Введение в психологию: Мозг и сознание

Поразительная гипотеза

Мы начнем курс «Введение в психологию» с обсуждения мозга. Я хочу начать занятие с идеи, которую нобелевский лауреат-биолог Фрэнсис Крик назвал «поразительной гипотезой». Как он пишет, поразительная гипотеза заключается в том, что вы, ваши радости и печали, ваши воспоминания и амбиции, ваше чувство личной идентичности и свободная воля — на самом деле не более чем поведение огромного скопления нервных клеток и связанных с ними молекул. Как могла бы сказать Алиса Льюиса Кэрролла, вы — всего лишь кучка нейронов.

Справедливо назвать это поразительным. Это странный и неестественный взгляд, и я не ожидаю, что люди поверят в него сразу. Открытый вопрос, поверите ли вы в это к концу курса, но я был бы удивлен, если бы многие из вас верили в это сейчас. Большинство не верит. Большинство придерживается другого взгляда. Большинство — дуалисты.

Дуализм

Дуализм — это совершенно иная доктрина. Это доктрина, которую можно найти в каждой религии и в большинстве философских систем на протяжении всей истории. Она была очень явной у Платона. Но самым красноречивым и известным защитником дуализма является философ Рене Декарт.

Декарт прямо задал вопрос: являются ли люди просто физическими машинами, просто физическими вещами? И он ответил: нет. Он согласился, что животные — это машины. Фактически, он назвал их «животными-машинами» и сказал, что нечеловеческие животные — это всего лишь роботы. Но люди — другие. В людях есть двойственность. Как и животные, мы обладаем физическим материальным телом, но, в отличие от животных, то, чем мы являемся, не является физическим. Мы — нематериальные души, которые обладают физическим телом, привязаны к физическим телам. Это известно как дуализм, потому что утверждается, что для людей существуют две отдельные вещи: наше материальное тело и наш нематериальный разум.

Аргументы Декарта в пользу дуализма

Декарт привел два аргумента в пользу дуализма.

Первый аргумент включал наблюдения за человеческими действиями. Декарт жил в довольно развитое время, и в его время существовали роботы — работающие на гидравлике. Декарт гулял по французским королевским садам, которые были устроены как Диснейленд XVII века. Там были персонажи, которые действовали в зависимости от потока воды. Если вы наступали на определенную панель, выскакивал фехтовальщик с мечом. Если вы наступали в другое место, купающаяся красавица пряталась за кустами.

Декарт сказал: «Эти машины реагируют определенным образом на определенные действия. Значит, машины могут делать определенные вещи». Он говорит, что наши тела тоже так работают. Если постучать кого-то по колену, нога выпрыгнет. Возможно, это все, что мы есть. Но Декарт сказал, что этого не может быть, потому что есть вещи, которые люди делают и которые никакая машина никогда не сможет сделать. Люди не ограничены рефлекторными действиями; скорее, люди способны на координированные, творческие, спонтанные действия. Мы можем использовать язык. Иногда мое использование языка может быть рефлекторным: кто-то говорит «Как дела?», а я говорю «Хорошо, а у вас?». Но иногда я могу сказать то, что выберу. А машины, утверждал Декарт, не способны на такой выбор. Следовательно, мы не просто машины.

Второй аргумент довольно известен, и Декарт пришел к нему, используя метод сомнения. Он начал задавать себе вопрос: в чем я могу быть уверен? Он сказал: «Я верю, что есть Бог, но я не могу быть уверен, что Бог есть. Я верю, что живу в богатой стране, но, возможно, меня обманули. Я верю, что у меня были друзья и семья, но, возможно, меня обманывают. Возможно, злой демон обманул меня, заставив думать, что у меня есть опыт, который не реален». Современная версия этого — «Матрица». Идея «Матрицы» построена на декартовских опасениях по поводу злого демона.

Декарт мог сомневаться, что у него есть тело. Он заметил, что безумцы иногда верят, что у них есть лишние конечности, или верят, что они другого размера и формы, чем на самом деле. Декарт сказал: «Откуда я знаю, что я не сумасшедший? Сумасшедшие люди не думают, что они сумасшедшие. Так что тот факт, что я не думаю, что я сумасшедший, не означает, что я не сумасшедший. Откуда я знаю, что я не сплю прямо сейчас?»

