Связь с редакцией: info@severnymayk.ru

Как изучение мозга младенцев изменило представление ученых о сознании

Сознание — одна из самых загадочных тем в науке. Долгое время считалось, что оно возникает лишь тогда, когда человек обретает речь, память или способность к саморефлексии. Однако исследования младенцев и даже детей в утробе матери бросают вызов этим представлениям. Их мозг, оказывается, способен на удивительные процессы, это заставляет ученых пересматривать саму природу сознания.

До 1980-х годов врачи проводили операции новорожденным практически без обезболивания, потому что ошибочно полагали: младенцы не испытывают боли. Например, при коррекции врожденных пороков сердца или кишечной непроходимости младенцам не давали анестетиков. Медики считали, что плач грудничков и их движения во время процедуры — это рефлексы, как подергивание колена при ударе молоточком. То есть мозг не «осознает» боль, а тело просто автоматически реагирует на повреждение.

Такое ошибочное мнение преобладало по нескольким причинам. Ученые полагали, что у новорожденных недостаточно развита кора головного мозга — область, которая у взрослых обрабатывает боль и эмоции. Кроме того, анестезия в то время была рискованной для младенцев: дозировки рассчитывали на глаз, неправильная дозировка могла остановить дыхание. 

Лишь в 1987 году Американская академия педиатрии официально признала, что новорожденные способны испытывать страдания, и потребовала использовать обезболивающие.

Что изменило мнение научного мира? Эксперименты. У младенцев в реанимации брали анализы крови через пятку. Если процедуру проводили без обезболивания, у детей резко учащалось сердцебиение, синела кожа, а уровень гормонов стресса зашкаливал. Это доказывало, что боль вызывает физиологический стресс, а не просто рефлекс. 

Чуть позже исследователи обнаружили, что болевые рецепторы у плода формируются уже к 24-й неделе беременности, а пути передачи сигналов в мозг — к 30-й неделе. Это означало, что даже недоношенные дети могут чувствовать боль. 

хирургическая операция
В 1980-х годах врачи проводили операции на новорожденных без обезболивания. Только в 1987 году, после ряда экспериментов, Американская академия педиатрии официально признала, что новорожденные способны испытывать страдания, и потребовала использовать анестетики / © Reuters, Swoan Parker

Авторы других исследований доказали, что дети, перенесшие операции без анестезии, до пяти лет, чаще страдали от психических и неврологических нарушений, замедленного развития и хронических болезней в будущем.

После 1987 года для младенцев начали использовать щадящие анестетики (например, фентанил в микродозах) в безопасных дозировках. Появились шкалы оценки боли у новорожденных — например, шкала CRIES (плач, насыщение крови кислородом, частота сердцебиения и др.). Внутриутробные операции (например, при спина бифида) стали проводить с анестезией для плода.

Именно с выходом заявления Американской академии педиатрии началась революция в понимании младенческого сознания. Ученые стали уделять этому больше внимания. 

Сознание — что это?

Философы определяют сознание как субъективное переживание — способность не просто реагировать на стимулы, но и ощущать их. Например, разницу между автоматическим отдергиванием руки от огня и осознанием: «Мне горячо!».

Статья по теме: Стремление оставить наследие — «ментальный сбой», который можно использовать во благо?

Проблема в том, что младенец не может рассказать о своих переживаниях. Ученые ищут косвенные признаки — уникальные паттерны мозговой активности, которые у взрослых четко связаны с сознанием.

Признание того, что младенцы могут чувствовать боль, стало первым шагом к тому, чтобы считать их не «заготовкой полноценного человека», а человеком с уже появившимся сознанием и внутренним миром. Это изменило не только медицину, но и философские представления о разуме.

Маркеры сознания: четыре ключа к разгадке

Нейробиологи выделяют четыре критерия, позволяющих предположить наличие сознания у младенцев. Каждый из них основан на экспериментах, выявляющих работу мозга, аналогичную работе мозга у взрослых. 

1. Сети мозга: диалог между регионами

Когда взрослый человек бодрствует, в его мозге попеременно активируются две группы нейронных сетей: cеть пассивного режима (DMN) — включается, когда мы мечтаем или вспоминаем прошлое; дорсальная сеть внимания (DAN) и центральная исполнительная сеть (CEN) — работают, когда мы решаем задачи или концентрируемся на объекте.

