Читать книгу Нейронный мир – полное объяснение эмпирической реальности. Введение - - Страница 8

Нейронный мир основывается на электрической и химической активности нейронов, но не следует упускать из виду важнейший аспект, придающий НМ устойчивость – электромагнитную синхронизацию «мозговых соленоидов», как их назвал М. Николелис. Скорость проведения потенциалов действия (ПД) – 120 м/с обеспечивает гибридный аналоговый вычислительный механизм, заключающийся как в волновой интерференции, так и синхронизации, т.е. в причинностном взаимодействии ритмов, которые закладывают основание транспарентности НМ [1, стр. 95].

Электромагнитные ритмы – это схемы активации нейронов, связывающие кортикальные и субкортикальные сети в единую систему, создающую нейронный пространственно-временной континуум. Так, эксперимент, проведённый коллегами Николелиса, подтвердил, что после возбуждения небольшого набора нейронов с образованием единого потенциала действия, вся сеть распределённых в коре нейронов достигает синхронизации, создавая идеальные ритмические колебания [1, стр. 138]. Это наблюдение исходит из двух механизмов синхронного ритма, который зиждется на однородном принципе нейронной причинности: 1) ритм задаётся водителем ритма, подобно тому, как оркестр управляется дирижёром, где в роли дирижёра может выступать, например, таламус, проецирующийся во все области неокортекса либо ретикулярная активирующая система (РАС), ингибирующая бета-ритм в неокортексе, тем самым активируя НМ; 2) ритм представляет одновременную активность многих нейросетей, формирующих интерферирующие области возбуждения [8, стр. 231].

Магнитные мозговые поля обеспечивают транспарентность НМ за счёт синхронии: ТМС подтверждает тот факт, что воздействие на создаваемое мозгом поле приводит к наблюдаемым изменениям характеристик НМ. С помощью ТМС можно усилить 1) эффект резиновой руки – иллюзию, заключающуюся в обмане мозга на уровне модели тела и модели мира, когда резиновая рука интерпретируется мозгом как собственная [1, стр. 148]; 2) уменьшить фантомные боли через десинхронизацию ритмов, моделирующих фантомные переживания, которые для мозга то же, что и рецепторные; 3) улучшить реакцию в случае левостороннего пространственного игнорирования, что доказывает возможность воздействия на НМ через нарушение ритмов и, конечно, подтверждает фундаментальную значимость оных [1, стр. 155].

Объективную материю, формирующую нейронную материю (ЭММНМ – эмпирическая модель материи НМ) и все иные модели НМ, следует рассматривать с различных уровней, которые объединяются благодаря электромагнитной активности.

Табл. 1 Уровни организации НМ [1, стр. 143]

Это разделение полезно для того, чтобы продемонстрировать, что НМ лишён всякой целостности. Каждый более детальный уровень, в свою очередь, обусловлен ещё более детальным. И так до бесконечности, поскольку существование неделимых частиц логически и эмпирически противоречиво. Электромагнитные поля объединяют все эти уровни, моделируя я-модель и модель мира. Исходя из того, что невозможно установить конкретные зоны путём стимуляции мозга, ответственные за комплексные переживания – эмоции и иные аспекты НМ, следует, что они распределены в нейросетях и обретают значение лишь в результате синхронизации, складываются из миллионов нейронов, подобно пазлу.

Из этого достоверно следует, что электромагнитная синхронизация образует единое коммуникативное пространство сообщения между сетями и зонами мозга, регулируя отношения одной сети к другой и тем самым обеспечивая стабильность того или иного аспекта НМ в зависимости от конкретно взятого пучка нейронов. Если бы синхронизация была просто побочным продуктом активности нейронов, то при десинхронизации не выпадали бы соответствующие аспекты НМ, но всё как раз наоборот: стимуляция мозговых полей магнитной катушкой ТМС ведёт к изменению подавляемого/стимулируемого аспекта НМ, что свидетельствует в пользу их основополагающей роли в создании НМ: через ТМС-стимуляцию мы можем подавить любой аспект НМ – модель тела, если направим катушку в зоны S1— S2 и т. д. [1, стр. 158].

Нейронные ритмы колеблются от низкочастотных (0,01 Гц), до высокочастотных – до 1000 Гц [13, стр. 160]: каждый ритм вносит определяющий вклад в поддержание НМ либо его подавление. И низкочастотный, и высокочастотный ритмы могут быть как низкоамплитудными, так и высокоамплитудными, что демонстрирует интенсивность активности нейронных ансамблей. Ритм отражает синхронию нейронов, поэтому изучение нейронных колебаний имеет огромное значение для описания свойств НМ, поскольку одновременная активация групп нейронов сообщает о нейронном мире больше, чем активность частных нейронов. Однородность ритмов, не зависящая от объема мозга, доказывает единство нейронных миров всех животных: например, альфа-ритм одинаков у морской свинки, макаки, хомяка, свиньи и человека. То же самое справедливо в отношении всех остальных ритмов. Закономерно, что у остальных животных, чьей мозг создаёт НМ, ритмы одинаковы, поскольку иначе невозможен НМ: он существует в очень жёстких границах электрической активности, поэтому 1) существование его вне этих границ невозможно; 2) невозможно его несуществование при наличии мозговых ритмов.

