все-таки был разработан, и тогда на смену калорическим теориям пришла новая наука термодинамика — этот переворот связан с такими легендарными фигурами, как Людвиг Больцман и лорд Кельвин. В термодинамике температура — это крупномасштабное свойство движения молекул внутри вещества, точнее, средняя кинетическая энергия молекул. Чем быстрее движение, тем выше температура. Под «теплотой» стали понимать энергию, передающуюся в процессе теплообмена между двумя системами, имеющими разную температуру. Важно отметить, что термодинамика не просто установила корреляцию средней кинетической энергии с температурой, а предположила, что именно это и есть температура. Теперь вооруженные новой теорией ученые могли говорить о температуре на поверхности Солнца и даже определить «абсолютный ноль», при котором теоретически прекращается всякое молекулярное движение. Первые температурные шкалы, созданные на основе измерения характеристик определенных веществ (шкалы Цельсия и Фаренгейта), заменили шкалой, базирующейся на основополагающих физических свойствах (шкалой Кельвина, по имени лорда, открывшего законы термодинамики). Физическая основа температуры и теплоты перестала быть загадкой.
Обо всем этом я узнал из книги «Изобретение температуры» (Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress), написанной преподавателем Университетского колледжа Лондона историком Хасок Чаном[41]. До тех пор я не представлял в полной мере, насколько научный прогресс зависит от измерений. История термометрии и ее влияние на наше понимание теплоты — яркий пример того, как возможность проводить подробные количественные измерения на шкале с фиксированными отметками превращает загадочное и таинственное в понятное и объяснимое.
Можно ли применить аналогичный подход к изучению сознания?[42]
* * *
Философы заговаривают порой о гипотетическом «счетчике сознания», который мог бы определять, имеется ли сознание у объекта, будь то другой человек, животное или машина. В 1990-х гг., во времена расцвета теории трудной проблемы, на конференции Дэвид Чалмерс приставил к голове старый фен, показывая, насколько полезен был бы такой прибор-счетчик, если бы он и в самом деле существовал. Наводите счетчик сознания на предмет и считываете результат. И не нужно больше гадать, насколько широк заколдованный круг сознания.
Между тем, как показывает история температуры, ценность измерения заключается не только в том, чтобы дать однозначный ответ о наличии или отсутствии свойства, но и в обеспечении возможности количественных экспериментов, которые могут в перспективе перевернуть научное понимание[43].
Если сознание окажется чем-то вроде температуры, то есть если существует единый основополагающий физический процесс, тождественный «обладанию сознанием», мы совершим гигантский прорыв. Мы не только получим возможность определять «сознательность» того или иного объекта, мы сможем предметно говорить о конкретных «уровнях» и «степенях» сознания, а также о разновидностях сознания, далеко отстоящих от нашего скромного человеческого примера.
Но даже если история сознания будет развиваться иначе — не как с температурой, а, скорее, как с жизнью (что, на мой взгляд, более вероятно), — возможность выполнять точные измерения по-прежнему будет существенным шагом вперед в объяснении, прогнозировании и контролировании природы субъективного опыта. При любом сценарии измерение превращает качественное в количественное, расплывчатое в точное.
Существует и практическая потребность в измерении сознания. Общая анестезия, которой сейчас подвергаются четыре с лишним миллиона пациентов в день[44], призвана погружать человека во временное небытие, не пересекая грань, за которой сон превратится в вечный. Чтобы гарантированно удержаться на этой тонкой грани, очень пригодился бы надежный и точный счетчик сознания, тем более что к анестетику часто добавляют миорелаксанты — вещества, блокирующие нервно-мышечную передачу и вызывающие временную парализацию, чтобы мышечные рефлексы не препятствовали манипуляциям хирургов. И, как мы вскоре убедимся, не менее важно научиться определять, сохраняется ли сознание после серьезных повреждений мозга, при которых пациентам ставят страшные диагнозы «вегетативное состояние» или «состояние минимального сознания».
Собственно, мониторинг сознания по параметрам мозговой деятельности применяется в операционных уже много лет. Самый распространенный метод — мониторинг биспектрального индекса[45]. Подробности метода защищены патентом и не раскрываются, но общий принцип его состоит в том, что на основе ряда электроэнцефалографических (ЭЭГ) показателей выводится постоянно обновляющееся число, на которое и ориентируется анестезиолог во время операции. Идея прекрасная, однако полностью на мониторы биспектрального индекса положиться не получается[46], в том числе и потому, что были прецеденты, когда их показания не совпадали с поведенческими признаками сознания (в частности, пациенты открывали глаза или помнили, что говорили хирурги во время операции). Более глубокая проблема, касающаяся науки о сознании, заключается в том, что за биспектральным индексом не стоит никакая обоснованная теория.
В последние несколько лет начало формироваться новое поколение счетчиков сознания — уже не в операционных, а в нейробиологических лабораториях. В отличие от своих предшественников эти новые инструменты тесно связаны с зарождающимся теоретическим пониманием нейронной основы наличия сознания, и все они уже сейчас демонстрируют практическую ценность.
* * *
Измерять уровень сознания у человека — это совсем не то же самое, что определять, спит он или бодрствует. Уровень сознания не равен физиологической активности центральной нервной системы. И хотя они зачастую тесно коррелируют, сознание (осознанность) и бодрствование (физиологическая активность ЦНС) во многом различаются, отчетливо демонстрируя тем самым, что в их основе не могут находиться одни и те же биологические процессы. Когда вам снятся сны, вы по определению спите, но при этом получаете богатый и разнообразный сознательный опыт. На другом полюсе этой шкалы находятся катастрофические состояния, такие как вегетативное (называемое также синдромом безответного бодрствования), в котором человек по-прежнему проходит циклы сна и бодрствования, но не подает поведенческих признаков осознанности: свет в окнах периодически загорается, но дома никого нет. На схеме ниже показана зависимость между осознанностью и бодрствованием в самых разных условиях — как нормальных, так и патологических.
Чтобы отследить уровень сознания, нам нужно задаться вопросом: что в мозге обусловливает осознанность в противоположность простому бодрствованию? Может быть, все дело просто в числе задействованных нейронов? Судя по всему, нет. В мозжечке («маленький мозг», помещающийся в задней части коры) находится примерно в четыре раза больше нейронов[47], чем во всем остальном мозге, однако в обеспечении осознанности они почти не участвуют. При таком редком заболевании, как недоразвитие мозжечка, человек, у которого мозжечок в результате далек от нормы, все равно может по большому счету вести вполне нормальную жизнь. И конечно, сомневаться в наличии у него сознания не приходится[48].
Может быть, тогда дело в общей степени нейронной активности? Наверное, в сознательном состоянии мозг должен быть более активен, чем в бессознательном? В какой-то мере, пожалуй, да, — но ненамного. И хотя потребление энергии мозгом зависит от уровня сознания[49], разница эта довольно незначительна и мозг точно не прекращает работу,
