Конструктивистский дискурс как философско-методологическая основа изучения когнитивных функций головного мозга

(Нейробиологический конструктивизм Герхарда Рота)

С. А. Цоколов, кандидат философских наук, МГУ им. М.В. Ломоносова

"Действительность, в которой я живу, является конструкцией мозга".

Герхард Рот.

В течение последних двадцати лет в странах Западной Европы и США широкое распространение стало обретать философское направление, называемое радикальным конструктивизмом. Основной тезис, вокруг которого представители данного направления строят свои концепции, в формулировке Э. фон Глазерсфельда звучит следующим образом: "а) знание не обретается пассивным образом, оно активно конструируется познающим субъектом; б) функция познания носит адаптивный характер и служит для организации опытного мира, а не для открытия онтологической реальности" [1]. Данное высказывание представляет собой эпистемологическое обобщение, сделанное на основе огромного количества различных концепций, теорий, учений, эмпирических данных из самых разнообразных областей человеческой деятельности. Не случайно 3. Шмидт - один из ведущих конструктивистов в Германии-обозначает радикальный конструктивизм как становящийся дискурс, подчеркивая его междисциплинарность: "..Радикальный конструктивизм - это не гомогенная доктрина, а чрезвычайно динамичный междисциплинарный контекст" [2].

Одним из поставщиков эмпирического и первичного концептуального материала при формировании эпистемологических выводов в конструктивистском дискурсе служит современная нейробиология, а именно, та ее часть, которая занимается поиском связей между нейронной организацией головного мозга и осуществлением его высших (прежде всего когнитивных) функций. В свою очередь, философские выводы, к которым приходят представители радикального конструктивизма, успешно применяются рядом исследователей в качестве методологической базы в некоторых областях конкретной науки (естествознания), в том числе - в нейробиологии. Среди исследователей мозга, внесших весомый вклад в развитие конструктивистского дискурса, имя нейрофизиолога Г. Рота - одно из самых ярких.

Вот как звучит конструктивистская позиция Г. Рота, сформулированная в нейробиологическом контексте: "Эпистемологический конструктивизм (erkenntnistheoretischen Konstruktivismus), как я утверждаю, является неизбежным следствием конструктивной особенности нашего мозга. Мозг - согласно моему тезису - принципиально не в состоянии отражать мир; он должен быть конструктивным, причем, как в силу своей функциональной организации, так и в силу своего назначения, а именно - порождать поведение, благодаря которому организм мог бы выжить в своей окружающей среде" [3, с. 23]. Рот рассматривает свои усилия, предпринимаемые им в рамках, так называемой, "когнитивной нейробиологии" [3, с. 26], в качестве "наведения мостов между нейробиологией, психологией и философией" [3, с. 13]. "То, что я хотел бы изложить, является связующим звеном между конструктивизмом как философской теорией, с одной стороны, и знаниями, добытыми в результате исследований мозга, с другой. Мне хотелось бы продемонстрировать, что любой мозг конструктивен с силой необходимости, а также то, что конструктивистская теория восприятия и познания является неизбежным следствием тех всеобщих условий, которые определяют и дают возможность мозгу справляться со своими специфическими задачами" [4, с. 280].

Самоорганизация - самоподдержание -самореферентность

Согласно одному из основополагающих принципов конструктивизма, когнитивную феноменологию, т.е. восприятие, мышление, знание, познание, сознание и т.д. нельзя рассматривать в отрыве от той биологической системы, функциями которой они являются. Следовательно, для адекватного понимания явления когнитивности, как минимум, в рамках конструктивизма необходимо иметь представление о тех особенностях организации живых систем, которые делают явления подобного рода возможными и необходимыми. Базовой моделью живого остается концепция аутопоэза, разработанная Матураной и Варелой [5]. Позиция Рота относительно того, что такое жизнь и как она связана с когнитивностью, по ряду пунктов отличается от точки зрения авторов теории аутопоэза.¹

