Ответ на вопрос о том, когда возникает сознание, глубоко связан с главной загадкой: чем оно на самом деле является и как его можно измерить

Джеффри Лоусон родился недоношенным в феврале 1985 года. Вскоре после этого новорождённому пришлось перенести операцию на сердце без анестезии. Он оставался в сознании на протяжении всей операции, и ему дали только павулон, мышечный релаксант, чтобы он не двигался. Через пять недель он умер.

После смерти Джеффри Лоусона его матери сказали, что её сын был слишком мал, чтобы перенести анестезию. А анестезиолог попытался заверить её, что нет никаких доказательств того, что недоношенные дети чувствуют боль.

История семьи Лоусон, ставшая знаменитой в области исследования боли, не была чем-то исключительным. До 1980-х годов хирургические операции на младенцах регулярно проводились с минимальной анестезией или вообще без неё. Даже явные защитные реакции на болевые раздражители считались простыми рефлексами.

Но спустя более 20 лет после операции Джеффри Лоусона международная исследовательская группа обнаружила доказательства того, что мозг новорождённых недоношенных детей реагирует на болевые стимулы так же, как и мозг взрослых. В частности, исследователи наблюдали повышенное снабжение кислородом тех участков коры головного мозга, которые связаны с сознательным опытом. Это свидетельство повышенной активности нейронов указывает на то, что недоношенные дети действительно чувствуют боль.

Понимание опыта младенцев представляет собой сложную задачу для науки. Как узнать, когда младенцы осознанно испытывают, например, боль или осознают себя? Когда дело доходит до изучения субъективного опыта, «золотым стандартом доказательств является самостоятельное описание, сделанное испытуемым», — говорит Лорина Начи, психолог и нейробиолог из Тринити-колледжа в Дублине. Но с младенцами это не получится.

В процессе дебатов по теме развивающегося разума встречается вопрос о том, в какой момент у человека впервые появляется сознание. И этот вопрос связан с научной проблемой определения сознательного опыта. Различные философские, психологические и нейробиологические модели пытаются объяснить, что это такое и что лежит в его основе. Изучение того, существует ли этот феномен на ранних этапах развития, может предложить новые идеи и способы оценки теорий сознания.

Многие учёные сегодня признают несколько типов сознания и подозревают, что некоторые формы в процессе развития появляются раньше, чем другие. Это понимание помогло решить некоторые вопросы, но оставило нерешёнными другие. «Ответ на вопрос о том, когда у детей появляется сознание, зависит от того, что именно подразумевается под сознанием», — говорит психолог по вопросам развития Норберт Змий из Дортмундского университета (Германия).

Чувства и чувствительность

По словам Начи, среди исследователей существует два лагеря, когда речь заходит о сознании в раннем развитии. Одни придерживаются строгой точки зрения, что сознание возникает в раннем детстве и что существо становится сознательным только тогда, когда оно достигает стадии, на которой оно может продемонстрировать такие способности, как принятие решений и рефлексия.

Например, одна из влиятельных идей гласит, что психическое состояние становится осознанным, когда на него направляется мысль. Так, если вы видите красное яблоко, а затем думаете: «Я вижу красное яблоко», вы осознаёте это ощущение, потому что у вас есть представляющая его мысль более высокого порядка, которая. При таком определении сознание возникает в какой-то момент детства, потому что для него требуются мыслительные процессы более высокого порядка.

Другой тип сознания — осознание себя как отдельного существа, которое возникает примерно в 18 месяцев. Примерно с полутора лет большинство малышей, которые, не заметив, намазали щеку краской, если их поставить перед зеркалом, не только узнают себя, но и дотронутся до пострадавшего места или укажут на него другим. «Дети, очевидно, имеют представление о себе и сравнивают его со своим отражением, — говорит Змий. — Дети помладше, напротив, воспринимают своё отражение как партнёра по игре или прикасаются к этому месту в зеркале, а не к своему лицу».

Вторая группа исследователей рассматривает сознание в более широком смысле, включая то, что иногда называют первичным, или основным, сознанием. Это осознание настоящего момента и ощущений. И в таком понимании сознание может проявляться на гораздо более ранних этапах, чем в жизни.

