Синергетика мозга в критическом состоянии

Дмитрий Левкин
     Есть свойства – существа без воплощенья,
       С двойною жизнью: видимый их лик –
       В той сущности двоякой, чей родник –
       Свет в веществе, предмет и отраженье.
       Эдгар А. По
       Высшим достижением биологической эволюции является мозг человека. Наука далеко продвинулась в изучении процессов, происходящих на Земле и в Космосе, однако в деятельности мозга человека разумного остается еще много неизвестного. Мозг – основной инструмент познания мира и потому никогда не угаснет интерес к изучению процессов, происходящих в нем. Вот что писал основатель синергетики Герман Хакен: «Человеческий мозг – определенно наиболее сложная система из всех, которую мы знаем. Он имеет сложную структуру, составленную из приблизительно ста миллиардов нейронов, которые соединены друг с другом сложным образом. Только для того, чтобы визуализировать это число, увеличим нейроны так, чтобы каждая их сотня могла быть помещена в наперсток объемом в один кубический сантиметр. Нам понадобится здание десяти метров в длину, десяти метров в глубину и десяти метров в высоту, чтобы разместить эти наперстки в плотной упаковке.»
       Познавая действительность, человек так или иначе относится к предметам, явлениям, событиям, к другим людям, к своей личности. Радость, печаль, восхищение, возмущение, гнев, стыд и др, - все это различные виды субъективного отношения человека к действительности.
       Чувства человека являются субъективными специфическими переживаниями и довольно часто они бывают весьма ярко «окрашены», а иногда и в прямом смысле этого слова.
       Мозг демонстрирует сложную активность, которая проявляется либо в таком поведении, как движение, речь, и т.д., либо в прямых измерениях электрохимических процессов. Таким образом, мозг показывает очень много аспектов своей активности, и его исследования далеки до завершения (1)
       Все, что человек чувствует, мыслит, ощущает – является его внутренним неповторимым индивидуальным феноменом, феноменом его мозговой деятельности. Чувства – постоянный спутник человека, они являются отражением его собственного неповторимого Я. От того, что мы чувствуем зависят наши мысли и слова, наша деятельность, отношения с окружающим миром, обществом, природой, да и сама наша жизнь.



       1. Синергетика и основные принципы функционирования мозга.
       Утрата целостного взгляда на мир — едва ли не самая большая утрата, приведшая к глобальному кризису нашей цивилизации на рубеже тысячелетий. Современный человек тонет в потоках разнородной информации от последних достижений генной инженерии и трагедий национальных конфликтов, до чудесных свойств соусов и детских подгузников. Дисциплинарное научное знание нашего века скорее усугубляет фрагментарность картины, добавляя все новые понятия и термины, постоянно возникающие на границах частных дисциплин. Общество вступило в эпоху перманентного кризиса, кризиса непонимания, и мы постоянно ощущаем сложность, непредсказуемость и неустойчивость этого техногенного мира порожденного нашим рацио.
       Восстановление целостности бытия через Синергию— соволение. Сотрудничество человека с Богом мы встречаем уже в раннем христианстве, а позднее в православном исихазме.
       В нашем же веке предпринимались попытки междисциплинарного синтеза на основе общенаучных подходов. В двадцатые годы это тектология (всеобщая организационная наука) А.А. Богданова, где уже были намечены многие идеи кибернетики (открытые системы, обратная связь). В тридцатые — системный анализ Л. Фон Берталанфи, опиравшегося на теорию гештальтпсихологии (структурная психология) и тектологию. Он детально разрабатывал понятия систем общей природы и провозгласил основные цели теории: 1) выявление общих принципов и законов поведения систем независимо от природы их элементов; 2) установление в результате системного подхода к биологическим, социальным объектам законов, аналогичных законам естествознания; 3) создание синтеза современного научного знания на основе выявления подобия законов различных сфер деятельности. Но слишком большая претенциозность теории обедняла ее результативность, и программа так и не завершена, хотя и дает очень полезные подходы в плохо формализуемых науках, таких как социология, география, когнитология (теория понимания) и т.д.. Пока же достаточно сказать, что система отличается от произвольного множества, так же как дом от груды кирпича из которого его построили, и архитектурное целое несет в себе нечто большее, нежели просто сумма его элементов.
       В сороковые годы основное внимание было обращено на динамические aспекты теории систем. Родоначальником нового направления — кибернетики ( от греческого слова «кормчий», управлять) стал Н. Винер. Это нaукa об управлении сложными системами, обладающими целенаправленным поведением. Винер подчеркивал необходимость для таких систем «сигнала» от цели, или телеологичность таких систем, что возрождало античные идеи Аристотелевской физики и философии, идеи целесообразности мира, и никак не гармонировало с детерминизмом Ньютоновской парадигмы Нового времени. Тем не менее это дало возможность ввести понятие гомеостаза системы, — устойчивой программы поведения, которая поддерживается за счет наличия отрицательных обратных связей ( связей, которые подавляют в системе отклонения от основной программы поведения). Именно так теплокровные поддерживают свою температуру тела, а автопилот держит курс самолета, несмотря на порывы ветра. Кибернетика открыла эру технических устройств-роботов, автоматов, устойчиво выполняющих свои функции, которые созданы аналогами биологических программ гомеостаза, повсеместного в живой природе.

