homuncul

Сознание есть? А если найду?

Нейробиологи из Кембриджа нашли новый способ убедиться, что человек в сознании – нужно измерить связность работающих сетей в его мозге. Суть исследования: измеряли 91-канальную ЭЭГ у 32-х вегетативных пациентов, а также 26-ти здоровых людей в состоянии бодрствующего покоя. Полученные данные анализировали по нескольким ритмам и амплитудам, смотрели на синхронность колебаний разных точек. Анализ хитрый и затейливый, задача – извлечь из осцилляций топологию сети. Вышло интересное. У здоровых (справа) богатое взаимодействие активных узлов, в том числе далеких друг от друга. У пациентов (слева) активность значительно беднее и ограничена ближайшими узлами.


В первую очередь работа порадует Джулио Тонони (Giulio Tononi) с его Integrated Information Theory (IIT). Он предлагает всего два ключевых критерия сознания: система должна обрабатывать информацию, и эта информация должна интегрироваться в единое целое. Как следствие, любая сложная сеть с разветвленными взаимодействиями узлов может обладать сознанием. Он даже вывел коэффициент Phi, которым готов оценить любой объект на наличие и уровень сознания и написал об этом книгу. Можно представить и так, что в Кембридже проверяли предсказание его теории.

Отчего не спросите, что в центре картинки? В центре сюрприз – те вегетативные пациенты, которые проявили признаки сознания в другом тесте, по методике Оуэна: пациента просят вообразить игру в теннис и одновременно снимают фМРТ головы. По активности мозга можно заключить, смог ли пациент выполнить задание. Поразительная корреляция двух тестов: если сознание заподозрено в ‘поведенческом’ тесте Оуэна, оно же проявляется в топологии сети, походя на сеть здорового человека.

Это приятный результат и для Оуэна, которого с 2006 года критикуют скептики. На этот раз он не участвовал в экспериментах, однако помог в написании статьи. Теперь имеем два независимых критерия, по которым активность мозга вегетативного больного соотносится с активностью здорового мозга. Можно ли это считать явным указанием на присутствие сознания?

Для определенной категории пациентов это насущный вопрос – в первую очередь он касается людей, вышедших из комы. Если больной остается в сознании, он отгорожен от мира стеной, проницаемой в одну сторону. Он может слышать, видеть, осязать и чувствовать. Но не может сообщить о жажде, боли или приснившемся утре на морском берегу. Бывшему редактору журнала Elle France судьба оставила подвижным один глаз: он наморгал им проникновенную книгу «Скафандр и бабочка». Но так везет не каждому. В большинстве случаев тело не подчиняется совсем. И тогда все, чем способен управлять человек – свои мысли.

Но помимо практического выхлопа есть у работы и фундаментальный. Речь о пресловутых NCC, которые не дают покоя нейробиологам и философам сознания. Суть их усилий сводится к поиску параметров, которыми отличаются друг от друга, помимо поведения, человек с сознанием и без. Чтобы можно было измерить и наверняка сказать – сознание есть. Связность сети, как показано в данном исследовании, могло бы выступать таким параметром – во всяком случае это наглядный довод в пользу. Что дает некоторую пищу рассуждениям об устройстве сознания в целом (например, что оно не бинарно).

Оуэн тоже не терял времени. С момента громкой статьи по коммуникации с вегетативным больным ему удалось ‘разговорить’ еще нескольких пациентов. Кроме того, он придумал другой способ проверки сознания, о чем в сентябре 2014-го вышла публикация в PNAS. И этот способ – кино.




Оуэн показал 8-минутный фрагмент здоровым людям и проследил активность их мозга во время просмотра (подробнее). Активность совпала у всех участников – одинаковый опыт вызвал одни и те же реакции. И, что важно, она следовала развитию сюжета. На фМРТ заметно, что самые эмоциональные сцены получили в мозге наибольший отклик, причем в отделах, связанных с анализом и когнитивной деятельностью. Затем кино показали, как вы догадались, двум вегетативным больным. Мозг одного из них – в отличие от второго – во время сеанса работал очень похоже.

Похоже на то, что зритель улавливал смысл происходящего на экране. Выбор фильма был не случаен – короткометражка Хичкока. А он мастер нагнетать напряжение. Скептики должны объяснить, как у бессознательного «овоща» включались нужные зоны мозга в нужные моменты времени, в соответствии с сюжетом и аналогично мозгу здоровых зрителей.

Другая идея Оуэна выглядит еще более странной и совсем уж легкомысленной. Однако, как и с кино, в ней есть свой резон. Он задумал проигрывать через плеер вегетативным пациентам забавные истории. Оуэн выяснил, что в момент восприятия шутки у здоровых людей срабатывает участок в лобной доле мозга. Если человек не уловил юмора, эта область молчит. И хотя можно пропустить шутку, будучи в ясном сознании, ее нельзя понять, когда сознания нет.

Многие считают юмор годным критерием интеллекта. Эффект многих шуток зависит от понимания ситуации, а также от двойного смысла самих фраз и требует небуквального восприятия речи. Оуэн отберет именно такие остроты. Их можно воспринимать на слух, они не займут много времени, их запас велик. Чем не инструмент для поиска сознания.

