Конструктивистский дискурс как философско-методологическая основа изучения когнитивных функций головного мозга
(Нейробиологический конструктивизм Герхарда Рота)
С. А. Цоколов, кандидат философских наук, МГУ им. М.В. Ломоносова
"Действительность, в которой я живу, является конструкцией мозга".
Герхард Рот.
В течение последних двадцати лет в странах Западной Европы и США широкое распространение стало обретать философское направление, называемое радикальным конструктивизмом. Основной тезис, вокруг которого представители данного направления строят свои концепции, в формулировке Э. фон Глазерсфельда звучит следующим образом: "а) знание не обретается пассивным образом, оно активно конструируется познающим субъектом; б) функция познания носит адаптивный характер и служит для организации опытного мира, а не для открытия онтологической реальности" [1]. Данное высказывание представляет собой эпистемологическое обобщение, сделанное на основе огромного количества различных концепций, теорий, учений, эмпирических данных из самых разнообразных областей человеческой деятельности. Не случайно 3. Шмидт - один из ведущих конструктивистов в Германии-обозначает радикальный конструктивизм как становящийся дискурс, подчеркивая его междисциплинарность: "...Радикальный конструктивизм - это не гомогенная доктрина, а чрезвычайно динамичный междисциплинарный контекст" [2].
Одним из поставщиков эмпирического и первичного концептуального материала при формировании эпистемологических выводов в конструктивистском дискурсе служит современная нейробиология, а именно, та ее часть, которая занимается поиском связей между нейронной организацией головного мозга и осуществлением его высших (прежде всего когнитивных) функций. В свою очередь, философские выводы, к которым приходят представители радикального конструктивизма, успешно применяются рядом исследователей в качестве методологической базы в некоторых областях конкретной науки (естествознания), в том числе - в нейробиологии. Среди исследователей мозга, внесших весомый вклад в развитие конструктивистского дискурса, имя нейрофизиолога Г. Рота - одно из самых ярких.
Вот как звучит конструктивистская позиция Г. Рота, сформулированная в нейробиологическом контексте: "Эпистемологический конструктивизм (erkenntnistheoretischen Konstruktivismus), как я утверждаю, является неизбежным следствием конструктивной особенности нашего мозга. Мозг - согласно моему тезису - принципиально не в состоянии отражать мир; он должен быть конструктивным, причем, как в силу своей функциональной организации, так и в силу своего назначения, а именно - порождать поведение, благодаря которому организм мог бы выжить в своей окружающей среде" [3, с. 23]. Рот рассматривает свои усилия, предпринимаемые им в рамках, так называемой, "когнитивной нейробиологии" [3, с. 26], в качестве "наведения мостов между нейробиологией, психологией и философией" [3, с. 13]. "То, что я хотел бы изложить, является связующим звеном между конструктивизмом как философской теорией, с одной стороны, и знаниями, добытыми в результате исследований мозга, с другой. Мне хотелось бы продемонстрировать, что любой мозг конструктивен с силой необходимости, а также то, что конструктивистская теория восприятия и познания является неизбежным следствием тех всеобщих условий, которые определяют и дают возможность мозгу справляться со своими специфическими задачами" [4, с. 280].