       Но, наряду с задачами устойчивого фракционирования существуют задачи смены программы, задачи адаптации к сильно меняющимся внешним условиям. Это в первую очередь задачи творчества, выбора, принятия решения, эволюции и морфогенеза, когда в системе существуют несколько альтернатив. Чтобы покинуть одну программу гомеостаза и прийти к другой надо покинуть состояние гомеостаза, т.е. включить положительные обратные связи, усиливающие малые отклонения от гомеостаза, попасть на время в неустойчивoe непредсказуемое состояние выбора, хаоса, кризиса. Здесь наша интуиция обычно отказывает и система ведет тебя алогично, контринтуитивно. Эта фаза развития – становления есть основной предмет изучения синергетики, уже сейчас приведшая к когнитивной революции.
       Синергетика возникла, как теория кооперативных явлений в задачах лазерной тематики, но постепенно приобретала все более общий статус междисциплинарного направления науки, описывающего незамкнутые, нелинейные, неустойчивые, иерархические сложные системы произвольной природы. Уже в области естествознания существуют альтернативные названия этой области, кто-то предпочитает говорить о нелинейной динамике, или теории диссипативных систем, универсальном эволюционизме, или теории открытых систем, теории динамического хаоса и самоорганизации, аутопойэсисе и т.д.. Апология синергетики может быть оправдана лишь после введения в рассмотрение проблематики наблюдателя, человекомерных систем, самореферентных систем, тем самым расширяя методологию синергетики на область целостной культуры. Вот в этом расширительном толковании мы и понимаем синергетику, философски говоря, синергетика это наука (точнее говоря движение в науке) о становящемся Бытии, о самом Становлении, его механизмах и их представлении. Но Становление другими словами и есть кризис системы, смена одного устойчивого типа функционирования на другой, и необходимо ориентироваться и сознательно преодолевать хаос кризиса, уметь сворачивать информацию о сложном. Синергетика связана с именами наших современников: И.Пригожина, Г.Хакена, В. Арнольда, С.Курдюмова, Р. Тома, Ю.Климонтовича, Б.Мандельброта, Д.Чернавского, … . Она позволяет, оставаясь на позициях конкретной науки, эффективно использовать эвристический трансдисциплинарный потенциал как технологию универсалий, реализуемую в практической деятельности.
       Короче, Синергетика — это наука о возникновении Нового, наука о том, как несет свои воды Река Времени.(2)
       Исследования в области синергетики высшей нервной деятельности позволяют сформулировать следующие принципы работы мозга человека.
       Первый принцип. Мозг человека функционирует вблизи критического состояния
       Чрезвычайная чувствительность нашего мозга к малейшим изменениям, как внешних стимулов, так и внутренних психических процессов, указывает на то, что мозг как сложная система функционирует вблизи бифуркационного состояния. Исследования показывают, что такие явления как сознание и подсознание (неосознаваемое), а также творчество, синестезия, нейропластичность, синхронизация как механизм интегративной функции мозга, восприятие неоднозначных образов и т.д. связаны с феноменологией критических явлений.
       Второй принцип. Функция распознавания образов
       Функция распознавания – фундаментальное свойство живой природы. Примером может служить распознавание айдегге системой инородных объектов. Наиболее распространенная в синергетике модель распознавания образов, предложенная американским физиком Джоном Хопфилдом ( John Hopfield ) , обладает важным свойством мультистабильности, что делает эту модель согласованной со сформулированным выше принципом критического состояния, вблизи которого функционирует мозг. Принципиально важной особенностью распознавания образов нейронной сетью является способность восстановления образа по редуцированным, неполным или искаженным данным. Например, к распознаванию может быть предъявлено сильно упрощенное изображение (например, переданное лишь несколькими основными линиями лицо или фигура) или даже неполное изображение (часть лица, часть фигуры и т.п.). Тем не менее, нейронная сеть способна по этим неполным данным восстановить полный ключевой образ, хранящийся в памяти. Условный рефлекс, способность прогнозирования будущих событий также можно описать как процесс восстановления полного образа по его фрагменту .
       Третий принцип. Хаотическая динамика магнитоэлектрической активности мозга
       Исследования последнего времени показали, что электроэнцифалограммы (ЭЭГ) животных и человека, а также магнитные поля, генерируемые в межнейронных тканях мозга, представляют собой детерминированные хаотические процессы с небольшим числом степеней свободы, что указывает на высокую степень самоорганизации соответствующих процессов. Помимо того, что теория самоорганизации дала возможность сформулировать ряд фундаментальных принципов в работе мозга, она позволила по-новому взглянуть на роль хорошо известных и детально изученных классической психологией явлений. Традиционные исследования рассматривают функции мозга как строго локализованными, осуществляющимися на уровне индивидуальных нейронов, в то время как в синергетическом подходе все основные функции мозга (память, распознавание образов и т.д.) считаются распределенными среди огромного числа взаимосвязанных нейронов. Наконец, еще одно принципиальное отличие – в концепции обработки информации мозгом. Традиционные науки о мозге отдают предпочтение концепции последовательной обработки информации, в то время как синергетика мозга базируется на идее параллельной обработки. (3)