В обзорной статье, опубликованной в 2023 году, Начи и её коллеги обсудили поведенческие доказательства того, что младенцы испытывают некоторые формы субъективных ощущений — или первичного сознания — вскоре после рождения. Например, новорождённые фиксируются на лицах, искажают выражение лица в ответ на боль и реагируют на звуки так, что становится ясно, что они способны отличать голос матери от голосов незнакомцев. Последняя способность примечательна тем, что подразумевает обучение и требует памяти, которая, по мнению исследователей, также имеет решающее значение для некоторых типов сознания.

Загвоздка в том, что эти примеры можно объяснить как автоматические реакции. Наблюдения за таким поведением недостаточно, чтобы с уверенностью говорить о том, что младенец воспринимает мир. «Нам нужны более совершённые методы изучения раннего сознания, как для его определения... так и для его обнаружения», — говорит нейробиолог Джулия Мозер из Университета Миннесоты, которая была соавтором обзора 2023 года. По её мнению, чтобы по-настоящему понять, что такое осознанность, нам нужно присмотреться к мозгу.

Когда восприятие и осознание совпадают

Отношения между сознанием и восприятием очень сложны. В качестве примера можно привести людей, страдающих «псевдослепотой», у которых повреждена первичная зрительная кора, часть зрительной системы мозга. Если вы спросите их, могут ли они распознать объект, находящийся в поле их зрения, они ответят отрицательно.

Но если попросить людей с псевдослепотой угадать, где находится предмет, то во многих случаях они смогут дотянуться до него или хотя бы указать в нужном направлении. Такая способность говорит о том, что мозг бессознательно обрабатывает визуальные стимулы, даже если у человека нет ощущения, что он что-то видит.

Многие эксперименты включают в себя манипуляции с видимостью объекта в надежде выявить последовательные паттерны в активности мозга, которые могут быть маркерами осознанного опыта. Например, в типичной экспериментальной установке люди видят два изображения в такой быстрой последовательности, что второе фактически «закрывает» первое в их восприятии. В результате люди не сообщают, что видели первое изображение.

Однако в первые 200-300 миллисекунд зрительной обработки в сенсорных областях мозга наблюдаются соответствующие реакции. Как и в случае с псевдослепотой, человек не осознаёт, что что-то видит, хотя мозг это явно воспринимает.

Подкрутив эксперименты, учёные подтвердили, что для правильного восприятия зрительного образа необходимо, чтобы он продержался не менее 300 миллисекунд. Этот опыт сопровождается синхронной, широко распространяющейся реакцией мозга в лобных и теменных долях. Этот пик реакции мозга, измеряемый с помощью отслеживания электрической активности, известной как волна P300, считается надёжным признаком осознанного восприятия.

Группа исследователей из Франции искала подобные закономерности у младенцев. В группу вошли когнитивный нейробиолог Станислас Дехен из Колледжа Франции и педиатр Гислен Дехен-Ламбертц из Французского национального института здравоохранения и медицинских исследований. В одном из исследований группа использовала шапочки с электродами для регистрации колебаний электрической активности мозга у 80 детей в возрасте пяти месяцев, 12 месяцев и 15 месяцев.

Надев эти шапочки на маленьких участников, им показывали лица на экране, демонстрируя их с различной скоростью. Чтобы их было сложнее распознавать, в эти изображения встроили различные узоры.

Используя эту схему, исследователи зафиксировали у детей в возрасте от года медленную мозговую волну, которая напоминала реакцию мозга P300 у взрослых, хотя она появлялась гораздо позже, чем у взрослых участников. У пятимесячных младенцев эта волна также появлялась — хотя она была менее выраженная и появлялась позже, чем у детей постарше.

Основываясь на этой активности мозга, команда пришла к выводу, что младенцы в возрасте пяти месяцев могут испытывать осознанные зрительные впечатления.

Интеграция информации и визуализация мозга

Ещё один способ изучить развитие сознания — проверить активность мозга, связанную с этим состоянием, во взрослом возрасте с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Например, Начи и её коллеги исследовали взаимодействие двух сетей мозга: фронтопариетальной сети и сети пассивного режима работы мозга.

Лобные и теменные области являются частью дорсальных сетей внимания и исполнительного контроля мозга, которые поддерживают нашу способность планировать и работать над достижением целей. Эти сети также играют важную роль в теоретических моделях сознания, таких как теория глобального рабочего пространства нейронов. Сеть пассивного режима работы мозга названа так потому, что она активна, когда мы не делаем ничего конкретного, поддерживает такие виды деятельности, как размышление о себе и свободное блуждание разума.