Следует иметь в виду, что обозначения «гамма» и «бета» условны, т.к. в мозге нет жёсткого разделения ритмов, но наличествует единый динамический процесс конструирования ЭМНМ и АМНМ и их подавления. Имеют значение как высокочастотные (до 1000 Гц), так и низкочастотные – до 0, 01 Гц. Высокие уровни гамма-осцилляций реализуют сенсорную обработку, усиливают сенсорный вход, делая ЭМНМ устойчивой [35, стр. 257]. Полная синхронизация в некоторых случаях недостижима, поэтому наблюдается когерентность фаз – синхронизация со сдвигом во времени: в исследованиях больных эпилепсией выявили, что подача вспышки света в левый глаз вызывает широкое распространение синхронных гамма-ритмов через 300 мс после стимуляции из затылочной коры в теменную и височную (Doesburg, 2007), [25]. Взрывообразная волна синхронизации возникает через 100 мс после стимуляции и длится 500 мс, из чего ясно, что НМ моделируется подобными скачкообразными вспышками нейронной активности, устойчивой во времени и пространстве коннектома.

Зрительное узнавание индуцируется гамма-всплесками (Tallon-Boundry, Bertrand, 1999), [91] через 50—150 мс, что отражает синхронию визуальной модели пространства (ЭВМПНМ). Второй всплеск гамма-синхронии наступает через 250—300 мс и располагается над стриарной корой: в этой активности отражена модуляция зрительных карт – ЭМПНМ в первую очередь. Фоновая активность нейронов – это непосредственный синтез либо подавление НМ, либо поддержание прозрачности тоннеля НМ, а всплески активности – конструирование объектов и состояний по предсказательным алгоритмам нейронной причинности. Это подтверждается тем, что гамма- и бета-ритмы активируют объекты НМ, т.е. ими и являются: выходит, что данные ритмы наслаиваются на фоновую ритмическую активность, поддерживающую ЭМНМ и АМНМ. В то же время модули внимания таким же образом опосредованы гамма- и бета-синхронией: «подсвечивают» объект и включают его в ГРП (глобальное рабочее пространство). Если медленные волны – основание ЭМНМ и АМНМ, то быстрые, запрыгивая на гребень встающей медленной волны и создавая пространство активных состояний тоннеля НМ (ПАСТНМ), предопределяют активные изменения НМ, тогда как медленные закладывают фундамент пространства пассивных состояний тоннеля НМ (ППСТНМ), (Van Rullen, Koch, 2003), [24].

Тета-ритмы, а с ними все медленноволновые, организуют быстрые: если они закладывают основу АМНМ, то быстрые направлены как на передачу быстрых изменений, так и на реализацию познавательных способностей. Тета-ритмы переносят гамма-осцилляции подобно тому, как AM-волны переносят речь: эти ритмы – основные переносчики информации в гиппокампе, посему ясно, что они закладывают АМПНМ, организуя деятельность нейронов пространства (НП).

В то же время известно, что альфа-волны способны переносить гамма-ритм. Недавно открытые медленные дельта-осцилляции (0,1 Гц) (Sterlade, 2006), [16] служат конвергенции тета, альфа, бета и гамма-ритмов: именно они – элементы, бетонирующие НМ. Из этого выводим: сбой в медленных ритмах с неизбежностью приведёт к краху НМ, поскольку быстрые осцилляции, надстраивающиеся над медленными, выйдут из строя, поэтому ЭМНМ дестабилизируется и смешается с АМНМ, что приведёт к тому, что называют галлюцинациями. Галлюцинации возникают в результате сбоя нейромедиаторных механизмов, которые стабилизируют альфа-ритм, фильтрующий нейронный шум и поддерживающий транспарентность НМ.

Пассивное слушание предсказуемых тонов сопровождается тета-гамма синхронизацией (Conolty et al. 2006), [26]: в этом отношении тета так относится к гамма, как почва к семенам: за счёт тета, в частности, всходят семена гамма-осцилляций. Причём чем сложнее задача, тем интенсивнее синхронизация: задание на рабочую память «два назад» вызывает мощную синхронию быстрых ритмов. Отсюда следует, что чем выше интенсивность изменений ЭМНМ, тем масштабнее и сильнее синхронизация нейронов. Напрашивается вывод, что самые медленные ритмы складывают ЭМНМ, определяя её устойчивость.

Тормозящие нейроны синхронизируют возбуждающие: тормозящая клетка ритмически преобразует частоту в период для первого импульса каждого цикла, формируя, таким образом, основание для синхронизации нейронов и нейросетей (Mann EO, Paulsen O, 2007), [38]. ЭМНМ складывается из нейросетей, конвергирующих различные сенсорные модальности, которые объединяются электромагнитными ритмами. В связи с этим закономерно предположить, что разные ритмы, наслаиваясь, образуют иерархическую систему взаимодействий, производящую синтез пространственно-временного континуума (Friston, 2003), [39].