Главный тезис Рота относительно природы живой материи гласит: живые системы отличаются от неживых не только и не столько тем, что сами себя воспроизводят (т.е. являются самоорганизующимися системами), а тем, что находятся в состоянии поддержания собственной целостности (являются самоподдерживающимися). Данному тезису специально посвящен ряд работ середины 80-х годов в соавторстве с бременскими коллегами Рота - физиками X. Швеглером и У. Андерхайденом. Многими исследователями, работающими над проблемами самоорганизации, именно свойство "структур и процессов, благодаря протекающим в них внутренним событиям, принимать упорядоченное состояние, которое не является импригнированным извне" [3, с. 80], рассматривается как ключевое в явлениях жизни (в той или иной форме практически всеми классиками теории самоорганизации, в работах И. Пригожина, М. Эйгена, Г. Хакена и др.) Однако, как справедливо замечает Рот, такие хрестоматийные примеры самоорганизации, как гексагональные ячейки Бенара или аутокатали-тические реакции Белоусова - Жаботинского, живыми системами не являются. "Несмотря на то, что существует множество самообразующихся упорядоченных состояний, нам известен только один тип самоподдерживающихся систем, а именно - живые существа" [3, с. 81]. Отсюда делается вывод о фундаментальной автономности живых систем: "Эти системы (самоорганизующиеся) во всем зависят от окружающей среды, т.е. являются гетерономными. (В отношении ячеек Бенара и осциллятора Винфрее справедливо то, что они могут существовать лишь в сосуде, который не является частью их самих, ими же не произведен.) Живые существа, напротив, сами регулируют свой обмен веществ и энергообмен с окружающей средой, т.е. являются автономными системами. Не будучи обособленными никакими внешними средствами, они сами создают границы и оболочки, к примеру, в форме мембран, в пределах которых протекают жизнеподдерживающие процессы" [3,с.81].

Данная точка зрения вполне согласуется с концепцией аутопоэза Матураны - Варелы. Однако, чтобы ответить на изначально поставленный вопрос - "Почему вообще живые существа должны обладать свойством восприятия?" [3, с. 80] - мы должны признать тот факт, что "автономность живых существ также является ограниченной; они могут существовать только при условии постоянного притока вещества и энергии'' [3, с. 81]. Тем не менее, "самое важное отличие между живыми существами и выше названными физическими и химическими самоорганизующимися, самообразующимися системами состоит в том, что живые существа поддерживают свое состояние в надлежащей упорядоченности активным образом" [3, с. 81]. "Организмы нуждаются в непосредственном, но в то же время селективном контакте с окружающей средой, либо, по-другому: окружающая среда напрямую материально и энергетически воздействует на организм и тем самым хотя бы частично оказывает влияние на его состояние. Однако сам организм способен в той или иной мере управлять этими воздействиями, направлять их по определенным каналам, либо смягчать" [6, с. 263]. И еще: "..Взаимодействие организма с окружающей средой носит специфический характер, т.е. организму требуется только определенное вещество и энергия, и он сам регулирует количество поступления (и возврата)" [6, с. 263]. Именно указанные две особенности живой системы - активность и селективность взаимодействия с факторами окружающей среды - и определяют необходимость наличия аппарата восприятия. Можно сказать, что любой акт селективного взаимодействия организма со средой, причем не только на уровне нервной системы, но на любом физико-химическом уровне представляет собой, по словам Рота, "прототип восприятия" [3, с. 82].

Однако именно понятию самореферентности Рот уделяет наиболее пристальное внимание, придавая ему значимость одной из ключевых характеристик мозга и, соответственно, когнитивной функции вообще. В самом общем виде самореферентность определяется как отсутствие внешних реферирующих (оценивающих, контролирующих) факторов в отношении происходящего в системе ("суть самореферентности и самоэкспликации состоит в том, что не существует никаких внешних, "объективных " контролирующих инстанций" [7, с. 245]). Такое же понимание самореферентности в широком смысле мы находим у Глазерсфельда, Фёрстера и других конструктивистов; однако каждый из них заостряет свое внимание на тех аспектах, которые близки именно его исследовательским интересам. Рот различает два вида самореферентности: функциональную и семантическую. "Под функциональной самореферентностью данной системы я подразумеваю свойство, способность вступать рекурсивным или кругообразным образом во взаимодействия с собственными состояниями так, что каждое последующее состояние оказывается результатом предыдущих состояний. Самореферентные системы в последовательности своих состояний являются самоопределяющимися, или автономными. Последовательность их состояний не регулируется извне.

