Сознание без прямого теста: что показали три проверки двух главных теорий

Человеку, который после тяжёлой травмы мозга не открывает глаза, когда к нему обращаются, и не отвечает на вопросы, к голове подводят катушку. Короткий магнитный импульс вызывает в коре ответ, и электроды на черепе одновременно записывают его форму: распространяется ли отклик по разным областям, остаётся ли сложным и непохожим в разных участках или быстро гаснет и повторяется почти одинаково. Этот показатель, индекс возмущённой сложности (perturbational complexity index, PCI), не требует от человека ни слова, ни движения. Он не выясняет, что тот чувствует. Он измеряет, как устроен отклик мозга на внешний толчок.

Обзор в Nature, посвящённый состоянию исследований сознания, начинается с признания, которое редко попадает в популярные пересказы: «Прямого теста для оценки человеческого сознания не существует». Дальше речь идёт о том, что всё-таки удалось: научиться надёжно измерять активность и связанность областей, искать следы скрытого сознания у людей, которые внешне не реагируют, и сравнивать конкурирующие теории не по отдельности, а в одном эксперименте.

Задача сложнее, чем кажется, потому что формулировка «этот мозг работает» и «этот человек в сознании» звучит похоже, а ответы у них разные. Кора может обрабатывать сигнал, запускать движение, поддерживать дыхание и при этом, если верить теориям, не порождать субъективного опыта. Отделить одно от другого и пытаются уже несколько десятилетий.

Что именно ищут

Рабочий инструмент здесь: нейронные корреляты сознания (neural correlates of consciousness, NCC). В обзоре они описаны как «минимальный нейронный механизм, необходимый для запуска сознательного опыта», причём это может быть один показатель или набор событий. Формулировка важна: ищут не любое совпадение активности с состоянием бодрствования, а то, без чего опыт не возникает.

Отсюда интерес к состояниям, в которых сознание ослаблено или отсутствует: сон, наркоз, кома. Невролог Мелани Боли из Висконсинского университета в Мэдисоне называет главным сдвигом то, что удалось изолировать собственно признаки сознания, «вместо того чтобы просто измерять что-то, что сопряжено с сознательным опытом или является его следствием». Логика простая. Если признак пропадает вместе с опытом при наркозе и возвращается при пробуждении, он годится в кандидаты. Если он лишь сопровождает бодрствование, реакцию на стимул или способность говорить, его ценность падает.

Скрытое сознание и цена одного числа

Самое известное практическое следствие этой работы связано с пациентами, которые выглядят бессознательными. В обзоре упомянуто исследование 2024 года: части из 241 человека с нарушениями сознания после травм мозга предлагали представить, что они играют в теннис или сжимают и разжимают руку. У десятков пациентов во время такой задачи на снимках появлялась активность, и это ставит вопрос, сохраняется ли сознание в состоянии, которое клинически выглядит как его отсутствие.

Здесь нужна осторожность в двух местах. Во-первых, первичная публикация в New England Journal of Medicine (Bodien и соавторы, 2024; doi:10.1056/NEJMoa2400645) при нашей проверке оказалась недоступна, поэтому детали протокола, критерии отбора и статистика известны только по пересказу в обзоре. Во-вторых, там же приводится оценка, что примерно у четверти людей, выглядящих медицински бессознательными, можно предполагать скрытое сознание. Это число не стоит воспринимать как измеренную распространённость: за ним в нашем разборе нет первичных данных, а сама формулировка в обзоре дана без разбивки по диагнозам и срокам после травмы.

Что действительно меняется, так это модель. Сознание перестают описывать как выключатель с двумя положениями и всё чаще обсуждают как процесс с постепенными переходами. Из этой рамки и выросли метрики вроде PCI.

Индекс возмущённой сложности

PCI устроен как проверка отклика, а не как поиск эффектной картинки. В сознательном мозге ответ на магнитный импульс обычно распространяется, оставаясь сложным и различным от области к области. В обзоре эти два свойства названы интеграцией и дифференциацией. Во сне и под наркозом отклик становится проще и повторяемее.

Идея привлекательна тем, что не зависит от желания человека сотрудничать. Но у метода есть цена, о которой говорит нейрофизиолог Юхан Фредерик Сторм из Университета Осло: PCI считают точным коррелятом сознания, полезным во многих исследовательских задачах, а широкому клиническому применению мешает трудоёмкость сбора. «Но даже так, он набирает обороты», добавляет он.

