![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
"Сколько еще таких людей, не откликающихся, но сохраняющих сознание, томится в безвестности в неврологических отделениях и домах инвалидов?" |
|
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2024-07-01 11:58 ![]() Зачем измерять сознание человека. Отрывок из книги нейробиолога Анила Сета. В своей книге "Быть собой. Новая теория сознания" Анил Сет разъясняет свою концепцию о том, что такое сознание и откуда оно берется. Анил Кумар Сет (род. в 1972) — профессор когнитивной и вычислительной нейронауки в Университете Сассекса (Британия). Анил Сет является содиректором (совместно с проф. Hugo Critchley) Саклеровского центра науки о сознании (англ. Sackler Centre for Consciousness Science) и главным редактором журнала Neuroscience of Consciousness. Имеет степени в области естественных наук (BA/MA, Кембридж, 1994 г.), системотехники (M.Sc., Sussex, 1996 г.) и компьютерных наук и искусственного интеллекта (PhD, Суссекс, 2001 г.). Предлагаем вашему вниманию отрывок из его книги: Судя по всему, сознание зависит не от деятельности мозга в целом, а от коммуникации разных его частей между собой. Значимыми выглядят паттерны активности таламокортикальной системы, объединяющей кору головного мозга и таламус (комплекс овальных структур мозга — «ядер», располагающихся прямо под корой и соединенных с ней замысловатой сетью связей). Новейшие и самые потрясающие подходы к измерению уровня сознания и поисков способа отличить его от бодрствования основываются на отслеживании и количественной оценке этого взаимодействия. Самая амбициозная вариация на тему этой идеи выдает единое число, обозначающее градус сознания у человека. Основоположником этого нового подхода стал итальянский нейробиолог Марчелло Массимини, работавший сначала с известным исследователем сознания Джулио Тонони в Висконсинском университете в Мадисоне, а затем со своей собственной группой в Миланском университете. Решение они нашли простое и элегантное. Чтобы проверить, как коммуницируют друг с другом разные отделы коры, они стимулировали активность в одной ее области и фиксировали пространственно-временное распространение этой активности в другие. Для этого они применяли две технологии — ЭЭГ и транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС). С помощью аппарата ТМС — точно контролируемого электромагнита — исследователь посылает короткий и резкий импульс непосредственно в мозг сквозь череп, а ЭЭГ позволяет зафиксировать реакцию мозга на этот импульс. Это примерно как ударить по мозгу электрическим молотком и слушать эхо. Как ни удивительно, сам этот разряд ТМС испытуемый не чувствует, если только тот не провоцирует какую-нибудь реакцию, которую невозможно не заметить, например двигательную (когда магнит располагают над моторной корой, контролирующей движения) или мгновенное зрительное ощущение — «фосфен», случающееся, когда возбуждается зрительная кора. И если разряд вызовет спазм мышц лица или скальпа, вы этот болезненный укол заметите. Но в большинстве случаев сильная встряска мозговой активности, вызываемая ТМС, никаких изменений в сознательном опыте не вызывает. Впрочем, может, ничего удивительного здесь и нет. Просто свидетельство того, что мы не отдаем себе отчет в действиях наших нейронов — собственно, зачем бы нам его отдавать? Но хотя самих импульсов ТМС мы не чувствуем, их электрическое эхо, как выяснили Массимини и Тонони, можно использовать для различения уровней сознания. В бессознательном состоянии, таком как сон без сновидений или наркоз, ответный импульс очень прост. Сначала в той части мозга, на которую направлен разряд, возникает сильный отклик, но он быстро пропадает, словно круги от камня, брошенного в стоячий пруд. В сознательном состоянии реакция выглядит совсем иной: типичное «эхо» раскатывается по всей поверхности коры, то пропадая, то появляясь вновь. Сложный пространственно-временной рисунок этих появлений и исчезновений11 означает, что разные области мозга, в частности таламокортикальная система, коммуницируют друг с другом в сознательном состоянии гораздо более замысловатым образом, чем в бессознательном. Хотя при сопоставлении данных разницу между двумя состояниями часто нетрудно увидеть невооруженным глазом, по-настоящему в этом подходе поражает именно то, что сложность ответного импульса поддается количественной оценке. То есть величину сложности можно обозначить неким числом. Этот метод называется zap-and-zip («разряд и сжатие») — ТМС воздействует разрядом (zap) на кору мозга, затем компьютерный алгоритм обрабатывает полученную реакцию, электрическое эхо, и сжимает ее (zip) в одно-единственное число. Массимини и его команда назвали способ замера ответного импульса, фиксируемого в ходе экспериментов, индексом сложности возмущений (ИСВ). Он дает возможность с помощью алгоритма ЛЗВ высчитать величину (индекс) алгоритмической сложности реакции мозга на возмущение, то есть на импульс ТМС. Сперва группа Массимини подтвердила действенность своего метода, показав, что