Мозговой Wi-Fi. Электромагнитная теория сознания — альтернативный взгляд на происхождение свободы воли

Может быть, сознание не за шифровано в работе нейронов, а существует в электромагнитном поле мозга?

Джонджо Макфадден — профессор молекулярной генетики в университете Суррея. Среди его книг: «Квантовая эволюция» 2011 года, «Человеческая природа: факты и вымысел» 2006 года, и написанная в соавторстве с Джимом Аль-Халили — «Жизнь на грани: наступление эры квантовой биологии» 2014 года.

Примерно 2700 лет назад в древнем городе Самаль, который располагался на территории современной Турции, пожилой слуга царя сидел в углу своего дома и размышлял над природой своей души. Его звали Куттамува. Он смотрел на сделанную по его заказу базальтовую стелу с выгравированным на ней собственным портретом и надписью на арамейском языке.

Надпись предписывает его семье устроить в этой комнате погребальный пир после его смерти: тельца — для Хадада харпатали [* слово, вероятно обозначающее титул товарища], овна для охотника Ника-араваса, овна — для Шамаша, овна для винодела Хадад, овна — для Кубабы и овна для его души, которая находится в этой стеле. 

Куттамува считал, что он построил прочный сосуд для своей души из камня. Эта стела, вероятно, одно из самых ранних письменных свидетельств дуализма — веры в то, что сознание содержится в нематериальном духе отдельно от материального тела.

Как нейроны могут порождать сознание?

Каким образом атомы и молекулы, из которых состоят нейроны в нашем мозгу (не сильно отличающиеся от кусочков материала в инертной стеле Куттамувы и стального каркаса больничной койки) способны создавать осознавание и силу мысли? 

Отвечая на этот давний вопрос, большинство современных нейробиологов укажут, что дело в обработке информации, выполняемой нейронами.

И у Куттамувы, и у моего сына процесс такой обработки начинался, как только свет и звук достигали их глаз и ушей. Это побуждало нейроны генерировать сигнал в ответ на эти аспекты окружающей среды. Для Куттамувы, вероятно, это были сосновая шишка и расческа, которые держит он, изображенный на стеле. Для моего сына — пиканье машины и движение стрелки часов на стене.

Каждый эпизод передачи сигнала состоит из движения электрически заряженных частиц (ионов) по телу нейрона. Это движение вызывает подобие цепной реакции, которая распространяется от одной нервной клетки к другой по законам логики, аналогичным булевым операциям И, ИЛИ и НЕ, которые выполняют логические элементы в компьютерах. Таким образом они генерируют выходной сигнал — например, речь.

За считанные миллисекунды после взгляда на стелу возбуждение миллионов нейронов в мозге Куттамувы коррелировало с тысячами визуальных элементов стелы. В этом смысле, «коррелируя», нейроны предположительно должны были «знать» об этих аспектах стелы Куттамувы.

Однако обработки информации очевидно недостаточно для осознанного знания: компьютеры обрабатывают огромное количество информации, но пока что не продемонстрировали ни малейшего намека на сознание.

Несколько десятилетий тому назад в эссе, посвященном феноменологии сознания, философ Томас Нагель предложил нам представить себе, каково быть летучей мышью. Это ощущение «бытия чем-то», обладание субъектной перспективой на окружающий мир, показывает нам, что значит быть осознающим «знающим». 

Наблюдая ЭЭГ моего сына в той больнице, я задавался вопросом: каково это — быть одним из его нейронов, которые обрабатывают информацию о хлопке дверью?

Насколько мы можем судить, отдельный нейрон «знает» только одно — свою скорость возбуждения: он возбуждается или не возбуждается на основании вводных данных.

Так что информация, которую он в себе несет, в целом эквивалентна единице или нулю на бинарном компьютерном языке. Таким образом, один нейрон кодирует один бит информации. Значение этого бита может коррелировать с хлопком двери, но ничего не говорит о ее форме, цвете, ее назначении в качестве портала между комнатами или о шуме от хлопка́ — о деталях, которые, я уверен, были частью сознательного опыта моего сына.

Я пришел к выводу, что невозможно представить ощущения от бытия нейроном в голове моего сына.

Проблема объединения и упущения

Конечно, можно поспорить (как нейробиологи обычно и делают), что несмотря на то, что нейрон сам по себе почти ничего не «знает» — собрание из 100 миллиардов нейронов в мозгу моего сына «знают» всё, что есть в его разуме и таким образом чувствуют себя кем-то. 

Однако это объяснение наталкивается на так называемую «проблему объединения*» [*binding problem]: каким образом информация из миллионов широко распределенных нейронов собирается вместе, чтобы создать сложное объединенное сознательное восприятие комнаты или стелы? 