Дальше стоит спросить, что именно измеряет такой индекс. Он оценивает организацию отклика, а не содержание опыта. Человек с богатым внутренним опытом и человек, у которого опыт уплощён, могут дать похожие кривые, если организация корковой динамики близка. Для клиники, где нужно отличить отсутствие сознания от его остатков, этого может хватить. Для вопроса «что именно переживает мозг» нет.

Две теории и разный ответ на вопрос «где»

Обзор приводит цифру: теорий сознания сейчас больше 450. Многие из них отличаются масштабом или акцентом, а не существом. Две самые обсуждаемые описывают возникновение опыта по-разному.

Теория глобального нейронного рабочего пространства (global neuronal workspace theory, GNWT) исходит из того, что большая часть активности заперта в специализированных зонах: зрительные области разбирают форму и цвет, языковые работают со словами. Сознание, по этой логике, появляется, когда информация становится достаточно важной и транслируется широко, в так называемое глобальное рабочее пространство, откуда её могут взять разные системы. Лицо, чьё представление осталось внутри зрительной системы, вызовет простую бессознательную реакцию. Лицо, запустившее множество областей, станет частью опыта.

Теория интегрированной информации (integrated information theory, IIT) задаёт другой вопрос: каково переживание по своему устройству. Мы видим связную сцену, а не отдельные мазки цвета, звука и прикосновения. Сознание здесь зависит от того, насколько сильно части системы влияют друг на друга, сохраняя различие. Нужны и интеграция, и дифференциация: система должна быть больше суммы независимых частей и обладать состоянием, которое нельзя вывести из описания каждой части по отдельности.

Расходятся теории и территориально. GNWT ждёт внезапной вспышки (ignition) широкой активности при появлении стимула и отводит важную роль префронтальной коре, которая использует информацию для сложного поведения. IIT указывает на «горячую зону» ближе к затылку, где сходятся зрение, слух и осязание.

Методологическая ловушка

Проблема не только в том, что теории разные. Проблема в том, как их проверяли. База ConTraSt (Yaron, Melloni, Pitts и Mudrik, Nature Human Behaviour, 2022; doi:10.1038/s41562-021-01284-5) собрала 412 экспериментов, интерпретировавших результаты через одну из четырёх ведущих теорий. Вывод из аннотации звучит жёстко: поддержку конкретной теории можно было предсказать исключительно по методологическим выборам исследователей, независимо от полученных результатов. Кроме того, большинство работ интерпретировали данные постфактум, а не проверяли заранее сформулированные критические предсказания.

Оговорка по доступу: у этой статьи открыта только аннотация и страница с дополнительными материалами, полный текст по подписке. Значит, правила кодирования 412 работ, устройство классификатора и размеры эффектов мы проверить не можем и пересказываем вывод в том виде, в каком его дают авторы. Открытая база выложена отдельно (ContrastDB.tau.ac.il), данные и скрипты анализа лежат в репозитории OSF (osf.io/avz8b); оба адреса приведены в самой статье.

Кристоф Кох из Allen Institute for Brain Science описывает механизм, стоящий за этим перекосом, без дипломатических смягчений: «Люди очень привязываются к своим теориям, и эта предвзятость подтверждения иногда мешает честной совместной работе». Именно поэтому в поле пришли предрегистрация и состязательные форматы, о логике которых мы уже писали в разборе о том, почему повторные эксперименты подтверждают не каждый результат о поведении.

Состязательная проверка

Проект Cogitate, опубликованный в Nature (Cogitate Consortium, 2025, том 642, страницы 133-142; doi:10.1038/s41586-025-08888-1), устроен как попытка выбить почву из-под этого перекоса. Сторонники IIT и GNWT вместе с нейтральными исследователями заранее зафиксировали дизайн, расходящиеся предсказания, ожидаемые исходы и то, как их следует трактовать. Предсказания прошли рецензирование до сбора данных.

Участвовали 256 человек: 120 в фМРТ-части, 102 в магнитоэнцефалографии, 34 пациента с эпилепсией с имплантированными электродами для интракраниальной электроэнцефалографии. Здоровые участники смотрели на надпороговые стимулы четырёх категорий (лица, предметы, буквы, псевдошрифты) в трёх ориентациях и трёх длительностях, а категория стимула в разных блоках становилась то значимой для задачи, то нет. Для фМРТ и магнитоэнцефалографии данные делили заранее: треть ушла на отладку анализа, две трети остались на проверку. К записи с электродов внутри черепа это правило не применяли: электроды ставят по клиническим показаниям, а не по плану эксперимента, таких пациентов мало, и собирать выборку наперёд не получается.