       2. Молчание и слово



       …говорение и писание о молчании порождает развратнейшую болтовню…
       Кто способен просто молчать о молчании?
       М Хайдеггер «Из диалога о языке»

       В ХXI веке происходит стремительная девальвация слова, которое утрачивает связь с фундаментальными слоями бытия и пространством сакрального. Цивилизация предстает как империя болтовни. Переход от традиционных средств хранения и распространения информации к современным породил такой мощный всплеск пустословия, какого человечество прежде не знало. С точки зрения Хайдеггера, человек в царстве техники «оглушен и ослеплен» потоком болтовни, а потому бессилен внимать бытию. Помещенное в эту опасную зону сознание оказывается в пустоте и одиночестве, так как оно теряет живые связи с миром, Другим и Богом, осуществляемые через язык и молчание.
       Молчание – факт речевой культуры, считаться с которым приходится всякому, кто имеет отношение к самой этой культуре. Молчание вездесуще и неигнорируемо. Можно сказать, что в известном смысле молчание доминирует над словом и довлеет слову: оно очевидно и –в этой очевидности- не менее парадоксально, чем слово. (4)
       Рассуждая более полутора тысячи лет назад над природой божественного слова, Ориген писал: «Слово по сути своей всегда пребывает словом, и только ради нас делается как бы плотью и плотски ведет свои разговоры до тех пор, пока тот, кто принимает его поначалу в таком виде, постепенно не поднимается словом выше и не оказывается, наконец, в состоянии, - если можно так выразиться, -созерцать начальный и высочайший его образ».
       «Спущенная на землю» ситуация, сформулированная Оригеном, отражает известный парадокс языкового сознания, с одной стороны, утверждающего себя в слове, а с другой, требующего отвлечения от слова именно с тем, чтобы оставаться сознанием.
       Молчание как объект исследования и интерпретации имеет необходимую связь со словом на метаязыковом уровне, т.е. для описания молчания используется слово. Оно (слово) призвано ответить на вопрос о возможности исчерпания смыслов молчания при принципиальной полифункциональности последнего: ведь молчание тем и отличается от слова (говорения), что допускает бесчисленное количество интерпретаций.
       Возможно, справедливо и обратное – “О чем нельзя говорить, о том следует молчать” (Л.Витгенштейн) – в идеале люди, общаясь, должны были бы “молчать свои мысли”, содержание которых еще не искажено и не урезано словом. Язык “переодевает” мысли, причем настолько, что внешне выраженное не позволяет судить в полной мере о форме изначальной мысли. Более того, форма внешнего выражения мысли создается человеком намеренно, но совсем не для того, чтобы по ней можно было судить об ее истинности. Фактически мы говорим очень малую часть того, что имеем в виду, что мыслим. И наши мысли, как правило, чаще всего не совпадают с теми словами, которые мы произносим. С другой стороны, необходимо уметь расшифровывать молчание в различных контекстах (т.к. вне речевого контекста молчание некоммуникативно и неинформативно), иначе человеческое понимание будет недостаточно полным.
       Результируя собою процесс гносеогенного овеществления, опредмечивания мира, всякий язык изначально парадоксален, иллюстрируя, в частности, и такой парадокс языкового сознания (так называемый парадокс сингулярного существования»), как неизбежность автоматической онтологизации мыслительного самооформления. В приложении к слову данный парадокс – помогающий, может быть, нашему сознанию справляться с понятием существования – означает следующее: если нечто названо, оно уже тем самым начинает существовать. В исторической ретроспективе мышление «традиционного» человека в значительной степени характеризуется тем обстоятельством, что мыслимое, говоримое и слышимое им представляется как существующее «само по себе». (4)

