДВА АСПЕКТА ВРЕМЕНИ. ВРЕМЯ УСТРАНЕНИЯ ГОРИЗОНТА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ – КАК МЕРА ОСОЗНАННОСТИВторой 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:
- 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.
- Переход – флуктуации прорываются, складывается новый устойчивый аттрактор.
- Хаотическое мерцание – порядок сорван, но новый так и не формируется: система блуждает между режимами.
- 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 НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИИнформационная 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.