Жизнь на грани - Джонджо МакФадден

Таким образом, если запутанность не может связать информацию квантового уровня в ионных каналах, есть ли что-нибудь еще, способное на это? Возможно. Потенциалозависимые ионные каналы, конечно, чувствительны к напряжению: они открывают и закрывают каналы. Напряжение — это лишь показатель разности в электрическом поле. Но мозг по всему объему заполнен своим собственным электромагнитным (ЭМ) полем, которое генерируется с помощью электрической активности всех его нервов. Это поле обычно обнаруживается технологиями сканирования мозга, такими как электроэнцефалография (ЭЭГ) или магнитоэнцефалография (МЭГ), и простой взгляд на одно из этих сканирований расскажет вам только, насколько это поле сложное и информационно богатое. Большинство нейробиологов проигнорировали потенциальную роль, которую ЭМ-поле может играть в мозговых вычислениях, сравнивая ее с паровым гудком поезда: продукт деятельности мозга, но без влияния на эту деятельность. Тем не менее некоторые ученые, в том числе Джонджо, недавно ухватились за идею, что переход сознания из дискретных частиц мозгового вещества в единое ЭМ-поле вполне может решить проблему связи и предоставить место для сознания[163].

Чтобы понять, как это могло бы работать, мы, вероятно, должны сказать немного больше о том, что подразумеваем под полем. Термин происходит от его применения: нечто расширяющееся в пространстве, как кукурузное или футбольное поле. В физике термин «поле» имеет, по существу, то же значение, но, как правило, относится к энергетическим полям, которые способны перемещать объекты. Гравитационные поля перемещают все, что имеет массу, а электрические или магнитные поля перемещают электрически заряженные или магнитные частицы, такие как ионы в нервных каналах. В XIX веке Джеймс Клерк Максвелл обнаружил, что электричество и магнетизм являются двумя аспектами одного и того же явления, электромагнетизма, поэтому мы рассматриваем их как ЭМ-поля. Уравнение Эйнштейна E = mc2 с энергией по одну сторону и массой по другую лихо продемонстрировало, что энергия и материя являются взаимозаменяемыми. Поэтому электромагнитное энергетическое поле мозга — левая часть уравнения Эйнштейна — столь же реально, как и материя, связывающая свои нейроны; и поскольку оно происходит от возбуждения нейронов, то кодируется в точности такая же информация, как в моделях нейронных возбуждений мозга. Однако в то время, как нейронная информация остается в возбужденных нейронах, электрическая активность, порожденная ими, объединяет всю информацию в ЭМ-поле мозга. Это потенциально может решить проблему связи[164]. А открывая и закрывая потенциалозависимые ионные каналы, ЭМ-поле связывается с квантовыми когерентными ионами, проходящими через каналы.

Когда теории сознания, связанные с ЭМ-полем, были впервые предложены в самом начале нынешнего века, не было прямых доказательств того, что электромагнитное поле мозга может влиять на модели возбуждения нерва и двигать нашими мыслями и действиями. Однако эксперименты, проведенные в нескольких лабораториях, недавно продемонстрировали, что внешние ЭМ-поля, по прочности и структуре аналогичные тем, что создает сам мозг, действительно влияют на нервное возбуждение[165]. В самом деле, кажется, что поле координирует нервное возбуждение, то есть синхронизирует множество нейронов так, чтобы они все вместе возбуждались. Полученные данные свидетельствуют о том, что собственное ЭМ-поле мозга, порожденное нервным возбуждением, также влияет и на возбуждение, обеспечивая своего рода автореферентный цикл, являющийся, по утверждениям многих теоретиков, важным компонентом сознания[166].

Синхронизация нервного возбуждения, осуществляемая мозгом, имеет также очень важное значение в контексте разгадки головоломки сознания, потому что это одна из немногочисленных особенностей нервной активности, которые, как известно, коррелируют с сознанием. Например, все знакомы с явлением, когда мы ищем простой объект, который все время на виду, например наши очки, а затем теряем его среди множества других объектов. Пока мы смотрим на это множество, визуальная информация, кодирующая объект, проходит через наши глаза в мозг, но так или иначе мы не видим объект, который ищем: мы не осознаем его. Но потом мы его видим. Что меняется в нашем мозге между моментами, когда мы сначала не осознаем, а затем осознаем объект в пределах одного и того же поля зрения? Примечательно, что само нервное возбуждение, кажется, не меняется: одни и те же нейроны возбуждены независимо от того, видим мы очки или нет. Но когда мы не замечаем наши очки, нейроны возбуждаются асинхронно, а когда замечаем, они возбуждаются синхронно[167]. ЭМ-поле, собирающее вместе все когерентные ионные каналы в разрозненных частях мозга, чтобы они синхронно возбудились, может играть определенную роль в переходе от бессознательных к сознательным мыслям.