Самоорганизация - самоподдержание -самореферентность
Согласно одному из основополагающих принципов конструктивизма, когнитивную феноменологию, т.е. восприятие, мышление, знание, познание, сознание и т.д. нельзя рассматривать в отрыве от той биологической системы, функциями которой они являются. Следовательно, для адекватного понимания явления когнитивности, как минимум, в рамках конструктивизма необходимо иметь представление о тех особенностях организации живых систем, которые делают явления подобного рода возможными и необходимыми. Базовой моделью живого остается концепция аутопоэза, разработанная Матураной и Варелой [5]. Позиция Рота относительно того, что такое жизнь и как она связана с когнитивностью, по ряду пунктов отличается от точки зрения авторов теории аутопоэза.1
Главный тезис Рота относительно природы живой материи гласит: живые системы отличаются от неживых не только и не столько тем, что сами себя воспроизводят (т.е. являются самоорганизующимися системами), а тем, что находятся в состоянии поддержания собственной целостности (являются самоподдерживающимися). Данному тезису специально посвящен ряд работ середины 80-х годов в соавторстве с бременскими коллегами Рота - физиками X. Швеглером и У. Андерхайденом. Многими исследователями, работающими над проблемами самоорганизации, именно свойство "структур и процессов, благодаря протекающим в них внутренним событиям, принимать упорядоченное состояние, которое не является импригнированным извне" [3, с. 80], рассматривается как ключевое в явлениях жизни (в той или иной форме практически всеми классиками теории самоорганизации, в работах И. Пригожина, М. Эйгена, Г. Хакена и др.) Однако, как справедливо замечает Рот, такие хрестоматийные примеры самоорганизации, как гексагональные ячейки Бенара или аутокатали-тические реакции Белоусова - Жаботинского, живыми системами не являются. "Несмотря на то, что существует множество самообразующихся упорядоченных состояний, нам известен только один тип самоподдерживающихся систем, а именно - живые существа" [3, с. 81]. Отсюда делается вывод о фундаментальной автономности живых систем: "Эти системы (самоорганизующиеся) во всем зависят от окружающей среды, т.е. являются гетерономными. (В отношении ячеек Бенара и осциллятора Винфрее справедливо то, что они могут существовать лишь в сосуде, который не является частью их самих, ими же не произведен.) Живые существа, напротив, сами регулируют свой обмен веществ и энергообмен с окружающей средой, т.е. являются автономными системами. Не будучи обособленными никакими внешними средствами, они сами создают границы и оболочки, к примеру, в форме мембран, в пределах которых протекают жизнеподдерживающие процессы" [3,с.81].
Данная точка зрения вполне согласуется с концепцией аутопоэза Матураны - Варелы. Однако, чтобы ответить на изначально поставленный вопрос - "Почему вообще живые существа должны обладать свойством восприятия?" [3, с. 80] - мы должны признать тот факт, что "автономность живых существ также является ограниченной; они могут существовать только при условии постоянного притока вещества и энергии'' [3, с. 81]. Тем не менее, "самое важное отличие между живыми существами и выше названными физическими и химическими самоорганизующимися, самообразующимися системами состоит в том, что живые существа поддерживают свое состояние в надлежащей упорядоченности активным образом" [3, с. 81]. "Организмы нуждаются в непосредственном, но в то же время селективном контакте с окружающей средой, либо, по-другому: окружающая среда напрямую материально и энергетически воздействует на организм и тем самым хотя бы частично оказывает влияние на его состояние. Однако сам организм способен в той или иной мере управлять этими воздействиями, направлять их по определенным каналам, либо смягчать" [6, с. 263]. И еще: "...Взаимодействие организма с окружающей средой носит специфический характер, т.е. организму требуется только определенное вещество и энергия, и он сам регулирует количество поступления (и возврата)" [6, с. 263]. Именно указанные две особенности живой системы - активность и селективность взаимодействия с факторами окружающей среды - и определяют необходимость наличия аппарата восприятия. Можно сказать, что любой акт селективного взаимодействия организма со средой, причем не только на уровне нервной системы, но на любом физико-химическом уровне представляет собой, по словам Рота, "прототип восприятия" [3, с. 82].
Однако именно понятию самореферентности Рот уделяет наиболее пристальное внимание, придавая ему значимость одной из ключевых характеристик мозга и, соответственно, когнитивной функции вообще. В самом общем виде самореферентность определяется как отсутствие внешних реферирующих (оценивающих, контролирующих) факторов в отношении происходящего в системе ("суть самореферентности и самоэкспликации состоит в том, что не существует никаких внешних, "объективных " контролирующих инстанций" [7, с. 245]). Такое же понимание самореферентности в широком смысле мы находим у Глазерсфельда, Фёрстера и других конструктивистов; однако каждый из них заостряет свое внимание на тех аспектах, которые близки именно его исследовательским интересам. Рот различает два вида самореферентности: функциональную и семантическую. "Под функциональной самореферентностью данной системы я подразумеваю свойство, способность вступать рекурсивным или кругообразным образом во взаимодействия с собственными состояниями так, что каждое последующее состояние оказывается результатом предыдущих состояний. Самореферентные системы в последовательности своих состояний являются самоопределяющимися, или автономными. Последовательность их состояний не регулируется извне.