Другой вопрос — упущение. Почему мы не «знаем» ничего о сложной сети из информационных вводов и событий обработки информации между иммунными клетками, которые «решают», какой иммунный ответ нужно дать, чтобы защититься от инфекции? Почему Куттамува не осознавал сложность расчетов, которые проводит мозг, чтобы его тело оставалось в вертикальном положении во время прогулки? Почему электронный мозг Deep Blue (шахматный суперкомпьютер) не интересуется шахматами, если ему только не дать команду?

Загадка в том, чтобы понять особенности некоторых мозговых активностей, которые создают осознавание и мышление и отсутствуют в искусственных мозгах.

Электромагнитный сигнал в мозгу

Наблюдение за маршем волнистых линий на экране ЭЭГ натолкнуло меня на зачатки другой идеи: к тому, что не сводится к чистым нейронным вычислениями и обработке информации. 

Каждый раз, когда нейрон возбуждается, по его нервной ткани, как по кабелю, проходит материальный сигнал — но он также испускает электромагнитный импульс в окружающее пространство (как сигнал телефона во время отправки сообщения).

Когда мой сын услышал закрывшуюся дверь, вместе с возбуждением миллиарда нейронов в мозге возникли миллиарды крошечных импульсов электромагнитной энергии. Эти импульсы сливались друг с другом, генерируя подобие бассейна электромагнитной энергии, которое называется электромагнитным полем — то, чем нейробиологи пренебрегали во время исследования природы сознания.

Нейробиологи больше века знали об электромагнитном поле мозга (ЭМ), но почти всегда отбрасывали его, как имеющее такую же значимость к их работе, как выхлоп автомобиля — к рулевому управлению.

Тем не менее, поскольку информация — это просто корреляция, я знал, что лежащие в основе ЭМ поля мозга волнения, генерирующие скачки на экране ЭЭГ, «знали» о хлопанье больничной дверью столько же, сколько и нейроны, которые вызывали эти волнения. И я изучил достаточно физики, чтобы понимать ключевую разницу между возбуждением миллионов отдельных нейронов и ЭМ полем, которое создается их возбуждением. 

Единое поле мозговых волн

Информация, закодированная в миллионах дискретных битов в миллионах отдельных нейронов физически объединяется в едином ЭМ поле мозга.

Единство ЭМ полей очевидно, когда вы пользуетесь вайфаем. Вы можете включить подкаст о стеле Куттамувы на телефоне, пока другой член семьи смотрит фильм онлайн, а третий — слушает музыку на стриминговом сервисе. Удивительно, что вся эта информация — фильмы, картинки, сообщения и музыка — мгновенно доступны из любой точки в непосредственной близости от вашего роутера. Так получается благодаря тому, что, в отличие от информации, которая кодируется в дискретных единицах материи (как нейроны или логические элементы в компьютерах), в ЭМ поле информация закодирована в виде нематериальных волн, которые путешествуют со скоростью света от источника к получателю.

Между источником и приемником все эти волны, кодирующие разные сообщения, перекрываются и смешиваются, становясь единым электромагнитным полем физически связанной информации (такой же единой, как и один фотон или электрон) и которая может быть загружена из любой точки поля. Поле и всё, что в нем закодировано, находится повсюду. 

Как электромагнитное поле может порождать сознание

Наблюдая за маршем волн ЭЭГ моего сына на экране, я задавался вопросом: каково это — быть электромагнитным полем его мозга, пульсирующим физически связанной информацией, которая коррелирует со всеми его чувственными восприятиями? Я предположил, что это — всё равно, что быть им самим.

Предположение, что сознание находится в ЭМ поле мозга, может казаться странным. Но страннее ли оно, чем вера, что сознание располагается в материи?

Давайте вспомним уравнение Альберта Эйнштейна E = mc2. Оно показывает переход от материи в правой части уравнения (m) к энергии — в левой (E). Обе стороны — физические. Но если материя кодирует информацию в виде отдельных частиц, то энергетическая информация кодируется в виде перекрывающихся полей, в которых информация объединена в единое целое. 

Таким образом, если мы разместим сознание в электромагнитном поле мозга, то решим «проблему объединения»: информация, закодированная в миллиардах распределенных нейронов, объединяется в нашем сознательном разуме, который основан на ЭМ поле.

Это тоже форма дуализма, но научного — основанного на различии между материей и энергией, а не материей и духом. 

Объединенная информация ЭМ поля «чувствуется», как осознавание. Так, например, опыт от звука закрывания двери представляет из себя «ощущение» возмущения ЭМ поля в мозге. Возмущения, которое с соответствует абстрактному процессу закрывания двери и коррелирует со всеми нейронами, в которых закодированы ассоциации с этим явлением.

