Психология сознания полностью

Основной принцип, лежащий в основе экспериментов НКС, очень прост. Если вы хотите обнаружить нейрональные корреляты осознанного состояния или содержания сознания, следует разработать эксперимент, где есть два разных условия. Одно называется контрольным (или базовым ) условием. При этом условии состояние сознания, или содержание сознания, полностью отсутствует в психике испытуемого. Это условие служит нейтральной базовой линией , которому противопоставляется другое условие. Другое условие называется экспериментальным : определенное состояние сознания, или содержание сознания, четко присутствует в психике испытуемого. В идеале все остальные параметры одинаковы или не меняются в обоих условиях: единственное отличие – наличие или отсутствие содержания в сознании испытуемого.

Такая схема создает необходимую управляемую вариативность на уровне феноменов сознания. Чтобы получить информацию об одновременных событиях в мозге, активность мозга испытуемого нужно измерить тем или иным способом. Самые распространенные методы измерений можно разделить на две группы: методы функциональной томографии мозга и электромагнитное исследование мозга .

Методы функциональной томографии мозга: фМРТ и ПЭТ

Методы функциональной томографии мозга включают функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ). В экспериментах с НКС раньше использовались оба метода, но сейчас фМРТ используется чаще, потому что он дешевле и проще. При фМРТ испытуемый находится в специальной капсуле, где создано сильное статическое магнитное поле, и его мозг бомбардируют короткие последовательности высокочастотных (радиочастотных) электромагнитных импульсов. Магнитное поле и импульсы как таковые безопасны для мозга, но сочетание магнитного поля и импульсов влияет на субатомные частицы (протоны) в ядрах атомов водорода в мозге, побуждая их «отражать» эти импульсы. Такое «эхо» можно зарегистрировать с внешней поверхности головы испытуемого.

Сигналы «эха» отражают точное расположение и магнитные свойства различных биологических тканей и структур мозга. Обычный или структурный фМРТ со здает трехмерное анатомическое изображение мозга в высоком разрешении; фМРТ, кроме этого, отражает изменения в количестве свежей, наполненной кислородом крови в мозге. Это называется BOLD-сигналом (то есть «сигналом, зависящим от уровня кислорода в крови (Blood Oxygen Level Dependent)»). Свежая кровь быстро поступает в те области мозга, где увеличивается активность нейронов, и изображение косвенно отражает, в каких областях мозга растет нейроэлектрическая активность нейронов. Таким образом, в НКС-исследованиях с помощью метода фМРТ, сравнивая различия в деятельности мозга в экспериментальных и контрольных условиях, можно видеть, в каких областях мозга нейроны стали более активными, отражая изменения, происходящие в сознании.

Минимальное время, в течение которого описывается отдельное изображение, называют временны м разрешением . Нужно несколько секунд, чтобы кровоток среагировал на всплеск локальной нейрональной активности; таким образом, в лучшем случае фМРТ отражает изменения в активности мозга с задержкой примерно в 5–10 секунд. Первые изменения в сигнале фМРТ возникают через несколько секунд после начала возбуждения, но реакция фМРТ достигает максимума примерно через 10 секунд после начала активации.

Это означает, что у фМРТ относительно невысокое временно е разрешение) . Активная интеллектуальная обработка и нейрональная активность происходит в первые две секунды после начала возбуждения, но фМРТ слишком медлительна, чтобы точно увидеть, что происходит. Наоборот, пространственное разрешение фМРТ относительно высоко. Пространственное разрешение – это минимальный размер элемента изображения (он называется «пикселем», или «voxel») в отдельной области изображения с точки зрения количества полученных сигналов (они интерпретируются как «активность мозга»). Пространственное разрешение изображений фМРТ составляет около 2–3 мм2.

В исследованиях по методу ПЭТ радиоактивные изотопы, испускающие позитроны, присоединяются к заранее выбранным исследователем молекулам (например, радиоактивный кислород присоединяется к молекуле воды H2O, что создает радиоактивную воду), а затем поставляются в кровоток испытуемого. Оттуда радиоактивные молекулы быстро распространяются по всему телу, и в том числе попадают в мозг. Радиоактивные изотопы непостоянны и распадаются с известной скоростью, испуская позитроны. В мозге позитроны сталкиваются с электронами, обе частицы уничтожаются и превращаются в энергию в форме двух гамма-лучей, исходящих из мозга в прямо противоположных направлениях.