Важно, что самореферентность не подразумевает изолированности: самореферентные системы поддаются внешнему влиянию и модуляции. Однако результаты этих, воздействий, их количественные и качественные характеристики полностью задаются самореферентной системой. Это значит, что, может ли вообще внешнее событие оказать влияние на систему и, если да, то каким образом и с какой силой, определяется данной системой" [7, ее. 240-241]. Функциональный аспект самореферентности можно было бы также обозначить как кибернетический, поскольку он касается непосредственно организационных принципов, которые могут быть распространены на любую систему данного класса. Семантическая же самореферентность в большей мере относится к феноменологии когнитивных систем, характеризуя такие явления, как сознание, мышление, конструирование смыслов, значений, оценок. "Одновременно, мозг является семантически самореферентной, или самоинтерпретируемой (selbstexplikativ) системой: он наделяет свои собственные состояния теми смыслами, которые сам считает приемлемыми. Так, на основе исключительно внутренних критериев, он решает, являются ли переживаемые им данные возбужденные состояния событиями внешнего мира, его собственного тела, или из области психики, т.е. духовного характера, и какие именно значения будут им приданы" [7, с. 241]. Функциональная самореферентность есть не что иное, как тот организационный принцип, который делает возможным существование самореферентности семантической (смысловой).

В таком же ключе, как самореферентность истолковывается Ротом и понятие информационной замкнутости мозга: "Утверждение конструктивистов о том, что мозг как система восприятия являеться информационно/семантически замкнутым, кажется противоречивым из-за того, что на память тут же приходит тот факт, что живые системы энергетически и материально всегда характеризуются как открытые. Однако энергетическая и материальная открытость не имеет ничего общего с информационной, семантической открытостью. Открытость в информационном/семантическом смысле означала бы, что мозг, будучи системой восприятия, получает из окружающей среды сигналы, которые вне всякой связи с мозгом содержат в себе определенное значение/информацию, инструкцию. Мозгу достаточно было бы эту информацию принять, "отфильтровать " и направить по ней свою активность.. Согласно многочисленным экспериментам в области сенсорной физиологии и психофизики, те физико-химические раздражители окружающей среды, которые воздействуют на чувствительный эпителий, никакой объективный смысл в нервную систему не привносят. Т.е. то, что приводит к возбуждению органов чувств, не содержит в себе предустановленных ответных эффектов. Значения сигналов конструируются исключительно мозгом. В таком смысле мозг представляет собой систему производства информации, а не ее потребления" [8, сс. 360, 361]. Здесь важно указать на существование фундаментальной разницы в толковании понятия "информации", на котором, с одной стороны, строится классическая теория информации Шеннона, и которое, с другой стороны, лежит в основе конструктивистской эпистемологии. То сугубо техническое определение информации, которое господствовало в кибернетике и математических дисциплинах, начиная с сороковых годов, будучи перенесенным в область когнитивной психологии и эпистемологии, приводит к серьезным трудностям в понимании теорий функционирования мозга как когнитивной системы. По мнению Рота, теорию информации Шеннона правильно следовало бы назвать теорией сигналов, либо специально оговорить такое понимание слова "информация", дабы не путать со значениями сигналов, той осмысленной информацией, которая придается им принимающей системой. "Один и тот же знак/сигнал может иметь совершенно различные значения, и наоборот, одно и то же значение может передаваться посредством совершенно различных знаков. Что касается разработанной Шенноном и Вивером технической теории сообщений, то она имеет дело исключительно с условиями передачи, хранения, получения и переработки сигналов, вне зависимости от того, что именно эти сигналы значат" [3, с. 105]. И далее: "Таким образом, мы должны провести строгое разграничив между сигналами, к примеру, между теми возбужденными состояниями нейронов, которые воспроизводятся в органах чувств и их значениями. Какое-то значение нейронные возбуждения обретают лишь внутри определенной когнитивной системы, причем в зависимости от контекста, в котором данное возбуждение происходит"[3, с. 108].²

