Развивающийся разум. Как отношения и мозг создают нас такими, какие мы есть

Siegel Daniel J.

Термин «критичность», который пришел из области математики сложных систем, имеет некоторые интересные концептуальные и эмпирические совпадения с термином «метастабильность». В личных беседах с исследователем Мортеном Крингельбахом на эту тему мы рассмотрели, как изучение динамики метастабильности и взгляд теории сложности на самоорганизацию и связанное с ней состояние критичности могут накладываться друг на друга.

Пожалуйста, имейте в виду, что в дальнейших обсуждениях мы продолжим использовать устоявшиеся термины «связывания» (нейробиологи используют термин «связь» или «интеграция») и «дифференциации» (в нейробиологии – «специализация» или «сегрегация»). Мы также будем использовать термин «интеграция» для обозначения баланса связывания и дифференциации, лежащего в основе метастабильного состояния мозга и состояния критичности в любой сложной системе.

Учитывая

акцент на нейронные сети внутри коннектома, который делает современная наука, есть ли необходимость знакомиться с индивидуальными, конкретными областями мозга? Не так давно ученые часто задавали вопрос: «Где в мозгу находится та или иная психическая функция?» Раньше казалось, что знание того, где эти функции находятся, имеет определяющее значение. Однако в последнее время мы стали задавать вопрос не столько где, сколько как функции мозга коррелируют с психическими состояниями. Мозг, по-видимому, функционирует, когда глобальные состояния распространяются колебательными волнами по всей его площади. Эти колебания связывают между собой сильно дифференцированные области – фактически часто это целые сети.

Тем не менее знание основ о конкретных участках мозга может быть весьма полезным. Когда некоторые области повреждены или недоразвиты, возникают препятствия для нормального его функционирования. Эти данные полезны для понимания того, как в целом «работает» человек.¹² Блокировка связей может привести к затруднениям в аспекте связывания в сети, а значит, влияет и на функции сети. Кроме того, можно планировать вмешательства, нацеленные на развитие недостаточно дифференцированных областей, чтобы побудить их к росту и создать условия для интеграции в более крупное «целое». Другими словами, мы можем сосредоточиться на дифференциации, когда она затруднена, или на связывании, когда оно «не работает», и намеренно создать более интегрированное состояние мозга. Это состояние является основой для оптимальной самоорганизации, поскольку способно создавать критичность и метастабильность – основу адаптивного функционирования.

Как далее заявляют Тоньоли и Келсо,

нейронные ансамбли колеблются в широком диапазоне частот и бывают временно сгруппированы, когда люди обращают внимание на стимул, воспринимают что-то, думают и действуют. Это динамичный и самоорганизующийся процесс, в котором участки мозга включаются и отключаются в определенных временных рамках. Но как это происходит? Теория координационной динамики предлагает механизм, называемый метастабильностью, – тонкое сочетание интеграции и сегрегации. Склонность областей мозга к выражению индивидуальной автономии и специализированных функций (сегрегация, модульность) сосуществуют со склонностью к объединению и координации в глобальном масштабе для выполнения множества функций (интеграция). Мы обсуждаем теорию и эксперименты на нескольких уровнях, предполагая, что метастабильная динамика лежит в основе координации, необходимой для динамических когнитивных, поведенческих и социальных функций мозга.¹³

Исследования «нейронных коррелятов» сознания, паттернов возбуждения нейронов, связанных с сознанием, показывают, что понимание этой нейронной динамики необходимо для более широкого понимания мозга и разума. Как предполагают Атасой, Деку, Крингельбах и Пирсон, «динамические системы, такие как мозг, расширяют репертуар состояний, когда приближаются к критичности; то есть мы видим переход между порядком и хаосом, нейронный механизм, лежащий также в основе сознательного бодрствования».¹⁴ Далее исследователи отмечают, что эти состояния метастабильности возникают в результате гармонических колебаний внутри коннектома в целом:

Структура элементарных гармонических режимов мозга предлагает объединяющую перспективу и структуру, раскрывающую взаимодействие между различными, казалось бы, не связанными открытиями о нейронных коррелятах сознания. Предлагаемая структура связывает пространственные паттерны нейронной активности не только с временными колебаниями, характерными для активности мозга млекопитающих, но также с анатомией и нейрофизиологией. Таким образом, эта структура выходит за рамки разложения сложных паттернов нейронной активности на элементарные «строительные блоки». Она предлагает фундаментальный принцип, связывающий пространство и время в нейронной динамике через гармонические волны – явление, повсеместно распространенное в природе.¹⁵