Но есть одна вещь, заключил Декарт, в которой он не может сомневаться: он не может сомневаться в том, что он сам мыслит. Это было бы самоопровержением. Декарт использовал метод сомнения, чтобы сказать, что есть нечто действительно отличное в обладании телом — это всегда неопределенно — от обладания разумом. Он использовал этот аргумент как способ поддержки дуализма, поддержки идеи, что тело и разум раздельны. Он заключил: «Я познал, что я — субстанция, вся сущность или природа которой состоит в мышлении, и что для ее существования не нужно никакого места и она не зависит ни от какой материальной вещи. То есть душа, благодаря которой я есть то, что я есть, полностью отлична от тела».

Дуализм в повседневном сознании

Наш дуализм вплетен в наш язык. У нас есть определенный способ говорить о вещах, которыми мы владеем: моя рука, мое сердце, мой ребенок, моя машина. Но мы также распространяем это на мое тело и мой мозг. Мы говорим о владении нашим мозгом так, как будто мы каким-то образом отделены от него.

Наш дуализм проявляется в интуитивных представлениях о личной идентичности. Здравый смысл говорит нам, что человек может оставаться тем же самым человеком, даже если его тело претерпевает радикальные изменения. Лучшие примеры этого — вымышленные. У нас нет проблем с пониманием фильма, где кто-то засыпает подростком, а просыпается уже взрослым человеком. Никто не говорит: «Я полностью концептуально запутан». Скорее, мы следим за историей.

Мы также можем следить за историями, которые включают более глубокие трансформации, например, когда мужчина умирает и возрождается в теле ребенка. Один из великих рассказов прошлого века начинается с фразы Франца Кафки: «Проснувшись однажды утром после беспокойного сна, Грегор Замза обнаружил, что он превратился в своей постели в чудовищное насекомое». Кафка приглашает нас представить пробуждение в теле таракана, и мы можем это сделать.

За сотни лет до Рождества Христова Гомер описал участь спутников Одиссея, которых ведьма превратила в свиней. Она не превратила их в свиней — она сделала кое-что похуже. Она заточила их в тела свиней. У них были голова, голос, щетина и тело свиньи, но их умы остались неизменными. Нас приглашают представить участь обнаружения себя в телах других существ. Если вы можете это представить, это потому, что вы представляете то, чем вы являетесь, как отдельное от тела, в котором вы находитесь.

Мы допускаем представление о том, что многие люди могут занимать одно тело. Это основа некоторых видов буффонады, включая классический фильм «Всё меняется» со Стивом Мартином и Лили Томлин. Многие люди думают, что такое действительно происходит. Один из анализов расстройства множественной личности заключается в том, что у вас есть много людей внутри одного тела, борющихся за контроль. Здравый смысл говорит нам, что внутри одного тела может быть больше одного человека.

Это проявляется в другом контексте, связанном с экзорцизмом. Многие системы верований допускают идею, что поведение людей, особенно их злое или иррациональное поведение, может быть вызвано тем, что что-то другое завладело их телом.

Наконец, большинство людей во всем мире, все религии и большинство людей в большинстве стран в большинстве времен верят, что люди могут пережить уничтожение своего тела. Культуры различаются в зависимости от судьбы тела. Некоторые культуры считают, что тело отправляется в рай или нисходит в ад. Другие считают, что вы занимаете другое тело. Третьи считают, что вы занимаете аморфный мир духов. Их объединяет идея, что то, чем вы являетесь, отделимо от этой физической вещи, которую вы носите с собой.

Эти взгляды особенно распространены в Соединенных Штатах. В одном опросе, проведенном в Чикаго несколько лет назад, людей спрашивали об их религии, а затем спрашивали, что с ними произойдет, когда они умрут. Большинство людей в этой выборке были христианами, и около 96% христиан сказали: «Когда я умру, я отправлюсь на небеса». Часть выборки была еврейской. Иудаизм является религией с менее ясной историей о загробной жизни. Тем не менее, большинство испытуемых, которые идентифицировали себя как евреи, сказали, что когда они умрут, они отправятся на небеса. Некоторые из этой выборки отрицали наличие какой-либо религии вообще. Тем не менее, когда этих людей спросили, что с ними произойдет, когда они умрут, большинство из них ответили: «Я отправлюсь на небеса».