Во время сна (особенно в фазе сновидений) эти сети взаимодействуют, как при бодрствовании. У людей под наркозом такая активность исчезает.

Статья по теме: Исследователи нашли связь между загрязнением воздуха и аутизмом

В 2022 году нейробиолог из Ирландии Лорина Наци из Тринити-колледжа в Дублине проанализировала данные фМРТ более 280 доношенных и недоношенных новорожденных. Оказалось, DMN, DAN и CEN у них уже сформированы и взаимодействуют. Более того, у недоношенных детей, достигших скорректированного возраста 40 недель, сети выглядели идентично. А вот у тех, кто не «дозрел» до этого срока, паттерны активности были хаотичными.

Раньше фМРТ требовала полной неподвижности — младенцы с их постоянными движениями сбивали сигнал. Наци применила алгоритмы, корректирующие «шум» от шевелений. Это позволило получить четкие изображения. Ученый пришла к выводу, что нейронная архитектура, необходимая для сознания, формируется в последние недели беременности.

2. Сдвиг внимания: как младенец фокусируется

В 2021 году группа нейробиологов провела исследование, чтобы выяснить, могут ли младенцы осознанно переключать внимание, как это делают взрослые. В эксперименте участвовали дети в возрасте от трех до двенадцати месяцев. Им показывали на экране два объекта: например, движущуюся игрушку и мигающую геометрическую фигуру. Когда младенец переводил взгляд с одного объекта на другой, специальные датчики (ЭЭГ и инфракрасные камеры) фиксировали активность его мозга.

мозг младенца
Даже у новорожденных мозг отслеживает закономерности и реагирует на их нарушение. Это не рефлекс — для такого поведения требуется внутренняя модель ожидаемых событий, что характерно для сознания / © Katherine C. Cohen

У взрослых осознанный сдвиг внимания сопровождается всплеском активности в лобной коре — области мозга, отвечающей за планирование, принятие решений и концентрацию. У младенцев от трех месяцев ученые зафиксировали аналогичную реакцию. Например, когда ребенок переключался с игрушки на фигуру, датчики показывали характерный паттерн мозговых волн.

Реакция лобной коры означает, что младенец не просто рефлекторно следит за движением, а выбирает, на чем сфокусироваться. Например, если мать и незнакомец разговаривают, ребенок поворачивает голову именно к матери — это не автоматизм, а осознанное предпочтение.

Способность младенцев осознанно управлять вниманием — даже в примитивной форме — говорит о наличии базового сознания. Это не рефлекс вроде отдергивания руки от горячего, а сложный процесс. Если бы реакции были автоматическими, лобная кора оставалась в «молчании». Но ее активность доказывает, что младенец уже в три месяца способен к субъективному восприятию — выделению значимых объектов из окружающего шума.

3. Мультисенсорная интеграция: иллюзия «да-да»

Мультисенсорная интеграция — способность мозга объединять информацию от разных органов чувств (например, зрения и слуха) в единое восприятие. Это основа нашего сознательного опыта. Пример такой интеграции — иллюзия МакГерка (McGurk Effect). 

Статья по теме: Ученые создали «‎мини-мозг», практически сравнимый с мозгом эмбриона на 40-й день развития

В эксперименте, проведенном в 2004 году, взрослым показывали видео, где человек шевелил губами и произносил «ба-ба», но звуковую дорожку заменили на «га-га». В это время мозг пытается совместить противоречивые сигналы, но обманывается: глаза видят «ба», а уши слышат «га». В результате большинство людей воспринимали несуществующий звук «да-да» — это и есть иллюзия.

В том же году психологи Денис Бёрнхем и Барбара Додд провели аналогичный эксперимент с младенцами. Детям показывали человека, чьи губы двигались так, будто он произносит «ба-ба» (губы смыкаются). В это же время играл звук «га-га» (гортанный звук, как в слове «гора»). У взрослых такой конфликт вызывает иллюзию — кажется, что звучит «да-да». Но младенцы не могут сказать, что слышат. Как проверить, возникает ли у них такая же иллюзия?