Проверяли три вещи. Первое: где лежит информация о содержании опыта. IIT ждала максимум в задних областях и не считала префронтальную кору необходимой, GNWT настаивала на её роли. Второе: как содержание удерживается во времени. IIT предсказывала устойчивую активность в задней «горячей зоне» на протяжении всего стимула, GNWT короткую вспышку в префронтальной коре в начале и конце с паузой между ними. Третье: связанность областей. IIT ждала длительной синхронизации внутри задней коры, включая ранние зрительные зоны, GNWT короткой дальней синхронизации между категориально-специфичными зонами и префронтальной корой.

Что показали данные

Информация о содержании нашлась в зрительной, вентротемпоральной и нижнелобной коре. Устойчивые ответы в затылочной и латеральной височной коре отражали длительность стимула, а между лобными и ранними зрительными областями обнаружилась синхронизация, специфичная для содержания. На этом уровне обе теории получили по куску поддержки.

Дальше начались расхождения с предсказаниями. Декодирование ориентации лица удавалось в задних областях и не удавалось в префронтальных: для интракраниальных данных байесовские оценки в пользу отсутствия эффекта лежали в диапазоне 5,11-8,65. Устойчивая активность, которую ждала IIT, оказалась редкой: только 8 из 53 электродов, реагировавших на лица, показали предсказанный профиль, то есть около 15%. Авторы называют такой субстрат разреженным. Устойчивого представления ориентации во времени не обнаружилось, хотя ориентация была частью того, что участники видели.

У GNWT главная проблема связана с моментом выключения стимула. Ни один из 655 электродов в префронтальной коре не показал профиль «вспышка при появлении плюс вспышка при исчезновении». Это не выглядит артефактом чувствительности метода: тот же анализ нашёл предсказанный профиль на 10 электродах в стриарной и экстрастриарной коре, а на появление стимула префронтальные электроды отвечали сильно. Информация об идентичности объекта в префронтальной коре не обнаружилась, ориентация проявилась только в магнитоэнцефалографии, и там нельзя исключить утечку сигнала из задних областей.

Третье предсказание проверяли метрикой связности, чувствительной к фазе колебаний. Результат для обеих теорий оказался отрицательным: предзарегистрированная метрика «не поддержала ни одну из теорий». В дополнительном, уже исследовательском анализе динамической связанности картина оказалась ближе к GNWT, но опираться на неё трудно, потому что зоны V1/V2 были представлены всего 12 электродами против 472 в префронтальной коре.

Обзор в Nature пересказывает эту часть иначе, чем сама статья. В обзоре говорится об ЭЭГ, фМРТ и МЭГ, тогда как в статье Cogitate для внутричерепной части использована интракраниальная ЭЭГ. Разница существенна, потому что скальповая запись и электроды внутри черепа дают разное разрешение. Там же сказано, что длительная активность, предсказанная IIT, «не была ясно представлена», хотя авторы Cogitate формулируют аккуратнее: по критерию длительности IIT формально прошла, а провалилась на устойчивости представления ориентации и на связанности.

Что из этого следует, а что пока нет

Соблазн прочитать результат как «обе теории опровергнуты» велик, и он неверен. Авторы прямо пишут, что окончательного вердикта не выносят, и предлагают читателю самому взвесить доказательства, число подтверждённых предсказаний, широту данных и когнитивные искажения, которые влияют на трактовку. Люсия Меллони из Рурского университета в Бохуме, руководившая проектом, видит в этом плюс: «Я довольна тем, что мы нашли, потому что ни одна теория не осталась нетронутой». Подтверждённые предсказания, по её словам, не оставляют места для роста, а оспоренные заставляют работать лучше.

Есть и структурная причина, по которой спор не закрывается. Обе теории состоят из математического или вычислительного ядра и предложенной биологической реализации: задняя кора против префронтальной. Проверяли реализацию. Авторы Cogitate честно оговаривают, что теоретик может ответить на неудобные данные, изменив биологическую реализацию и сохранив ядро. Тогда проверка конкретных анатомических предсказаний не фальсифицирует теорию целиком, а лишь сдвигает её.