Научный консенсус: дуализм ошибочен

Как указывает Крик, научный консенсус сейчас заключается в том, что дуализм ошибочен. Нет вас, отделимого или отдельного от вашего тела. В частности, нет вас, отдельного от вашего мозга. Как любят выражаться когнитивисты, психологи и нейробиологи, разум — это то, что делает мозг. Разум отражает работу мозга, точно так же, как вычисления отражают работу компьютера.

Почему дуализм отвергается?

Есть несколько причин.

Во-первых, у дуализма всегда были свои проблемы. Это глубоко ненаучная доктрина. Мы, любопытные люди, хотим знать, как дети учат язык, что мы находим привлекательным или непривлекательным, какова основа психических заболеваний. А дуализм просто говорит, что все это нефизично, часть эфира, и, следовательно, не может это объяснить.

Более конкретно, дуалисты, такие как Декарт, изо всех сил пытаются объяснить, как физическое тело соединяется с нематериальной душой. Каков проводник? Как может быть установлена эта связь? Декарт прекрасно знал, что такая связь существует. Ваше тело подчиняется вашим командам. Если вы ударитесь пальцем ноги, вы почувствуете боль. Если вы выпьете алкоголь, это повлияет на ваше рассуждение. Но он мог только разводить руками по поводу того, как эта физическая вещь может соединиться с нематериальным разумом.

Декарт был достаточно разумен, чтобы заключить, что физические объекты не могут делать определенные вещи. Он заключил, что нет никакого способа, чтобы просто физический объект когда-либо мог играть в шахматы, потому что такая способность находится за пределами возможностей физического мира, и, следовательно, вы должны расширить объяснение на нематериальную душу.

Во-вторых, теперь мы знаем, что у нас есть то, что ученые называют «доказательством существования». Мы знаем, что физические объекты могут делать сложные и интересные вещи. Мы знаем, что машины могут играть в шахматы, манипулировать символами, имеют ограниченные возможности заниматься математическими и логическими рассуждениями, распознавать вещи, выполнять различные формы вычислений. Это делает по крайней мере возможным, что мы являемся такими машинами. Вы больше не можете сказать: «Физические вещи просто не могут этого сделать», потому что мы знаем, что физические вещи могут делать многое. Это открывает возможность того, что люди — это физические вещи, в частности, что люди — это их мозг.

В-третьих, есть веские доказательства того, что мозг участвует в психической жизни. Кто-то, придерживающийся дуалистического взгляда, утверждающего, что то, что мы делаем, решаем, думаем и хотим, не имеет ничего общего с физическим миром, был бы смущен тем фактом, что мозг соответствует сложным и запутанным образом нашей психической жизни. Это было известно давно. Философы и психологи знали, что травма головы может изменить ваши умственные способности, что такие болезни, как сифилис, могут сделать вас безумным, что такие химические вещества, как кофеин и алкоголь, могут влиять на ваше мышление.

Новым является то, что теперь мы можем разными способами видеть прямые эффекты психической жизни. У кого-то с серьезной потерей умственных способностей дефицит будет соответственно проявляться в ее мозге. Исследования с использованием методов визуализации, таких как CAT, PET и fMRI, показывают, что разные части мозга активны во время разных аспектов психической жизни. Например, разница между видением слов, слышанием слов, чтением слов и порождением слов может соответствовать различным аспектам того, какая часть вашего мозга активна. В некоторой степени, если мы поместим вас в fMRI-сканер и будем наблюдать, что вы делаете в реальном времени, глядя на паттерны активности в вашем мозге, мы сможем сказать, думаете ли вы о музыке или о сексе, решаете ли вы моральную дилемму или что-то еще. Это неудивительно, если то, чем мы являемся, — это работа нашего физического мозга, но это чрезвычайно трудно объяснить, если вы дуалист.

Мозг: от отвратительного к великому

Научный консенсус состоит в том, что вся психическая жизнь, включая сознание, эмоции, выбор и мораль, являются продуктами мозговой деятельности. Вы ожидаете, что когда вы вскроете череп и посмотрите на мозг, вы увидите что-то великолепное: большую блестящую штуку со стеклянными трубками, ослепительными огнями, искрами и чудесными цветами. А на самом деле мозг просто отвратителен. Он выглядит как старый мясной рулет. Он серый, когда вынимаешь его из головы — его называют серым веществом.