Синхронность работы нейронов — коррелят сознания

За несколько недель до визита в больницу с сыном я прочитал провокационную книгу Фрэнсиса Крика «Удивительные гипотезы: научный поиск души» 1994 года. В ней один из открывателей двойной спирали [ДНК] предположил, что проблема сознания может быть решена посредством определения мозговой активности, которая коррелирует с сознательными мыслями и восприятием. 

Например, каждый знаком с ситуацией, когда не получается заметить какой-то объект, когда он прямо перед носом. У меня так обычно бывает с очками: я могу пялиться на беспорядок на своем столе больше минуты, пока не найду их. В самом начале процесса изображение моих очков будет зарегистрировано сетчаткой моего глаза и в течение всей минуты, пока я их «не вижу», такие детали, как цвета, линии и углы между ними, форма, текстура и т.д. будут распознаны и обработаны с помощью множества параллельных нейронных путей. А потом, неожиданно для себя, я их замечаю.

Крик предположил, что нам нужно определить разницу между нейронной обработкой, которая предшествует сознательному осознанию, и той, которая следует за ней. 

Несколько десятилетий исследований, проведенных многими нейробиологами по всему миру, определили, что синхронное возбуждение нейронов является самым явным атрибутом сознания.

Таким образом, когда множество распределенных нейронов обрабатывают разные детали моих очков, но я их не замечаю, все эти нейроны возбуждаются асинхронно, вразнобой. А в момент, когда в голове звучит радостное «ага!» и я наконец-то их заметил, все эти нейроны скооперировались, чтобы сработать одновременно.

Cemi — сознательная электромагнитная информация

Но почему так? Ведь синхронность возбуждения нейронов не должна влиять на операции по обработке информации. В ней нет смысла, если полагать, что сознание скрыто в нейронах. 

Но если мы рассматриваем сознание, находящееся в электромагнитном поле мозга, то ассоциация с синхронностью становится неизбежной. Бросьте несколько камешков в воду: там, где пик одной волны встретится с впадиной другой, они нейтрализуют друг друга — это называется деструктивной интерференцией. Однако, когда пики и впадины совпадают, они усиливаются, создавая бо́льшую волну. Это — конструктивная интерференция. 

То же самое происходит и в мозге. Когда миллионы различных нейронов, занятых записью и обработкой деталей моих очков, возбуждаются асинхронно, созданные ими волны нейтрализуют друг друга, создавая нулевое ЭМ поле. Тем не менее, когда те же нейроны заработают синхронно, их волны сложатся, отправив сильный ЭМ сигнал в ЭМ поле моего мозга — я «увижу» свои очки! Я называю это сознательной электромагнитной информацией (cemi) [* cemi — conscious electromagnetic information].

Электромагнитная природа свободы воли

Я делал публикации о cemi теории с 2000 года и недавно (в 2020) опубликовал обновление. Ключевой компонент теории — новое понимание природы того, что мы называем «свободой воли». 

Возвращаясь к нашему слуге короля из железного века: Куттамува, скорее всего, верил, что источником его воли была нематериальная душа. Когда приблизительно 3000 лет спустя светские философы и ученые изгнали душу из тела, волевые решения стали всего лишь результатом работы механизма нейронных вычислений. Мышление перестало отличаться от подсознательных действий, таких как ходьба, моргание, жевание или построение грамматически правильных предложений.

Почему же тогда волевые действия ощущаются не так, как подсознательные? В работе 2002 года я предположил, что ощущение «свободы воли» объясняется влиянием cemi поля на нейроны. Это влияние — и есть инициатор произвольных действий. 

В то время не было особых доказательств влияния ЭМ полей на работу нейронов. Но эксперименты Дэвида МакКормика на медицинском факультете Йельского университета в 2010 году и Кристофа Коха в Калифорнийском технологическом институте в 2011 году показали, что нейроны действительно могут быть возмущены влиянием слабых ЭМ полей, сравнимых по силе с ЭМ полем мозга. 

Эти эксперименты показывают правдоподобность «вайфай»-составляющей нейронной обработки информации, которая, на мой взгляд, и вызывает ощущение «свободы воли». То есть Куттамува был прав: его душа, ныне понимаемая как закодированная с помощью ЭМ поля информация в мозге, была источником его воли.

Однонаправленность и многозадачность: как различается сознательное и бессознательное в мозге

Теория cemi поля также объясняет, почему подсознание и сознание работают по-разному. Одно из самых поразительных различий между ними в том, что подсознание может делать много дел одновременно, а сознательно концентрироваться можно только на одной задаче. 