О том, какое понимание "информации" является наиболее адекватным в "конструктивистской теории мозга", Рот говорит следующим образом: "Под "информацией " и "значением " (оба понятия, как и понятие "семантика " употребляются в дальнейшем как синонимы) какого-либо сигнала я понимаю тот эффект, который этот сигнал оказывает на структуру и функцию нейрональной когнитивной системы, сказывается ли этот эффект в изменениях поведения или состояний восприятия и сознания. Таким образом, информация/значение - это все то, что мозг сам и в себе переживает, т.е. от простейших восприятий до "значений" в обыденном смысле - в качестве духовных и ментальных коннотаций" [8, с. 369].

Как уже говорилось, Рот считает себя принципиальным противником тезиса Матураны о том, что нервная система является аутопоэтической: "..Я хочу показать, что понимание особенности работы мозга в качестве когнитивной системы возможно только при условии признания того факта, что он функционирует не как аутопоэтическая система. Процесс аутопоэза организма и процесс возникновения самореферентного нейронного возбуждения в нервной системе являются принципиально различными" [6, с. 262]. На мой взгляд, такое несогласие представляется весьма существенным и заслуживает особого внимания.

Логика рассуждений Рота такова. В отличие от процессов, непосредственно принимающих участие в осуществлении аутопоэза, и тем самым имеющим строгую направленность, нервная система (нейронная сеть) способна принимать бесконечное количество состояний, не подчиняющихся общему диктату аутопоэза. С одной стороны, это ведет к тому, что нейроны в своей активности не являются самоподдерживающимися, а функционируют "за счет" аутопоэза других частей организма. С другой стороны, такая автономность и многообразие состояний лежит в основе "когнитивной функции", которая не зависит от аутопоэтической кругообразности. "Автономия мозга подразумевает - что очень важно - освобождение от функции поддержания собственного существования: отныне мозг может заниматься вещами, которые имеют непрямое, или не имеют вообще никакого отношения к процессу выживания (либо могут даже на протяжении какого-то времени им противодействовать). Именно это свойство лежит в основе специфического функционирования человеческого мышления, а именно - конструирования действительности, что дает возможность осуществлять планирование поступков, т.е. заниматься чем-то таким, что пока для данного организма не приносит никакой пользы" [6, с. 270]. Отделяя аутопоэз от самореферентности, Рот тем самым отделяет процесс жизнедеятельности от процесса познания, вступая в дискуссию с другим основным тезисом Матураны: "жизнь = познание". "Когнитивные процессы создают - в противоположность мнению Матураны - нечто такое, что пребывает на другом онтологическом уровне по сравнению с аутопоэзом" [6, с. 270]. И далее: "Она (когнитивность) конституирует совершенно новую область бытия тем, что генерирует процессы, а именно - процессы самоописания, которые принципиально не встречаются в физико-химическом мире аутопоэза. Это становится причиной того, что то, что мы называем "законами природы ", не имеет силы в отношении восприятия и мышления" [6, с. 275]. И еще: "Если аутопоэтические системы могут реализовываться только в физико-химических рамках процесса самоподдержания, накладываемых окружающей средой, когнитивные процессы свободны от этих ограничений и подчиняются лишь своим внутренним законам и требованиям" [6, с. 282].

Как конструируется восприятие?

"Восприятие - это процесс непрерывной оценки мозгом сенсорных раздражений, осуществляемой по критерию воздействия этих раздражений на организм" [4, с. 318].

Как уже говорилось, в центре научных интересов Рота как нейробиолога всегда остается работа мозга как такового - как на уровне физиологическом (начиная от функционирования синаптических соединений и отдельных нейронов и заканчивая организацией нервной системы и, прежде всего, головного мозга как целостного образования), так и на уровне ментальном (от простейших актов восприятия до конструирования действительности). Заслуги Рота в данной области бесспорны, а полученные им результаты могли бы стать основой для целых глав в учебниках по нейрофизиологии, нейропсихологии, или когнитивной психологии, вне зависимости от их конструктивистской направленности. Однако для нас важным представляется описание именно тех тех процессов, которые лежат в основе конструктирующей активности мозга, делают такую активность возможной.