Вопрос в том, как нечто подобное может породить нас? Вы должны испытывать некоторую симпатию к Декарту. Был еще один аргумент, который Декарт мог бы привести, гораздо менее тонкий: «Эта штука, ответственная за свободную волю, любовь и сознание? Нелепо». Цель нейронауки — сделать это менее нелепым, попытаться объяснить, как работает мозг, как мозг может порождать мысль.

Нейроны: основные строительные блоки

Основной единицей мозга является нейрон. Нейрон — это специфический тип клетки. У нейрона есть три основные части:

• Дендриты — маленькие щупальца, которые получают сигналы от других нейронов. Эти сигналы могут быть либо возбуждающими (повышают вероятность того, что нейрон сработает), либо тормозными (понижают вероятность того, что нейрон сработает).
• Тело клетки суммирует это. Возбуждающие сигналы — это плюсы, тормозные — минусы. Если вы получаете определенное количество, нейрон срабатывает.
• Аксон — намного длиннее дендритов. Некоторые аксоны имеют длину в несколько футов. Например, есть аксон, ведущий от вашего спинного мозга к большому пальцу ноги. Вокруг аксона находится миелиновая оболочка — изоляция, которая помогает срабатыванию работать быстрее.

Факты о нейронах

• Их много: около тысячи миллиардов.
• Каждый нейрон может быть соединен с тысячами, возможно, десятками тысяч других нейронов.
• Это чрезвычайно сложное вычислительное устройство.

Типы нейронов

1. Сенсорные нейроны — получают информацию из мира. Например, когда вы видите меня, нейроны в вашей сетчатке срабатывают, посылая сигналы в ваш мозг.
2. Моторные нейроны — если вы решите поднять руку, они говорят мышцам, что делать.
3. Интернейроны — соединяют первые два. В основном, интернейроны выполняют мышление. Они устанавливают связь между ощущением и действием.

Раньше считалось, что нейроны не отрастают. Как только вы их теряете, вы их больше никогда не получаете. На самом деле это неправда. Есть части мозга, в которых нейроны могут отрастать.

Принцип «все или ничего»

Нейрон подобен пистолету. Он либо стреляет, либо нет. Это «все или ничего». Если вы сожмете спусковой крючок пистолета очень сильно и быстро, он не выстрелит быстрее или сильнее, чем если бы вы просто сжали его мягко.

Как нейроны могут быть «все или ничего», когда ощущение очень градуировано? Если кто-то надавит вам на руку, вы сможете заметить степень надавливания. Это не просто «давит или нет». Степени надавливания, степени тепла, степени яркости. Ответ: хотя нейроны работают по принципу «все или ничего», существуют способы кодирования интенсивности:

• Количество срабатывающих нейронов — чем больше нейронов, тем выше интенсивность.
• Частота срабатывания — что-то более интенсивно, если это «бах-бах-бах», чем «бах... бах... бах».

Синапсы и нейротрансмиттеры

Нейроны соединены и общаются друг с другом. Раньше считалось, что они связаны друг с другом. Оказывается, это не так. Нейроны взаимодействуют друг с другом химическим путем.

Между любыми нейронами — между аксоном одного нейрона и дендритом другого — есть крошечный зазор. Зазор может быть около 1 десятитысячной миллиметра в ширину. Этот зазор известен как синапс.

Когда нейрон срабатывает, аксон посылает химические вещества через зазор. Эти химические вещества известны как нейротрансмиттеры, и они воздействуют на дендриты. Нейроны общаются друг с другом химически. Химические вещества могут возбуждать другой нейрон (возбуждающие), повышая шансы, что он сработает, или тормозить другой нейрон.

Агонисты и антагонисты

Большая часть психофармакологии, как медицинской, так и рекреационной, заключается в манипулировании нейротрансмиттерами. Есть два типа:

• Агонисты — увеличивают эффект нейротрансмиттеров, либо производя больше нейротрансмиттеров, либо останавливая очистку нейротрансмиттеров, либо имитируя нейротрансмиттер.
• Антагонисты — замедляют количество нейротрансмиттеров, либо разрушая нейротрансмиттеры, либо затрудняя создание новых, либо блокируя соединение нейротрансмиттеров с дендритом.