Подчеркнем, что мы ссылаемся на такие идеи, как идея ЭМ-полей мозга или идея квантовых когерентных ионных каналов, чтобы объяснить: сознание никоим образом не поддерживает так называемые «паранормальные явления» вроде телепатии, так как оба понятия способны только влиять на нервные процессы внутри одного мозга — они не допускают коммуникацию между различными мозгами! И, как мы уже отмечали при рассмотрении геделевского аргумента у Пенроуза, нет фактически никаких доказательств того, что квантовая механика вообще нужна для объяснения сознания — в отличие от других биологических явлений, которые мы рассмотрели в этой книге, как, например, действие фермента или фотосинтез. Но возможно ли, что странные особенности квантовой механики, которые, как мы обнаружили, участвуют в столь многих важных явлениях жизни, исключаются из самого таинственного продукта — из сознания? Мы предоставим читателю возможность решать. Представленная выше схема, включающая квантовые когерентные ионные каналы и электромагнитные поля, конечно, гипотетическая, но это по крайней мере обеспечит вероятную связь между квантовой и классической сферами в головном мозге.

Имея это в виду, осознавая это, давайте еще раз вернемся к той темной пещере на юге Франции, чтобы завершить цепочку событий, следующих от мозга к руке, когда наша художница замерла перед стеной, наблюдая за мерцанием факела над серыми контурами. Определенная игра света на камне приносит образ бизона в ее сознание. Этого вполне достаточно, чтобы создать в голове идею, возможно конкретизирующуюся вместе с колебаниями электромагнитного поля мозга, где открываются кластеры когерентных ионных каналов в множестве отдельных нейронов, заставляя их возбуждаться синхронно. Синхронные нервные сигналы пробуждают потенциалы действия по всему ее мозгу, а через синаптические связи инициируется движение сигналов, идущих по ее спинному мозгу и с помощью нерв-нервных соединений — к двигательным нервам, которые выделяют дозы нейротрансмиттеров в нервно-мышечные соединения, прикрепленные к мышцам ее руки. Эти мышцы сокращаются, осуществляя скоординированное движение ее руки, которая скользит вдоль стены пещеры, нанося угольные линии, изображающие бизона, на скалу. И, возможно, еще важнее то, что она чувствует: она инициировала действие благодаря идее в ее сознании. Она не зомби.

Тридцать тысяч лет спустя Жан-Мари Шове освещает ту же стену пещеры, и идея, воплощенная в жизнь в мозге той давно умершей художницы, в очередной раз вспыхивает в нейронах сознательного человеческого ума.

9. Как зародилась жизнь

…Если (и — о! — какое огромное если!) мы могли бы представить себе небольшой теплый пруд со всеми видами солей аммония и фосфорной кислоты, со светом, теплом, электричеством и т. д., так чтобы химически могло сформироваться белковое соединение, готовое к еще более сложным изменениям…

Чарльз Дарвин. Письмо Джозефу Хукеру. 1871

Гренландия, вообще, не очень-то зеленая. Около 982 года н. э. датский викинг, известный как Эрик Рыжий, был обвинен в убийстве и бежал. Он уплыл на запад от Исландии и там открыл остров. В этом Эрик не стал первопроходцем: остров уже был несколько раз обнаружен людьми каменного века, которые прибыли с востока Канады еще около 2500 года до н. э. Но окружающая среда Гренландии сурова и неумолима, и эти ранние культуры исчезли, оставив совсем мало следов. Эрику повезло больше, он прибыл во время так называемого средневекового теплого периода, когда условия были более мягкими. Поэтому Эрик дал острову нынешнее название, полагая, что зеленые пастбища заманят его соотечественников на запад. Замысел, очевидно, сработал, потому что вскоре была создана колония из нескольких тысяч человек и по крайней мере первоначально она процветала. Но по мере того, как теплый период стал заканчиваться, Гренландия вернулась к климатическим условиям, более типичным для Северной Атлантики, а центральный ледник вырос, покрыв почти 80 % острова. С переменой погоды островитяне изо всех сил старались сохранить свою скандинавскую систему земледелия на почвах отмелей тонкой прибрежной полосы, но и урожайность культур, и продуктивность домашнего скота снизились.