Важно, что самореферентность не подразумевает изолированности: самореферентные системы поддаются внешнему влиянию и модуляции. Однако результаты этих, воздействий, их количественные и качественные характеристики полностью задаются самореферентной системой. Это значит, что, может ли вообще внешнее событие оказать влияние на систему и, если да, то каким образом и с какой силой, определяется данной системой" [7, ее. 240-241]. Функциональный аспект самореферентности можно было бы также обозначить как кибернетический, поскольку он касается непосредственно организационных принципов, которые могут быть распространены на любую систему данного класса. Семантическая же самореферентность в большей мере относится к феноменологии когнитивных систем, характеризуя такие явления, как сознание, мышление, конструирование смыслов, значений, оценок. "Одновременно, мозг является семантически самореферентной, или самоинтерпретируемой (selbstexplikativ) системой: он наделяет свои собственные состояния теми смыслами, которые сам считает приемлемыми. Так, на основе исключительно внутренних критериев, он решает, являются ли переживаемые им данные возбужденные состояния событиями внешнего мира, его собственного тела, или из области психики, т.е. духовного характера, и какие именно значения будут им приданы" [7, с. 241]. Функциональная самореферентность есть не что иное, как тот организационный принцип, который делает возможным существование самореферентности семантической (смысловой).
В таком же ключе, как самореферентность истолковывается Ротом и понятие информационной замкнутости мозга: "Утверждение конструктивистов о том, что мозг как система восприятия являеться информационно/семантически замкнутым, кажется противоречивым из-за того, что на память тут же приходит тот факт, что живые системы энергетически и материально всегда характеризуются как открытые. Однако энергетическая и материальная открытость не имеет ничего общего с информационной, семантической открытостью. Открытость в информационном/семантическом смысле означала бы, что мозг, будучи системой восприятия, получает из окружающей среды сигналы, которые вне всякой связи с мозгом содержат в себе определенное значение/информацию, инструкцию. Мозгу достаточно было бы эту информацию принять, "отфильтровать " и направить по ней свою активность... Согласно многочисленным экспериментам в области сенсорной физиологии и психофизики, те физико-химические раздражители окружающей среды, которые воздействуют на чувствительный эпителий, никакой объективный смысл в нервную систему не привносят. Т.е. то, что приводит к возбуждению органов чувств, не содержит в себе предустановленных ответных эффектов. Значения сигналов конструируются исключительно мозгом. В таком смысле мозг представляет собой систему производства информации, а не ее потребления" [8, сс. 360, 361]. Здесь важно указать на существование фундаментальной разницы в толковании понятия "информации", на котором, с одной стороны, строится классическая теория информации Шеннона, и которое, с другой стороны, лежит в основе конструктивистской эпистемологии. То сугубо техническое определение информации, которое господствовало в кибернетике и математических дисциплинах, начиная с сороковых годов, будучи перенесенным в область когнитивной психологии и эпистемологии, приводит к серьезным трудностям в понимании теорий функционирования мозга как когнитивной системы. По мнению Рота, теорию информации Шеннона правильно следовало бы назвать теорией сигналов, либо специально оговорить такое понимание слова "информация", дабы не путать со значениями сигналов, той осмысленной информацией, которая придается им принимающей системой. "Один и тот же знак/сигнал может иметь совершенно различные значения, и наоборот, одно и то же значение может передаваться посредством совершенно различных знаков. Что касается разработанной Шенноном и Вивером технической теории сообщений, то она имеет дело исключительно с условиями передачи, хранения, получения и переработки сигналов, вне зависимости от того, что именно эти сигналы значат" [3, с. 105]. И далее: "Таким образом, мы должны провести строгое разграничив между сигналами, к примеру, между теми возбужденными состояниями нейронов, которые воспроизводятся в органах чувств и их значениями. Какое-то значение нейронные возбуждения обретают лишь внутри определенной когнитивной системы, причем в зависимости от контекста, в котором данное возбуждение происходит"[3, с. 108].2
О том, какое понимание "информации" является наиболее адекватным в "конструктивистской теории мозга", Рот говорит следующим образом: "Под "информацией " и "значением " (оба понятия, как и понятие "семантика " употребляются в дальнейшем как синонимы) какого-либо сигнала я понимаю тот эффект, который этот сигнал оказывает на структуру и функцию нейрональной когнитивной системы, сказывается ли этот эффект в изменениях поведения или состояний восприятия и сознания. Таким образом, информация/значение - это все то, что мозг сам и в себе переживает, т.е. от простейших восприятий до "значений" в обыденном смысле - в качестве духовных и ментальных коннотаций" [8, с. 369].