В расширенном виде проблема может быть сформулирована следующим образом: "Как в мозге воссоздается целостность восприятия? Этот вопрос идентичен вопросу о конституировании визуальных объектов вообще. Расчленение нашего зрительного восприятия на объекты и отдельные сцены вовсе не базируется на том факте, что наша окружающая среда поделена на объекты и сцены, которые затем "непосредственно" воспринимаются. Если же мы примем, что независимый от сознания мир действительно поделен на объекты и сцены в том смысле, что является нашим опытным миром, тогда понятно, что на уровне рецепторов органов чувств не существует ни объектов, ни образно обособленных процессов. То, что там происходит - это элементарные физиологические реакции, которые на дальнейших уровнях зрительной системы "собираются" в цвета, контуры, движения и т.д., в простые, а затем и сложные объекты и картины. Каковы те правила, которым подчиняется данный процесс и каково их происхождение?" [4, с. 309].

Что представляет собой восприятие? Восприятие - продукт взаимодействия мозга (организма) с окружающей средой. Окружающая среда в данном случае может быть определена как некая совокупность специально никак не дифференцированных физико-химических факторов, ограничивающих возможности существования (выживания) организма. Организм - аутопоэтическая система, некое "самоорганизующееся "внутреннее", находящееся в постоянном противоборстве с агрессивным "внешним"" [9, с. 170]. Восприятие обусловливается необходимостью и способностью организма селективно взаимодействовать с внешней средой. Факторы, определяющие эту селективность, - прерогатива организма, а не среды, т.е. его потребности (в веществе и энергии, а также в физико-химических условиях - температуре, влажности, низком уровне радиации и т.д.). Исходя из потребностей формируются органы чувств, диапазон их чувствительности. "Таким образом, именно строение органов чувств и их функционирование определяет, какие вообще события внешнего мира могут оказывать воздействие на мозг" [7, с. 234]. "..В систему восприятия принципиально могут попасть только такие характеристики вещей и процессов, которые согласно своим физическим свойствам способны возбуждать определенные чувствительные клетки. Восприятие всегда носит аспектный и фрагментарный характер; аспектов может быть меньше или больше, фрагмент - уже или шире. Однако невозможно охватить все аспекты, да этого вовсе и не требуется: не должны быть упущены только те из них, которые имеют значение для выживания воспринимающего организма" [3, с.79-81]. "Мир воспринимается только в той мере, в какой его свойства и события представляются организму существенными с точки зрения его выживания" [3, с. 85]. Здесь следует отметить, что любые факторы окружающего мира, которые остаются за пределами восприятия, просто не имеют смысла для живого организма, вопрос об их существовании или не существовании спонтанно никогда не может возникнуть внутри когнитивной системы, т.е. мозг не испытывает дефицита, нехватки знаний о чем-то таком, что не оказывает влияния на процесс его выживания (аутопоэза).

Аппарат восприятия, включающий сенсорные рецепторы, память, узнавание, оценки и смыслы, формируется исторически (как в ходе филогенеза, так и в при онтогенетическом развитии) в результате взаимодействия организма со средой, в процессе деятельности, воздействий и оценок результативности этих воздействий. Многочисленные эксперименты и случаи из клинической практики показывают, что формирование тех или иных качеств восприятия невозможно без постоянного активного воздействия живого организма на окружающую его среду. Такое воздействие происходит по принципу "проб и ошибок", а запечатлеваемые в памяти схемы поведения в ответы на взаимодействия с теми или иными средовыми факторами - опытом:

"..Двигательные центры мозга позвоночных в процессе онтогенеза развиваются раньше сенсорных. Спонтанная двигательная активность и сенсорная обратная реакция на нее являются чрезвычайно важными для построения и "калибровки " центральных сенсорных карт и других репрезентаций. Животные и человек вначале проявляют поведенческую активность, чем впоследствии и определяется построение чувственного мира. Это проявляется, к примеру, в том, что нормальные модально-специфичные зоны мозга не формируются, если ребенок был лишен возможности активно исследовать окружающий мир, как это бывает в случае длительной госпитализации (Spitz³). Описанные случаи врожденной слепоты (v. Senden, Gregory⁴ ) показывают, что поздний сенсорный опыт никак не может, либо с огромными усилиями вписывается в уже сформированные когнитивные структуры. Те из слепорожденных взрослых пациентов, которые в результате операции стали видеть, испытывают огромные трудности в интерпретации увиденного, в особенности, если оно недосягаемо для осязания. Зачастую они подчиняют свои визуальные впечатления другим известным им сенсорным модальностям, либо воспринимают их просто как боль.