У здоровых взрослых людей эти области дополняют друг друга и координируют свои действия: одна активируется, а другая подавляется, и наоборот. А когда люди находятся под наркозом или в вегетативном состоянии, эти процессы уже не работают по привычной схеме.

В исследовании, опубликованном в 2022 году, Начи и её коллеги изучили результаты измерений спонтанной мозговой активности новорождённых в состоянии покоя, что позволило учёным зафиксировать связь между нейронами в различных областях мозга. Они не только увидели фронтопариетальную сеть и сеть пассивного режима работы мозга, но и обнаружили, что эти области мозга уже демонстрировали паттерн взаимодополняющей активации.

А в 2025 году Начи и её коллеги опубликовали результаты, свидетельствующие о ещё одной особенности мозговой активности, связанной с сознанием у взрослых. Команда исследователей наблюдала структуру связи мозга, связанную с эффективной передачей информации, которая называется архитектурой малого мира. Они обнаружили, что этот паттерн связи есть не только у доношенных новорождённых, но и у большинства недоношенных детей, родившихся на сроке от 32 до 35 недель — хотя и в менее развитой форме.

Тем временем Мозер и её коллеги разработали эксперименты, сочетающие визуализацию с выполнением конкретной задачи, чтобы проследить, участвует ли мозг младенца, находящегося в утробе матери, в тех же процессах, которые происходят в последующей жизни. В частности, они использовали метод, называемый фетальной магнитоэнцефалографией, для измерения активности мозга 56 здоровых плодов между 25-й и 40-й неделями беременности с помощью датчиков на животе беременной.

Затем исследователи поставили классический эксперимент, связанный с сознанием и касающийся нарушения ожиданий: они воспроизводили повторяющуюся последовательность звуков, а затем изменяли этот паттерн, чтобы наблюдать за изменениями в активности мозга, которые могли бы указывать на осознание этого нарушения. В их исследовании плоды в возрасте 35 недель показали изменения в активности, которые указывают на осознание изменённого паттерна. «Для нас это признак первичной, сенсорной формы сознания, потому что, по сути, ваш мозг был способен охватить промежуток памяти более минуты, — говорит Мозер. — Затем ваш мозг адаптирует свою реакцию к тому, что было усвоено».

Другие исследования, проведённые такими учёными, как Франциска Шлегер из Тюбингенского университета в Германии, дали аналогичные результаты. Основываясь на активности мозга, они увидели доказательства того, что новорождённые и плоды в утробе замечают, когда меняется количество воспроизводимых звуков.

Тем не менее, Мозер подчёркивает, что эта работа не свидетельствует о наличии у плода сознания. «Многое из того, что мы изучали, относится к сенсорному восприятию, — объясняет она. — Эти способности могут быть ранними элементами того, что впоследствии становится сознательным опытом».

Установление пределов раннего сознания

Существует также заметная анатомическая граница, которая отмечает момент возникновения даже самых ранних форм сознания. В 2020 году Хьюго Лагеркранц из Каролинского института в Швеции заметил, что сознание может пробудиться только при наличии связей между областями мозга, называемыми таламусом и корой головного мозга.

Таламус действует как центр управления и передаёт сенсорные сигналы в различные области коры головного мозга. Соответствующие связи между нервными волокнами развиваются примерно на 24-й неделе беременности. С этого момента, по мнению Лагеркранца, сознание, по крайней мере теоретически, возможно. Но, по его словам, «я не уверен, что плод обладает настоящим сознанием. Большую часть времени он спит, даже если реагирует на боль, прикосновения и голос матери».

После рождения всё работает по-другому, о чём свидетельствует расширенный поведенческий репертуар ребёнка. Новорождённый может подражать своим родителям и, например, реагировать на человеческий разговор сильнее, чем на другие звуки. Всё это можно рассматривать как признаки минимального сознания.

Лагеркранц и Мозер согласны с тем, что сознание не возникает в один момент, а развивается постепенно. По словам Мозера, это хорошо согласуется с нашим пониманием развития других областей познания, таких как память.

«Большинство способностей развиваются постепенно, даже те, которые имеют мало общего с познанием, например способность видеть точно или управлять мышцами», — говорит она. Почему сознание должно быть исключением?