Когда мы продвигаемся от одиночных нейронов к кластерам нейронов, а затем и к взаимосвязанным сетям, нужно постоянно помнить: поток энергии и информации проходит через головной мозг и связан со всей нервной системой. Этот телесно воплощенный поток принимает различные формы и колеблется на разных частотах и в определенные моменты создает новые состояния

в разных частях тела. В то же время этот поток может включать обмен энергетическими паттернами вне тела, когда они поступают к нам от других людей и окружающей среды (природы, планеты). Мы связаны с людьми и планетой, не можем существовать отдельно от этих источников энергии и информации. Этот поток энергии не является «метафизическим» в том смысле, что находится за пределами (мета) физического мира. Энергия является фундаментальным аспектом нашей обычной реальности. Поток энергии не ограничен телом. Как вы сейчас читаете этот текст? Световой поток позволяет видеть. Звуковые волны позволяют слышать. Давайте помнить об энергии во всех ее многообразных формах. Энергия является частью нашей Вселенной (существенной частью), это научно установленный аспект реальности, и мы предполагаем, что разум глубоко и фундаментально связан с энергетическим потоком. Этот поток присутствует между нашим телесным «я» и окружающим миром, и он же присутствует внутри тела. Черепная коробка не является непроницаемым барьером для потока энергии. Когда мы рассмотрим, где можно наблюдать этот поток, мы, возможно, сможем начать «видеть» разум более ясно.

Начнем с головы. Мозг – это телесный, физический механизм, через который течет энергия, в том числе называемая «информацией». «Поток» в нашем понимании означает изменение. Энергия в мозге в основном представлена как электрохимический процесс, когда ионы входят и выходят из мембран нейронов во время возбуждения (потенциала действия). Химические вещества – нейрогормоны и нейротрансмиттеры – влияют на функционирование клеток головного мозга. Когда поток электрического заряда потенциала действия достигает конца нейрона, высвобождается химическое вещество, а нейротрансмиттер увеличивает или уменьшает вероятность срабатывания синаптически связанного нижестоящего нейрона. Высвобожденная молекула взаимодействует с рецептором постсинаптического нейрона через химическую энергию, протекающую на этом уровне активации нейрона. Другие химические вещества, омывающие нейрон, также могут влиять на его функционирование. Эта последовательность иллюстрирует, как поток заряда (электрический) и взаимодействие рецептора с нейротрансмиттером (химическое) приводят к потоку электрохимической энергии. Ничего фантастического. Да нет: просто фантастика. Поток энергии.

Когда мы рассматриваем «мозг» и его функции, мы на самом деле имеем в виду «телесно воплощенный мозг» в том смысле, что на энергоинформационный поток, протекающий через коннектом в голове человека, влияют потоки энергии по всему телу, а также информация, которую несут эти потоки. Этот термин, «телесно воплощенный мозг», также напоминает нам о том, что конфигурация взаимосвязанных нейронов, которая перерабатывает энергетический поток в информацию, существует не только в головном мозге. Она связана еще с внутрисердечной и кишечной нервной системой. Такие исследователи, как Антонио Дамасио, предполагают, что кишечник на самом деле является «первым мозгом», а головной мозг появился намного позже в ходе эволюции.¹⁶ Мы также можем использовать термин «социальный мозг», чтобы описать, что электрохимические паттерны в головном мозге в значительной степени формируются нашими межличностными отношениями и сами формируют эти отношения.¹⁷ Давайте просто помнить, что головной мозг воплощен телесно и глубоко связан с отношениями. Его функции формируются энергетическими паттернами, исходящими из отделов нервной системы, расположенных в сердце и кишечнике, из тела в целом и из окружающей среды – от других людей и из природного мира. Именно поэтому мы можем ощущать, что разум – то, чем мы являемся – нечто телесное и тесно связанное с отношениями. Да, в некоторых случаях может иметь место чрезмерная дифференциация, и определенный индивидуум может научиться отключаться и от тела, и от мира отношений (примеры нарушенной интеграции). Однако в целом «неголовные» источники энергоинформационного потока являются фундаментальными для мозга и влияют на то, как работает разум.

Рис. 1.1. Схема правого полушария головного мозга человека. Задняя часть – мозжечок и мозговой ствол; средняя – лимбические области (миндалевидное тело, гиппокамп) и таламус; передняя – корковые области. Островковая доля находится под этой медиальной поверхностью. Авторское право © 2012 Mind Your Brain, Inc.

Разберемся, – что это за дифференцированные области мозга, что за взаимосвязанные наборы нейронов в нашей голове? Нейронные кластеры можно классифицировать по-разному, в том числе по их анатомическому расположению – в нижних, центральных и верхних областях мозга. Рисунок 1.1 представляет собой схему базовой структуры мозга.