Ограничения самого эксперимента тоже стоит держать рядом с выводами. Нельзя полностью исключить остаточную вовлечённость задачи по категории, хотя ориентация и длительность не имели значения для задачи, и по ним результат нельзя объяснить эффектами задачи. Подход не охватывает всё феноменальное богатство сознания. В данных нет записей от одиночных нейронов, а они обычно доступны только у пациентов с эпилепсией и в ограниченных областях. Работа проверяет зрительное содержание у здоровых добровольцев и пациентов, а не сознание во всех модальностях и состояниях.

Отдельно про декодирование. Логика здесь та же, что и в работах, где ИИ восстанавливает увиденное по снимкам мозга: классификатор не читает мысль, он различает устойчивые различия в сигнале, и точность такой процедуры зависит от того, что считать правильным ответом. В Cogitate это понимали, поэтому тренировали классификатор на одном условии задачи и проверяли на другом, а ориентацию держали вне задачи постоянно.

Практический смысл пока скромнее, чем заголовки. Для клиники важнее не спор IIT с GNWT, а связка «измерение отклика плюс осторожная интерпретация»: PCI и задачи на воображение движений уже меняют разговор о пациентах с нарушениями сознания, хотя ни один из этих инструментов не заменяет клиническую оценку и не отвечает на вопрос о качестве чужого опыта. Для дискуссий о сознании у других систем, включая искусственные, вывод тоже отрезвляющий: если у людей с прямой регистрацией корковой активности и заранее согласованными предсказаниями не удаётся получить однозначный результат, то переносить критерии на системы без такой регистрации стоит с большой осторожностью. Обзор Nature упоминает интерес к растениям, астробиологии и искусственному интеллекту как источник идей о том, какие условия нужны для сознания. Это именно источник идей, а не доказательство.

Остаётся конкретный научный вопрос, на который пока нет ответа: где и в каком виде хранится информация о таком простом свойстве восприятия, как ориентация лица, всё время, пока человек его видит. Cogitate показала, что устойчивой корковой активности, которая объясняла бы это хранение, найти не удалось, а префронтальная кора не дала предсказанной вспышки на исчезновение стимула. Значит, либо теориям нужно менять биологическую реализацию, либо искать механизм хранения вне той активности, которую мы сегодня умеем измерять макроскопически. Вопрос здесь не философский, а вполне операциональный, и он ждёт следующего эксперимента.

Источники

• Heidt A. Why are we conscious? Nature investigates the theories. Nature 659, S47-S49 (2026). nature.com/articles/d41586-026-03413-4, doi:10.1038/d41586-026-03413-4. Журналистский обзор в составе Nature Spotlight: Neuroscience, редакционно независимое приложение. Не рецензируемое первичное исследование, а сводка выбранных работ и комментариев.
• Yaron I., Melloni L., Pitts M., Mudrik L. The ConTraSt database for analysing and comparing empirical studies of consciousness theories. Nature Human Behaviour 6, 593-604 (2022). nature.com/articles/s41562-021-01284-5, doi:10.1038/s41562-021-01284-5. Рецензируемая статья, база 412 экспериментов; у нас доступна только аннотация и страница материалов, полный текст по подписке.
• Cogitate Consortium, Melloni L., Mudrik L., Pitts M. и соавторы. Adversarial testing of global neuronal workspace and integrated information theories of consciousness. Nature 642, 133-142 (2025). nature.com/articles/s41586-025-08888-1, doi:10.1038/s41586-025-08888-1. Рецензируемая статья с открытым полным текстом и предрегистрацией.
• Bodien Y. G. и соавторы. N. Engl. J. Med. 391, 598-608 (2024). doi:10.1056/NEJMoa2400645. Первичная работа о воображении движений у пациентов с нарушениями сознания; при проверке недоступна, детали известны только по пересказу в обзоре Nature.
• Casali A. G. и соавторы. A theoretically based index of consciousness independent of sensory processing and behavior. Sci. Transl. Med. 5, 198ra105 (2013). doi:10.1126/scitranslmed.3006294. Первичная работа по PCI; в нашем разборе метод изложен по обзору Nature.
• Открытые материалы ConTraSt: база ContrastDB.tau.ac.il, данные и скрипты анализа в репозитории OSF (osf.io/avz8b); адреса указаны в статье Nature Human Behaviour 2022 года.

Фото: KOS Chiropractic Integrative Health / Pexels