Кора и таламус головного мозга образуют рекуррентные петли ("обратные" или "циклические" связи между нейронами или областями мозга), которые обеспечивают непрерывный обмен и согласованность сенсорной информации. Интеграция этой информации, измеряемая по теории интегрированной информации через показатель ϕ и подкрепляемая синхронизацией гамма-ритмов, создаёт единый "интегральный образ" наших ощущений и квалиа. Модель глобальной рабочей памяти объясняет, как избранные фрагменты информации распространяются по лобно-теменно-париетальной сети, что соответствует моменту осознания. Предсказательное кодирование формирует и корректирует внутренние модели мира, создавая иллюзию реальности и единства субъективного "Я".
Нейроны коры и таламуса образуют рекуррентные петли: таламо-кортикальные петли обеспечивают непрерывный обмен сигналами между центральным "реле" (таламусом) и ассоциативными зонами коры. Они обеспечивает связность и устойчивость сенсорных впечатлений.
Согласно Integrated Information Theory (IIT - теория, согласно которой сознание меряется степенью интеграции информации в системе. ϕ (фи) - числовая оценка этой интеграции: чем выше, тем "богаче" сознательный опыт), система обладает сознанием пропорционально степени интеграции информации (ϕ-показатель).
Конкретно: нейронные популяции синхронизируются на уровне гамма-ритмов (около 30-80 Гц - высокочастотные колебания нейронных ансамблей. Считаются маркером интеграции разнородной информации и возникновения "цельных" восприятий), что повышает ϕ и создаёт "интегральный образ" ощущений.
Модель Global Workspace (Baars, Dehaene. Глобальная рабочая память - архитектурная модель, где "центральное окно" лобно-теменно-париетальной сети отбирает информацию для широкого распространения по мозгу, что соответствует моменту осознания) говорит, что фрагменты информации пробиваются через "центральное окно" в лобно-тельно-париетальной сети.
Пример: если вы замечаете моргающий объект в поле зрения, соответствующий паттерн активности распространяется на лобную кору, и вы "осознаёте" его.
Конкретные коракортикальные петли кодируют "квалиа" (активности специализированных нейронных цепей, которые мы воспринимаем как "качество" опыта) - красный цвет, вкус шоколада, боль.
Например, активация колонок V4 отвечает за "красный" квалиа, соматосенсорная кора S1 - за "ощущение боли".
Парадокс: мозг локально обрабатывает разные виды информации (зрение, слух, осязание), но благодаря фазовой синхронизации (выровненные по фазе колебания нейронных групп, создающие координированную работу разных областей) гамма-ритмов и бета-ритмов (около 12-30 Гц) создаётся иллюзия единого "Я".
На практике: при измене́нии фазовой синхронизации (например, при эпилепсии) человек теряет ощущение единства, и появляется дезинтегрированное восприятие.
Мозг постоянно строит предсказания - внутренние модели мира (predictive coding - предсказательное кодирование - механизм, при котором мозг строит модели внешнего мира и сравнивает их с реальными сигналами). Совпадение укрепляет уверенность в реальности восприятия, а расхождение - корректирует ожидания.
Иллюзии (маскирование, зрительные трюки) возникают, когда предсказания сильно доминируют над сенсорным входом, но мы всё равно "ощущаем" цельный образ.
Субъективно ощущается как единый поток восприятия: цвет, звук, вкус, эмоции, и ощущение "Я, которое всё это переживает".
Феноменальное сознание - не отдельный "субъект" в мозгу, а эффект высокой степени интеграции и синхронизации нейронных процессов.
Мы воспринимаем "качественные ощущения" как реальное "Я-центрированное" переживание, хотя на физическом уровне это лишь динамический паттерн активности.
Физически - это сложная архитектура петель, интеграции и предсказаний. Психологически - это субъективный опыт квалиа и иллюзии единства, который мы называем "сознанием".
Что нам даёт это понимание?
Развенчание мифа о "душе в коробке"
Мы осознаём, что сознание - это не некий наблюдатель внутри нас, а паттерн сложной нейронной активности, циркулирующий между корой, таламусом и другими зонами мозга.
Следствие: это разрушает иллюзию отдельного "Я" как чего-то фиксированного и отдельного от тела.
Объяснение "волшебства" ощущений через физику
Цвет, боль, вкус, эмоции - всё это квалиа, субъективные ощущения. Мы понимаем, что они возникают из активности специализированных нейронных сетей, синхронизированных по фазе.
Следствие: это даёт научный язык описания субъективного опыта, ранее доступного только философии.
Осознанность как результат отбора и трансляции информации
Теория Глобального рабочего пространства (GWT, нейро-когнитивная модель сознания, предложенная психологом Бернардом Баарсом, позже развита Станисласом Деаном) показывает, что осознаётся не всё, а только то, что "пробилось" в общий канал внимания. Это даёт нам понимание, почему мы воспринимаем лишь малую часть из того, что реально происходит.
Следствие: управление вниманием = управление сознанием.
Пример: Вы смотрите на экран. Много всего: текст, курсор, всплывающие окна. Но вдруг вы замечаете опечатку - мозг сделал фокус. Теперь: визуальная система распознала текст, языковой модуль понял ошибку, рабочая память включила реакцию, и вы осознали: "О, ошибка!"
Это и был момент перехода в Global Workspace - и вы стали сознательно воспринимать то, что раньше игнорировали.
Различие между реальностью и иллюзией - дело предсказаний
Теория Предсказательного кодирования объясняет, что мы не видим мир как есть - мы угадываем его и дополняем, а сознание - это, по сути, "управление ошибками предсказаний".
Следствие: иллюзии, ошибки восприятия, галлюцинации - закономерны, а не странные сбои.
Практическое применение в ИИ и нейротехнологиях:
- создавать искусственные сознательные системы (AGI), которые могут чувствовать и осознавать это;
- лечить нарушения сознания (деперсонализация, кома);
- развивать нейроинтерфейсы и виртуальную реальность, взаимодействующую с субъективным опытом.