Примеры

• Кураре — антагонист. Блокирует воздействие моторных нейронов на мышечные волокна. Это парализует вас, потому что моторные нейроны деактивированы. Поскольку вы дышите с помощью моторных нейронов, вы умираете.
• Алкоголь — тормозной. Это может показаться парадоксальным, потому что когда вы выпьете много алкоголя, вы теряете свои тормоза и становитесь более веселым, агрессивным, сексуально активным. Алкоголь тормозит тормозные части вашего мозга. У вас есть части мозга, в основном в лобных долях, которые говорят: «Держи штаны застегнутыми, никого не бей, не используй плохие слова». Алкоголь отключает эти части мозга. Если вы примете достаточно алкоголя, он затем переходит к торможению возбуждающих частей вашего мозга, и тогда вы падаете на пол и отключаетесь.
• Амфетамины — увеличивают уровень возбуждения. Они увеличивают количество норадреналина, нейротрансмиттера, ответственного за общее возбуждение. Амфетамины включают такие наркотики, как «спид» и кокаин.
• Прозак — работает на серотонине. При депрессии слишком мало нейротрансмиттера, известного как серотонин. Прозак делает серотонин более распространенным и, таким образом, может помочь облегчить депрессию.
• Болезнь Паркинсона — заболевание, включающее разрушение моторного контроля, трудности с движением. Одним из факторов является слишком мало нейротрансмиттера, известного как дофамин. Препарат L-DOPA увеличивает supply дофамина и помогает облегчить симптомы болезни Паркинсона.

Как мозг порождает мысль

Нейроны сгруппированы вместе, срабатывают и общаются друг с другом. Как все это работает, чтобы породить существ, которые могут говорить и думать?

Раньше считалось, что мозг устроен как компьютер, как PC или Mac. Но мы знаем, что это не может быть правдой, потому что есть два способа, которыми мозг отличается.

Устойчивость к повреждениям

Мозг очень устойчив к повреждениям. Если у вас есть ноутбук, и я возьму плоскогубцы и перережу что-нибудь почти в любом месте, ваш ноутбук будет уничтожен. Но мозг более устойчив. Вы можете получить много повреждений мозга и все еще сохранять некоторые психические функции. В мозг встроена некоторая устойчивость к повреждениям, которая позволяет различным частям мозга брать на себя функции, если некоторые части повреждены.

Скорость

Мозг чрезвычайно быстр. Ваш компьютер работает на проводах и электричестве, но ваш мозг использует ткань, а ткань чрезвычайно медленна. Парадокс в том, как создать такой быстрый компьютер из такого медленного материала? Если бы мозг был устроен как персональный компьютер, вам потребовалось бы четыре часа, чтобы узнать лицо. Но на самом деле мы можем делать вещи чрезвычайно быстро.

Параллельная обработка

В отличие от многих коммерчески производимых компьютеров, мозг работает через параллельную обработку — массовую параллельную распределенную обработку. Существует целый ряд исследований, некоторые из которых проводятся на инженерных факультетах и факультетах компьютерных наук, пытаясь выяснить, как компьютер может делать то же, что и мозг. Один из способов — взять подсказку у природы и попытаться построить массово распределенные сети для выполнения аспектов рассуждения.

Существует очень простая вычислительная сеть, которая в некоторой степени похожа на то, как выглядят нейроны. Это часто известно как нейронные сети. Люди, которые изучают это, часто утверждают, что изучают моделирование нейронных сетей, пытаясь построить умные машины, моделируя их по образцу мозга. За последние двадцать лет это была огромная и активная область исследований.

Однако это очень молодая область, и никто не знает, как. Нет еще машины, которая могла бы распознавать лица или понимать предложения на уровне двухлетнего ребенка. Нет машины, которая могла бы делать что-либо из того, что люди могут делать интересным образом. Это отчасти потому, что человеческий мозг устроен чрезвычайно более сложным образом, чем любая простая нейронная сеть.

Что мозг делает

Есть некоторые вещи, для которых вам на самом деле не нужен мозг. Изучение этого часто опиралось на странную методологию, которая практиковалась во Франции, где они обезглавливали людей. После этого психологи бросались к телу безголового человека и проверяли рефлексы. Это довольно жутко, но мы знаем, что есть некоторые вещи, для которых вам не нужен мозг:

• Сосание новорожденного
• Сгибание конечности и отдергивание от боли (ваша конечность отдернется, даже если головы нет)
• Эрекция полового члена
• Рвота