К примеру, Куттамува с легкостью мог болтать с другом, жуя жареную утку [главное — не подавиться! — прим. пер.], но не смог бы, не отвлекаясь, перемножить два больших числа во время напряженной партии в шахматы. Наше подсознание похоже на параллельный процессор, тогда как сознание — последовательный процессор, способный работать только с одной задачей одновременно.

Теория cemi поля объясняет эти два режима следующим образом: большая часть обработки информации (ее подсознательная часть) проходит исключительно по нейронным «проводам», которые не взаимодействуют с ЭМ полями. Это позволяет разным задачам вычисляться в разных нейронных цепях.

Эволюционные причины возникновения ЭМ сознания

В далеком прошлом все нейронные вычисления, скорее всего, проходили по такому параллельному пути. Иммунная система также работает в параллельном режиме без взаимодействия с ЭМ полями и потому она бессознательна.

Однако на каком-то этапе эволюционной истории в наших черепах стало настолько тесно, что соседние нейроны начали мешать друг другу посредством ЭМ взаимодействий. Если эти помехи нарушали работу жизненно необходимых функций, включался естественный отбор и изолировал нейроны, которые за них отвечают.

Но в ряде ситуаций эти помехи могли оказаться полезными, например, взаимодействия с ЭМ полем позволили проводить вычисления со сложными объединенными пакетами информации ЭМ поля, а не с простыми битами. Когда это произошло, естественный отбор двинулся в другом направлении, увеличивая чувствительность к ЭМ полю там, где это оказалось полезным. 

Тем не менее, у этого способа обработки информации была и обратная сторона. Вспомните пример с волнами от камешков на воде: они интерферируют. Разные идеи, которые возникают в cemi поле, взаимодействуют таким же образом и вносят погрешности друг в друга. Поэтому сознание, основанное на cemi-полях, неизбежно превратилось в последовательный компьютер, который может делать только одно дело одновременно.

Теория также дает ключи к разгадке преимуществ, которые извлек естественный отбор из взаимодействий в ЭМ поле мозга: стали возможными такие виды деятельности, как планирование, фантазирование, способность решать задачи и творчество. Эти операции вычисляются с помощью целостных закодированных в поле идей, а не бинарных битов. Я называю эти вычислительные единицы сознания «с-битами» (“cbits”).

Общий ИИ может быть создан на базе электромагнитной теории

Куттамува представлял свой будущий разум в базальте, который состоит из соединений диоксида кремния. Пожилой слуга удивился бы, узнав, что его фантазии не были такими уж нелепыми, ведь кремний — основной элемент в вычислительных компонентах компьютеров.

Пионер глубокого обучения ИИ Гэри Маркус недавно посетовал на то, что, несмотря на впечатляющую вычислительную мощность современных компьютеров, они до сих пор не демонстрируют так называемый «общий интеллект» — способность обобщать существующие знания для решения новых проблем. Маркус приводит пример: нужно найти лучший способ починить велосипед, у которого спицы привязаны веревкой к раме. Пятилетний ребенок с легкостью решит подобную задачу за считанные секунды. Тем не менее, отмечает Маркус, ни один из нынешних компьютеров не знал бы даже, как подступиться к ней.

Теория cemi поля предсказывает, что обычные компьютеры никогда не приобретут общего интеллекта, потому что это навык, порождаемый способностью cemi поля вычислять с-биты — идеи, а не двоичные числа. Обычный ИИ лишен этой возможности, потому что компьютерные инженеры прилагают большие усилия, чтобы уменьшить влияние ЭМ помех на вычисления. Без этого взаимодействия с ЭМ полем ИИ всегда будет глупым и бессознательным.

Теория cemi поля дает потенциально прорывную перспективу для создания искусственного сознания. Для этого потребуется разработать компьютерную архитектуру нового типа: эта архитектура, подобно мозгу, будет выполнять вычисления как с полями, так и с обычными логическими элементами. В устройстве человеческого мозга, чувствительного к ЭМ полю, содержится множество подсказок для построения этого революционного искусственного мозга будущего.

***

Заглядывая в будущее: возможно ли осуществить cамальскую мечту бессмертия разума?

Считать информационное содержимое человеческого мозга, а затем загрузить его в долговечный кремниевый чип, который бы обрабатывал информацию как по проводам, так и через поля — чрезвычайно сложная задача. Сложная, но не невозможная. 

Эти устройства не будут высечены из базальта, но, быть может, однажды нам удастся создать бессмертные сосуды для электрических душ. Мечта Куттамувы может стать будущим человечества.

Оригинал под названием «Brain wifi» вышел в журнале AEON. Почитать его можно здесь.

телеграм-канал «Настигло»