Большинство описанных пациентов пасовало перед трудностями вхождения в этот неизвестный мир и буквально закрывало на него глаза" [10, с. 294].

Трудности, которые испытывают слепорожденные и животные, выросшие в условиях ограниченного сенсомоторного опыта, возникают не из-за недоразвитости органов чувств или неважности факторов среды для их выживания. Ввиду отсутствия моторного опыта они не могут сформировать гипотезы⁵ относительно сенсорных образов, которые проверялись бы в процессе двигательной активности. Собственно говоря, какие-то гипотезы при столкновениях с факторами среды у них все равно возникают, но исключительно в пределах того сенсорного опыта, которым они обладают (т.е., скажем, у слепорожденных и прозревших вместо зрительных - перцептивные образы-гипотезы). Отметим, что онтогенетический опыт не следует понимать в узком смысле как специфическую функцию той или иной системы. Опыт данного организма сохраняется во всем, что участвует в процессе аутопоэза (а не только в когнитивной памяти). Так, к примеру, эмоции, чувства, испытываемые организмом при столкновении с фактором внешней среды, также неизбежно несут на себе отпечаток прошлых действий: "Работу лимбической системы мы ощущаем на себе как переживание сопутствующих эмоций, которые либо предостерегают нас от определенных поступков, либо направляют планирование наших действий в определенное русло. Тем самым, эмоции - это "сконцентрированный опыт"; без них.. никакое разумное действие невозможно. Кто не чувствует, тот не в остоянии принимать решения и поступать разумным образом" [3, с. 212].

Как считает Рот, фундаментальным нейронным механизмом, делающим возможными когнитивные процессы и, прежде всего, конструирование смыслов, является принцип синапсов Хебба (Prinzip der Hebb-Synapse), установленный в 1949 г. канадским психологом Д. Хеббом. Что представляет собой данный принцип и к каким далеко идущим выводам в рамках конструктивистского объяснения природы восприятия ведет его формулирование, хорошо видно из следующей выдержки: "Принцип синапсов Хебба гласит о том, что сенсорные состояния возбуждения только тогда приводят к модификации нейронной сети, когда постсинаптическая клетка подготовлена к акту научения посредством других воздействий. Эти другие воздействия приходят из центральной оценочной системы, расположенной в стволе и базалъной части переднего мозга, и имеющей отношение к процессам бодрствования, внимания и мотиваций. Это означает, что сохранению подлежит только то, что кажется новым и важным. Большинство из того, что мы воспринимаем, хотя бы частично оказывается новым, однако не представляется важным, давно же знакомое не является важным по определению (per se).

Любое содержание восприятия должно в первую очередь пройти тест на "детекторе новизны " на степень известности и далее на "детекторе релевантности" на предмет важности, что также привлекает к работе память. Обе системы работают в человеческом мозге невероятно быстро (например, при узнавании лица), вовлекая многие миллиарды нервных клеток коры головного мозга. То, что является новым и важным, является новым и важным всегда только с позиции предыдущего опыта. "Детекторы новизны и релевантности" должны проводить сравнение актуально воспринимаемого с тем, что ранее было оценено как важное и "сохранено ". Это означает, что они руководствуются при оценке критериями, исходящими, в свою очередь, из системы памяти.

Тем самым мы попадаем в кажущийся замкнутый круг, который, являясь по сути самореферентностью, характеризует фундаментальный организационный принцип мозга как когнитивной системы. Этот принцип гласит о том, что те критерии, по которым мозг оценивает свою собственную активность, должны быть выработаны им же самим на основе более ранних внутренних оценок собственной активности. Научение для мозга (а тем самым и для всего организма) - это всегда научение по удавшейся или неудавшейся активности, причем критерии для установления успешности сами, в свою очередь, вырабатываются на базе предыдущих удачных научений" [11, ее. 147, 148].