       3.Исследование межчувственного взаимодействия

       Согласно И.Пригожину и И.Стенгерс, в системе, находящейся в термодинамическом равновесии, т.е. в устойчивом фазовом состоянии, составляющие систему элементы ведут себя независимо друг от друга, игнорируя остальные элементы. Такие независимые элементы И.Пригожин и И.Стенгерс образно назвали гипнонами (спящими). Но при переходе системы в неравновесное состояние гипноны «пробуждаются» и устанавливают друг с другом когерентную связь, между ними устанавливаются корреляции.(3)
       Но, что называется системой? Системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношения принимают характер взаимоСодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата (5)
       Термин «синестезия» появился в науке около ста лет назад. Синестезией называют одновременное возникновение ощущений разной природы (модальности) при воздействии мономодального раздражителя. Сейчас различают около 50 форм синестезии. Наиболее распространенная форма – цветовые ощущения, вызванные звуками.
       Особенно хорошо известны проявления синестезии в искусстве. Это поэтические тропы межчувственного содержания; цветовые и пространственные образы, вызываемые музыкой и.д. Явление «цветного слуха» стало основой светомузыкального направления в искусстве. К синестетическим метафорам часто прибегают в поэзии («… и гудят как шмели золотые глаза» - А.Вознесенский»), в литературе («по мостовой порхнуло ярко румяное кукареку» - Г.Санников). Метафора, образующая связи между образами и понятиями разной природы – важнейшее свойство искусства. Видимо такие межчувственные сравнения помогают человеку точнее и полнее вербализовать и передать другим свои образные психические переживания.
       Наш повседневный язык насквозь синестетичен: «яркий голос»,» «пронзительный взгляд», «кричащие краски», «острый звук», «матовый тембр», «теплый цвет», «легкая музыка», «баритон (т.е. тяжелый звук)» и т.д.
       В последнее время феномен синестезии объясняется взаимной активацией различных отделов мозга, которые обычно функционально не взаимодействуют. Таким образом, речь идет о возникновении дальних пространственных корреляционных взаимодействиях, характерных для всех сложных систем в критическом и надкритическом состоянии. Такие дальние корреляции возникают в мозге не только благодаря существованию реальных нейронных связей между разными отделами мозга, но и вследствие изменения химического баланса веществ мозговой ткани, ведущего к ослаблению тормозящего действия некоторых нейротрансмиттеров, ослабляющих действие одного участка мозга на другой.
       Таким образом, синергетика не только качественно объясняет это явление, но и показывает, что синестезия есть следствие функционирования любого нормального мозга в критическом или надкритическом (творческом) состоянии. У синестезии, как и у каждого явления, возможны различные формы аномалии и патологии. Но сам феномен синестезии есть следствие функционирования мозга в критическом и надкритическом состоянии и в той или иной степени присущ всем людям и поэтому есть все основания полагать, что изучение синестезии поможет лучше понять природу мышления человека. (3)
       Рассмотрим систему чувств, а их как известно всего пять, на примере исследования моего личностного цветового восприятия, сравнивая слово мыслимое и слово сказанное, используя в качестве исследуемых слов сами названия моих чувств. Исследование проводилось в различных состояниях: когда я находился в полном покое, как бы в легком «засыпании» ; в состоянии выхода из покоя, максимальной сосредоточенности и др. Названия чувств произносились мной как звуки и мысли, а цвета фиксировались. ( табл.)