значения ИСВ в бессознательном состоянии, таком как сон без сновидений и общий наркоз, устойчиво ниже, чем при исходном сознательном состоянии бодрствования в покое. Это обнадеживает, но главная сила метода ИСВ заключается в том, что он дает непрерывную шкалу, на которую можно нанести более точную и подробную градуировку. В основополагающем исследовании 2013 г.13 группа Массимини измерила ИСВ у большой выборки пациентов с повреждениями мозга, страдающих расстройствами сознания. В результате было обнаружено, что величина ИСВ тесно коррелирует с уровнем нарушения функций мозга, независимо диагностированным неврологами. В частности, у пациентов в вегетативном состоянии, при котором сознание считается отсутствующим при сохранении бодрствования, показатели ИСВ получались ниже, чем у пациентов в состоянии минимального сознания, при котором поведенческие признаки сознания появляются и исчезают. Ученым удалось даже провести границу между значениями ИСВ, указывающими на наличие и на отсутствие сознания. Мы с моей исследовательской группой в Сассексском университете работаем над схожими методами оценки уровня сознания. Но вместо того, чтобы посылать энергетический импульс в кору с помощью ТМС, мы измеряем алгоритмическую сложность имеющейся, естественной — спонтанной, как мы ее обозначаем, — мозговой активности. В ходе серии исследований, проведенных моим коллегой Адамом Барреттом и нашим бывшим докторантом Майклом Шартнером14, мы обнаружили, что сложность спонтанной активности коры, по измерениям ЭЭГ, устойчиво падает как при начальной стадии сна, так и при анестезии. Кроме того, мы выяснили, что во время фазы быстрого сна (фазы быстрого движения глаз) сложность спонтанной активности примерно такая же, как при нормальном сознательном бодрствовании, — вполне логично, поскольку именно в фазу быстрого сна наиболее вероятны сновидения, а они сознательны. Такую же картину выявила с помощью своего метода ИСВ группа Массимини15, еще надежнее подкрепив тем самым утверждение, что таким образом мы замеряем уровень сознания, а не бодрствования. Возможность измерять уровень сознания независимо от бодрствования важна не только для науки, она способна в перспективе круто изменить положение дел и для неврологов и их пациентов. Исследование Массимини 2013 г. уже демонстрирует, что метод ИСВ способен различать вегетативное состояние и состояние минимального сознания. Главное преимущество таких замеров, как ИСВ, в этом контексте заключается в том, что они опираются не на внешние поведенческие проявления. Бодрствование — физиологическая активность центральной нервной системы — определяется через поведение. О бодрствовании неврологи в больнице обычно судят по наличию отклика на сенсорную стимуляцию — громкий звук или щипок руки. Сознание же определяется в терминах внутреннего субъективного опыта, поэтому связать его с внешними проявлениями можно лишь косвенно. Стандартные клинические подходы к определению сознательного статуса у пациентов с повреждением мозга по-прежнему основываются на поведении16. Невролог, как правило, оценивает не только откликается ли пациент на сенсорную стимуляцию — маркер физиологической активности ЦНС, — но и способен ли взаимодействовать со средой, реагируя на команды или демонстрируя волевые действия. Когда пациент может выполнить двухсоставную просьбу и четко назвать свое имя и сегодняшнюю дату, мы говорим о полном сознании. Недостаток этого подхода в том, что некоторые пациенты могут при сохранении внутренней психической жизни не иметь возможности ее выразить. Поэтому в таких случаях при попытке судить на основании одного только поведения сознание будет ошибочно признано отсутствующим. Самый яркий пример такого рода — синдром «запертого человека», когда при параличе всего тела полностью сохраняется сознание. Это редкое расстройство17 может возникать вследствие повреждения ствола мозга (отдела, расположенного в основании полушарий и продолжающего спинной мозг), который, кроме всего прочего, отвечает за контроль лицевых мышц и мускулатуры тела. Из-за некоторых причуд анатомии у «запертых» в своем парализованном теле пациентов остается способность выполнять ограниченный набор движений глазами, открывающая узкий и легко упускаемый из виду поведенческий канал для диагностики и коммуникации. Бывший редактор журнала Elle Жан-Доминик Боби, впавший в такое состояние в 1995 г. после геморрагического инсульта, написал с помощью сигналов, передаваемых морганием, целую книгу — «Скафандр и бабочка»18. У так называемых полностью запертых пациентов нет даже таких коммуникативных каналов, поэтому диагностировать у них наличие сознания еще труднее. Если судить только по поведению, ничего не стоит принять синдром «запертого человека» за полное и постоянное отсутствие сознания. Но если поместить такого пациента, как Боби, в томограф, сразу станет видно, что общая активность мозга почти соответствует норме. В исследовании Массимини 2013 г. значения ИСВ у «запертых» пациентов не отличались от показателей у здоровых