Самореферентность мозга на уровне нейронной организации актуализируется в, так называемом, принципе нейтральности нейронального кодирования, суть которого состоит в следующем: "В процессе преобразования физического или химического фактора окружающей среды в форму мембранного потенциала, данный раздражитель теряет свою специфичность. Различные факторы (раздражители) внешней среды переводятся сенсорными рецепторами на "язык нейронов ", либо - в "нейроналъный код ". Перевод специфического раздражителя в нейроналъный код приводит к потере специфичности данного раздражителя. Более того, каждый рецептор точно так же может приходить в состояние возбуждения, индуцированное неспецифическим раздражителем (как это случается, к примеру, при ударе в глаз, последствием чего является "видение искр")" [4, с. 288]. В связи с этим возникает вопрос: если сигнальная система мозга настолько унифицирована, что нивелирует качественные различия возбуждающих ее факторов внешней среды, то откуда берется то разнообразие явлений, событий, предметов и их свойств, которое каждый из нас наблюдает в сконструированной им действительности? Как соотносится качественное разнообразие факторов внешней среды с разнообразием образов восприятия, коррелируют ли они каким-то образом, как преодолевается (и преодолевается ли вообще) лежащая между ними "пропасть" однообразия нейронального кода?

Следует заметить, что разнообразие факторов внешнего мира и разнообразие содержимого восприятий имеют различную природу, различную "онтологию" и не могут коррелировать в обычном смысле, хотя и являются в определенной мере параллельными. Тот поток раздражителей, который попадает на сетчатку либо другие рецепторные поля органов чувств, будучи гетерогенным, неоднообразным (как мы это можем предполагать), все же не служит паттерном для воспроизведения качественно такого же многообразия в феноменологическом поле восприятий. "Из факта неспецифичности рецепторного ответа на специфичные раздражители окружающей среды следует один фундаментальный для теории восприятия и теории познания вывод о том, что любые качественные различия в области восприятий по модальности (зрение, слух, осязание и т.д.), первичным (цвет, движение, высота тона) и вторичным качествам (определенный цвет, определенный звук), а также количественные (интенсивность) различия не имеют прямой связи со свойствами раздражителей окружающей среды; т.е. они являются принципиально конструируемыми свойствами. На рецепторном уровне не существует никакой картины мира, а лишь мозаика элементарных возбужденных состояний. К примеру, такого рода возбужденные состояния фоторецепторов передают лишь точечные распределения по длинам световых волн и по яркости. Таким образом, на уровне фоторецепторов не существует ни образов, ни картин, ни сцен, ни даже контуров, линий или контрастов, которые вообще могли бы рассматриваться как "простейшие" компоненты зрения. Самих по себе движения и (относительных) величин зрительного раздражения в качестве кажущихся простейших элементов зрительного восприятия на данном уровне не существует. Все эти компоненты "высчитываются " и производятся в последующих зрительных центрах из материала рецепторной активности и центральных возбуждений" [4, с. 290].

Здесь важно отметить, что Рот, в отличие от других конструктивистов, не говорит об отсутствии вообще какой-либо дифференцировки, различности первичного сенсорного материала (как это делает, например, Фёрстер, опираясь на принцип недифференцированного кодирования Мюллера). Рот предпочитает говорить о его принципиальной многозначности: "Окружающая среда организма является принципиально многозначной в отношении своей предметности, своих закономерностей и своих смыслов. Соответственно, все то, что попадает из внешней среды на сенсорные поверхности нервной системы, многозначно в буквальном смысле слова. Задача мозга - уменьшить эту многозначность так, чтобы это служило его выживанию, что, собственно, и происходит согласно внутренним - врожденным или приобретенным в результате научения - критериям" [4, с. 284].