Как уже говорилось, Рот считает себя принципиальным противником тезиса Матураны о том, что нервная система является аутопоэтической: "...Я хочу показать, что понимание особенности работы мозга в качестве когнитивной системы возможно только при условии признания того факта, что он функционирует не как аутопоэтическая система. Процесс аутопоэза организма и процесс возникновения самореферентного нейронного возбуждения в нервной системе являются принципиально различными" [6, с. 262]. На мой взгляд, такое несогласие представляется весьма существенным и заслуживает особого внимания.
Логика рассуждений Рота такова. В отличие от процессов, непосредственно принимающих участие в осуществлении аутопоэза, и тем самым имеющим строгую направленность, нервная система (нейронная сеть) способна принимать бесконечное количество состояний, не подчиняющихся общему диктату аутопоэза. С одной стороны, это ведет к тому, что нейроны в своей активности не являются самоподдерживающимися, а функционируют "за счет" аутопоэза других частей организма. С другой стороны, такая автономность и многообразие состояний лежит в основе "когнитивной функции", которая не зависит от аутопоэтической кругообразности. "Автономия мозга подразумевает - что очень важно - освобождение от функции поддержания собственного существования: отныне мозг может заниматься вещами, которые имеют непрямое, или не имеют вообще никакого отношения к процессу выживания (либо могут даже на протяжении какого-то времени им противодействовать). Именно это свойство лежит в основе специфического функционирования человеческого мышления, а именно - конструирования действительности, что дает возможность осуществлять планирование поступков, т.е. заниматься чем-то таким, что пока для данного организма не приносит никакой пользы" [6, с. 270]. Отделяя аутопоэз от самореферентности, Рот тем самым отделяет процесс жизнедеятельности от процесса познания, вступая в дискуссию с другим основным тезисом Матураны: "жизнь = познание". "Когнитивные процессы создают - в противоположность мнению Матураны - нечто такое, что пребывает на другом онтологическом уровне по сравнению с аутопоэзом" [6, с. 270]. И далее: "Она (когнитивность) конституирует совершенно новую область бытия тем, что генерирует процессы, а именно - процессы самоописания, которые принципиально не встречаются в физико-химическом мире аутопоэза. Это становится причиной того, что то, что мы называем "законами природы ", не имеет силы в отношении восприятия и мышления" [6, с. 275]. И еще: "Если аутопоэтические системы могут реализовываться только в физико-химических рамках процесса самоподдержания, накладываемых окружающей средой, когнитивные процессы свободны от этих ограничений и подчиняются лишь своим внутренним законам и требованиям" [6, с. 282].
Как конструируется восприятие?
"Восприятие - это процесс непрерывной оценки мозгом сенсорных раздражений, осуществляемой по критерию воздействия этих раздражений на организм" [4, с. 318].
Как уже говорилось, в центре научных интересов Рота как нейробиолога всегда остается работа мозга как такового - как на уровне физиологическом (начиная от функционирования синаптических соединений и отдельных нейронов и заканчивая организацией нервной системы и, прежде всего, головного мозга как целостного образования), так и на уровне ментальном (от простейших актов восприятия до конструирования действительности). Заслуги Рота в данной области бесспорны, а полученные им результаты могли бы стать основой для целых глав в учебниках по нейрофизиологии, нейропсихологии, или когнитивной психологии, вне зависимости от их конструктивистской направленности. Однако для нас важным представляется описание именно тех тех процессов, которые лежат в основе конструктирующей активности мозга, делают такую активность возможной.
В расширенном виде проблема может быть сформулирована следующим образом: "Как в мозге воссоздается целостность восприятия? Этот