контрольных испытуемых аналогичного возраста, свидетельствуя о полностью сохранном сознании. Еще труднее приходится врачам, имеющим дело с серой зоной между жизнью и смертью при таких состояниях, как вегетативное и минимальное состояние сознания. В этих пограничных областях поведенческие признаки сознания могут отсутствовать или быть непоследовательными, а повреждение мозга настолько обширным, что и нейровизуализация не гарантирует однозначного ответа. И вот здесь такие методы, как ИСВ, могли бы кардинально изменить положение дел. Когда показатели ИСВ у пациента указывают на наличие сознания, даже если все остальные признаки говорят об обратном, имеет смысл поискать это сознание еще раз. Недавно Массимини привел мне пример, когда все решил именно ИСВ. В миланскую больницу поступил молодой мужчина с тяжелыми травмами головы. Поскольку на простые вопросы и команды он не реагировал, у него диагностировали вегетативное состояние. Однако ИСВ у него оказался как у здорового человека в полном сознании, что вызвало у медиков полное замешательство, ведь синдром «запертого» у него не прослеживался. В конце концов персонал больницы отыскал дядю этого пациента, и тот приехал в Италию из Северной Африки, откуда молодой человек был родом. Когда дядя начал общаться с племянником на арабском, тот откликнулся мгновенно — улыбался шуткам и даже показал большой палец, когда ему включили фильм. Все это время он был в сознании — просто не отзывался на итальянский. Почему так произошло — трудно сказать. Массимини подозревает здесь необычный случай «культурного отчуждения»: итальянский мир словно утратил для пациента смысл19. Как бы то ни было, если бы не красноречивое электрическое эхо, измеренное с помощью ИСВ, история этого молодого человека могла бы закончиться совсем иначе. Сейчас диагностирование остаточного сознания у пациентов с повреждениями мозга стремительно развивается. Помимо предлагаемого Массимини ИСВ существует несколько других методов, перебирающихся из лабораторий в клиники. Тот, которому отдаю предпочтение я, основывается на знаменитом в неврологических кругах эксперименте с «домом и теннисом», проведенном нейробиологом Адрианом Оуэном и его группой в 2006 г. В этом эксперименте пострадавшую в автомобильной аварии 23?летнюю пациентку, которая не подавала поведенческого отклика, уложили в аппарат фМРТ и выдали ряд вербальных заданий. То ее просили представить, что она играет в теннис, то предлагали вообразить, как она ходит по комнатам своего дома. На первый взгляд странный прием, ведь такие пациенты вообще ни на что не реагируют, что уж говорить о сложных устных инструкциях. Однако исследования с участием здоровых людей показали, что области мозга, участвующие в воображении плавных, перетекающих друг в друга движений (как при игре в теннис), сильно отличаются от активизирующихся при воображении перемещения в пространстве*. И пациентка Оуэна продемонстрировала именно такую картину отклика в виде активности мозга, а это значит, что она тоже полностью выполняла задания, создавая высокоспецифичные мысленные образы. Невозможно представить, чтобы человек был способен на такое, находясь совершенно без сознания, поэтому Оуэн пришел к выводу, что поведенческий диагноз вегетативного состояния был ошибочным и на самом деле сознание у девушки наличествует20. По сути, Оуэн с командой превратили аппарат МРТ в инструмент, позволяющий пациентке взаимодействовать с окружающей средой посредством мозга, а не тела. Эта идея получила развитие в дальнейших исследованиях: метод Оуэна использовали не только для диагностики, но и для коммуникации. В проекте 2010 г. под руководством Мартина Монти пациент, поступивший с диагнозом «вегетативное состояние», смог отвечать на вопросы, представляя себе игру в теннис, чтобы дать ответ «да», и обход своего дома, чтобы дать ответ «нет». Трудоемкая коммуникация, что и говорить21, но для тех, у кого не осталось другого способа связаться с внешним миром, это настоящая революция. Сколько еще таких людей, не откликающихся, но сохраняющих сознание, томится в безвестности в неврологических отделениях и домах инвалидов? Трудно сказать. Метод Оуэна, появившийся раньше, чем ИСВ, исследовался чаще, и недавний его анализ22 позволяет предположить, что ту или иную форму скрытого сознания могут сохранять от 10 до 20% пациентов в вегетативном состоянии, что в пересчете на мировые масштабы будет означать несколько тысяч человек. И это, возможно, еще заниженные цифры. Чтобы пройти тест Оуэна, пациенту нужно понимать язык и быть в состоянии подолгу создавать мысленные образы, а на это, несмотря на наличие сознания, оказываются способны не все. И вот здесь новые методы вроде ИСВ особенно важны, поскольку гипотетически они позволяют обнаруживать остаточное сознание, не требуя от пациента вообще никаких действий. Именно так, как и положено подлинному счетчику сознания. Рис. Зависимость между уровнем сознания (осознанности) и бодрствованием (физиологической активностью ЦНС) Источник: vk.com Комментарии: |
|