Таким образом, в процессе конструирования действительности (восприятия) можно указать на две основные группы факторов, которые этот процесс направляют и определяют. Первая группа - это поток не реферированных (не осмысленных, не оцененных) факторов внешней среды, которые при взаимодействии с организмом приводят к возбуждению рецепторов органов чувств. Важно отметить, что первичная мозаика элементарных рецепторных возбуждений (по-другому, раздражителей), несмотря на свою неопределенность, все же носит дифференцированный, воспроизводимый характер. Если бы это было не так, то организм не смог бы существовать в такого рода произвольном хаосе, где ни опыт, ни научение, ни повторное взаимодействие не было бы возможным. Именно на воспроизводимости внешних сигналов основано любое восприятие и когнитивная система вообще, суть которой состоит в улавливании повторов. Все дальнейшие этапы - ретрансляция этих повторов в высшие мозговые центры, их оценка на предмет новизны и важности, придание им значений, смыслов и информативности, наконец, конструирование данной реальности данным конкретным организмом из данной совокупности первичных взаимодействий - определяются второй группой факторов, главная задача которых состоит в том, чтобы подчинить первичные воздействия интересам данного организма (его выживанию). По сути дела, ауто-поэз (причем аутопоэз данного конкретного организма, аутопоэз "здесь и сейчас") - это то единственное, что задает критерии и закономерности конструирования действительности (а не отображение объективной реальности, поиск трансцендентных или "вечных" истин, либо вера в Божественное откровение).

Но если, согласно одному из фундаментальных конструктивистских принципов, первичный "порядок вещей" остается всегда когнитивно недоступным, непознаваемым, то процесс построения смысла из потенциально многозначной мозаики первичных рецепторных возбуждений вполне поддается изучению, в том числе на уровне нейронов и структурных образований мозга. В своих работах Рот неоднократно обсуждает конкретные механизмы семантизации элементарных возбуждений. Остановимся вкратце на некоторых из них.

Принцип топологической организации мозга. "Перед мозгом стоит задача интерпретировать идущие от органов чувств возбуждения. Это происходит согласно различным принципам. Важнейшим из них является принцип локализации. Принцип этот означает, что модальность (видение, слышание и т.д.) и свойства (цвет, движение; высота тона, звук и т.д.) раздражителя определяются локализацией в мозге вызываемого им возбуждения: любые возбуждения, которые прямо или косвенно связаны с активностью сетчатки и зрительным нервом, будут интерпретированы мозгом как видение. В той же мере это верно и в отношении слуха, осязания, обоняния и т.д." [3, сс. 249, 250]. Как говорит Рот со ссылкой на Мюллера и Дюбуа Раймона: "..Если бы было возможным в нервной системе хирургически поменять местами слуховые и зрительные нервные каналы, то мы бы слышали молнию и видели бы гром" [3, с. 101].

Временной паттерн активности. "Интенсивность и продолжительность раздражителя представлена, как правило, посредством временного паттерна активности нервных клеток; по-видимому, тем же путем кодируются и некоторые другие свойства раздражителя (его структурированность)'" [3, с. 250]. Таким образом, то, что рецепторы "могут передавать" нервной системе, носит двоякий характер: 1) наличие или отсутствие физического или химического фактора ("раздражителя", "стимула"), в отношении которого они чувствительны; 2) интенсивность раздражителя в пределах диапазона чувствительности. В свою очередь, на уровне синаптических соединений и клеточных мембран существуют свои механизмы кодирования.

Суммация синаптической активности. "Теперь мы знаем уже два важных фактора, определяющие интеграционную функцию отдельной нервной клетки, а именно, во-первых - это положение синапса (т.е. расположен ли он далеко или вблизи от аксонного холмика), а во-вторых, пространственно-временная суммация синаптической активности (т.е. сколько синапсов одновременно участвует в генерации постсинаптического потенциала). В любом случае существует также вероятность того, что постсинаптический потенциал будет от дендритов к аксонному холмику передан не пассивным образом, а активно усиливаться на своем пути, что, естественно, увеличивает его шанс вызвать потенциал действия. Важнейшим фактором в интегративной функции отдельной нервной клетки является также количественное соотношение возбужденных и заторможенных синапсов - и, естественно, то, в каком месте это происход

Вместе с этим смотрят:

Aerospace industry in the Russian province

Airbus Industries

AVR микроконтроллер AT90S2333 фирмы Atmel

Bachelor

Cкремблирование и дескремблирование линейного сигнала