       Таблица*
       Покой, «засыпание»

       зрение слух вкус обоняние осязание
       мысль Ярко-фиолетовый Темно-фиолетовый Светло-зеленый Средне-фиолетовый Ярко-красный
       звук Ярко-голубой Ярко-фиолетовый Темно-красный Ярко-розовый Зеленовато-голубой

       Сосредоточенность во время обучения

       зрение слух вкус обоняние осязание
       мысль Ярко-синий Зеленовато-голубой Ярко-синий фиолетовый Светло-зеленый
       звук Ярко-розовый Ярко-синий Зеленовато-голубой Светло-зеленый Ярко-красный

       Активное общение, веселое настроение, радость…
       зрение слух вкус обоняние осязание
       мысль красный зеленый розовый синий фиолетовый
       звук красный зеленый розовый синий фиолетовый



       Выводы:
       1. Используя особенности межчувственных взаимодействий и семантику цвета возможно исследовать особенности функционирования мозга при дальних пространственных корреляционных взаимодействиях.
       2. Мозг функционирует вблизи бифуркационного состояния, которое зависит от многих факторов (эмоции, время, пространство, и др.).
       3. Слово сказанное и слово мыслимое, как правило, не соответствуют по своим параметрам, язык действительно «переодевает» мысли. Слово может соответствовать мысли по содержанию, но по своей «энергии» - не всегда, именно об этом явлении так прекрасно сказал Федор Тютчев в известном стихотворении…«Как сердцу высказать себя? Другому как понять тебя? Поймёт ли он, чем ты живёшь? Мысль изречённая есть ложь»…
       4. Для стабильного функционирования мозга необходимы положительные эмоции.
       5. Между цветовым ощущением и эмоциональным тоном существуют «двусторонние» взаимосвязи. Феноменологически это должно соответствовать порождению цветов из соответствующих эмоций, либо специфической окраске, изменению колорита образа при переживании определенного состояния.
       6. Синестезии – эмоционально-перцептивные эталоны опосредствуют трансляцию цветового значения в контексты различных перцептивных модальностей.
       7. В состоянии покоя «засыпания» чувства гармонизируются и цветовое восприятие мыслимых слов лежит примерно в одной части спектра (фиолетовой, см. таблицу). В связи с этим можно предположить, что сон –это абсолютная гармония всех чувств, поэтому во время сна наш мозг отдыхает, при этом находясь в критическом состоянии, в сознании. Возможность видеть вещие сны – не есть ли такая гармония?
       8. Во время самостоятельного обучения чувства также приходят в относительную гармонию, так как преобладает в мыслях два цвета (синий и зеленый, см. таблицу), поэтому обучение в человеческой культуре во все века считалось полезным.
       9. Можно предположить, что при отсутствии депрессии и позитивном отношении к окружающей действительности и людям слова мыслимые и сказанные несут одну «энергию».
       10. Молчание – форма говорения, поэтому существует предположение о том, что мысль материальна.
       11. Исследование функционирования мозга возможно только на междисциплинарном уровне, с использованием методов синергетики.





       ЗАКЛЮЧЕНИЕ
       В XXI веке широкое применение в научном познании получили общие междисциплинарные концепции и методы исследования, которые дают возможность отобразить закономерности, свойственные широкому классу взаимосвязанных явлений и процессов. К ним относятся в первую очередь системный метод и многочисленные его приложения, в том числе и кибернетика. Использование идей и приемов исследования, разработанных в теории систем и кибернетике, позволило по-новому взглянуть на многие механизмы функционирования и развития живых систем. Достаточно отметить, что на этой основе удалось понять и объяснить многие особенности регуляции жизнедеятельности, в частности механизмы гомеостаза, а также расшифровать структуру генетического кода
       Менее успешными оказались попытки применения кибернетических идей для объяснения принципов самоорганизации и эволюции живых систем, поскольку эти идеи в основном ориентировались на функционирование хотя и весьма сложных технических систем, но организованных человеком. Поэтому о подлинной самоорганизации в данном случае вряд ли можно было говорить. Возникновение синергетики, как новой концепции самоорганизации, коренным образом изменило это положение. Идеи и концепции синергетики не только позволяют в новом свете увидеть структурно-функциональную организацию и деятельность мозга, но наметить новые подходы к изучению принципов, закономерностей и механизмов этой деятельности. В то же время плодотворность синергетических подходов к изучению мозга во многом определяется уже сложившимся пониманием основных принципов и закономерностей мозговой деятельности.







       СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

       1. Г. Хакен, Синергетика мозга. «Синергетика и психология», В.1, «Методологические вопросы», М.,1997.
       2. В.Г. Буданов, учебный интернет-курс.
       3. И.А. Евин, Синергетика мозга, RXD, М-И., 2005.
       4. К.А. Богданов, «Очерки по антропологии молчания» Homo Tacens, РХГИ, СПб.,1998.
       5. П.К. Анохон, Очерки по физиологии функциональных систем, М., Медицина,1975