Chennu S, Finoia P, Kamau E, Allanson J, Williams GB, et al. (2014) Spectral Signatures of Reorganised Brain Networks in Disorders of Consciousness -- PLoS Comput Biol [Full Text]
Сознание есть
Пользователь kvisaz сослался на вашу запись в своей записи «Сознание есть» в контексте: [...] Оригинал взят у в Сознание есть? А если найду? [...]
Спасибо за интересный рассказ! Денис, Вы можете чуть более подробно рассказать про концепции господина Тонони? Мне, в частности, стало интересно, какие Phi-оценки у него получаются для человека, для высших животных и для различных компьютерных сетей (раз уж он говорит про "любые объекты", то и до сетей наверняка добрался).
Конкретные расчеты - нетривиальная задача, поэтому пока все это на уровне досужих разговоров. Концепция Тонони мне всегда казалась полной ерундой, поэтому лучше, если вы почитаете по ссылкам. Я серьезно не могу это изложить.
Чем не инструмент для поиска сознания.

Как то такое режет ухо. Может тут точнее было бы «для поиска работы сознания», ведь тема есть про то человек в сознании или нет.
пока нет данных по картине связей в состоянии(-ях) сна/ прочих бессознательных состояниях неповрежденного мозга (я, к примеру, в данном посте не увидел, хотя быть может проблема в том, что читал на данный момент по диагонали), то это не про сознание, а про "[правильно(tm)] работающий/ недостаточно поврежденный мозг" вообще-то.
Еще бы сюда контрольную группу депрессивных больных. Риск, что пациент в сознании, но обездвиженный, будет иметь депрессию - не маленький. И как в таком состоянии его мозг будет реагировать на шутки, да и на эмоциональные стимулы - еще вопрос.
Развитие искуственного "интеллекта" продвигается семимильнми шагами. Распознавание образов работает (у меня фотоаппарат находит в кадре лица и на них фокусирует, до 10 лиц запоминает), перевод с языков на языки работает, роботы общаются с людьми внешне осмысленно и много чего еще. НО! все это без никакого сознания. У человека в коме могут под влиянием внешних стимулов запускаться неосознанные программы обработки поступающей информации, ни эта информация, ни результат ее обработки пациентом не осознаются. У здоровых людей в норме реакция на фильмы, слова и сюжеты не требует сознательного напряжения - все происходит само собой. Даже увиденное периферийным зрением обрабатывается и вызывает реакцию в случае необходимости ( "краем глаза" заметил приближающийся автомобиль и отпрыгнул) При этом взгляд был сознательно сфокусирован на чем то другом.
С анекдотами идея интересная, но если подумать...чувство юмора (понимание сути шутки) или есть или нет и никаким сознательным, волевым усилием его ни включить ни выключить. Значит тоже автоматическая, неосознанная реакция?

Очевидный вывод - выводы об обнаружении работы сознания делать рано.
Есть еще одна причина, почему отбирать анекдоты ему придется долгонько. (Но придется. Но долгонько) Буквально на днях обсуждали тут в ЖЖ, а затем с приятелями... выясняется, что смешное для одного народца может быть не смешно для другого, а то, что смешно для другого, может быть не смешно как для первого, так и для третьего. Причем тут недостаточно и идеального знания другого языка. Что-то, конечно, смешно для всех... ПОЧТИ всех. Видимо, весь прошлый культурный пласт персоны задействован.
Сознание есть? А если найду?
Пользователь vlad_kosarev сослался на вашу запись в своей записи «Сознание есть? А если найду?» в контексте: [...] Ссылка на полный текст книги Тонони Phi. Originally posted by at Сознание есть? А если найду? [...]
Музыка "пробуждающая" паркинсоников, кино "определяющее" сознание, шутки - интересно как всё это входит в научный поиск
"коэффициент Phi"
Пользователь waspono сослался на вашу запись в своей записи «"коэффициент Phi"» в контексте: [...] написал об этом книгу. Можно представить и так, что в Кембридже проверяли предсказание его теории. [...]
Надо бы поопределять сознание у всех животных, до которых можно дотянуться. В первую очередь интересно сравнить уровень сознания шимпанзе и обычнго человека.
За визуализацию каши в голове - зачёт.

У здоровых (справа) богатое взаимодействие активных узлов, в том числе далеких друг от друга.

Подозреваю, что у здоровых животных будет примерно то же самое (с поправкой на размер мозга) - т.е. метод выявляет признаки мозговой активности человека, но не сознание как таковое.
На тему сознания недавно видел статью Michael S. A. Graziano (a professor of psychology and neuroscience at Princeton) в The New York Times: Are We Really Conscious?

Вот одно из утверждений автора:

"How does the brain go beyond processing information to become subjectively aware of information? The answer is: It doesn’t."
Со спящими бы еще это проделать. И — в дополнение к пациентам с депрессией — с другими нарушениями. Я бы с интересом посмотрел на результаты для людей аутического спектра.