Ученые использовали врожденное любопытство младенцев. Если стимул знакомый или предсказуемый, ребенок быстро теряет интерес и отводит взгляд. Если стимул новый или необычный, малыш дольше смотрит на объект.

Когда младенцам включали противоречивые сигналы (видео «ба-ба» плюс аудио «га-га»), они дольше смотрели на экран, чем в других ситуациях. Мозг младенца столкнулся с несоответствием: глаза видят одно, а уши слышат другое. Чтобы разрешить конфликт, мозг создал иллюзию — гибридный звук, которого на самом деле не было. Этот новый «звук» показался младенцу необычным, поэтому он задержал взгляд на экране. Младенец не понимает смысл слов «ба» или «га». Но его мозг улавливает паттерны (шаблоны) движения губ и звуков.

Статья по теме: У беременных уменьшились некоторые участки мозга, а после родов восстановились

Таким образом исследователи выявили у младенцев способность к мультисенсорной интеграции — их мозг объединяет противоречивые сигналы в единый опыт, как у взрослых. Это не рефлекс (как отдергивание руки от огня), а сложный процесс анализа и синтеза информации. 

Если мозг может «обманываться» иллюзией, значит, он не просто регистрирует стимулы, а создает субъективное восприятие. Иными словами, эксперимент показал, что мозг младенца, как и взрослого, создает единое восприятие из разнородных сигналов. Это ключевой признак сознания: мир переживается не как набор отдельных ощущений, а как целостная картина.

4. Реакция на неожиданность: тест oddball

Тест oddball (с английского «нечто странное») проверяет, как мозг реагирует на нарушение привычных паттернов. Это ключевой показатель сознания, так как требует осознанного отслеживания закономерностей. Если в монотонной последовательности звуков (например, «до-до-до») внезапно появляется «ре», мозг генерирует характерную волну P300 (особая электрическая активность) через 300 миллисекунд. Если человек без сознания (под наркозом), P300 не возникает. Это реакция на нарушение шаблона — маркер осознанного восприятия.

В 2009 году немецкие нейробиологи из Тюбингенского университета провели аналогичный эксперимент с новорожденными. Младенцы не понимают речь и не различают сложные визуальные образы. Поэтому ученые использовали звуковые стимулы, адаптированные для восприятия новорожденных.

мозг младенцев
Исследование мозговой активности у новорожденных, связанной с обработкой локальных (мелкомасштабных) и глобальных (крупномасштабных) сенсорных или когнитивных эффектов / © University of Tübingen

На головы 20 детей надели шапочки с магнитными датчиками (магнитоэнцефалография), фиксирующими микроколебания мозговой активности. Звуки были простыми и ритмичными, похожими на те, что плод слышит в утробе (стук сердца матери, шум крови). При появлении «неправильного» звука мозг детей выдавал реакцию, похожую на P300, но с задержкой в 400–500 миллисекунд. Активность наблюдалась в лобной и височной коре — областях, связанных с обработкой звуков и вниманием.

Даже у новорожденных мозг отслеживает закономерности и реагирует на их нарушение. Это не рефлекс — для такого поведения требуется внутренняя модель ожидаемых событий, что характерно для сознания. Наличие P300-подобной реакции у младенцев — признак того, что их мозг уже способен к осознанному отслеживанию событий.

Споры: где граница сознания?

Не все ученые согласны с выводами, что у новорожденных и детей в утробе матери есть сознание. На этом фоне выделяются два лагеря исследователей. 

С одной стороны — минималисты, которые считают, что сознание — это базовое восприятие стимулов (боль, свет, звук), по их мнению, оно появляется на поздних сроках беременности. С другой — максималисты, которые уверены, что сознание требует сложных функций — памяти, целеполагания, самоидентификации, а эти способности развиваются после года.

В поддержку своей гипотезы максималисты приводят ряд аргументов. В частности, они ссылаются на то, что новорожденные не помнят вчерашний день и не строят планы. Активность мозга плода на 35-й неделе беременности хоть и похожа на взрослую, но слабее. Например, реакция на «oddball» менее выражена.

Статья по теме: Маленькие ежедневные удовольствия улучшают когнитивные способности и повышают производительность

Минималисты им парируют. Они полагают, что сознание нельзя разделить на «есть» или «нет». Это как градиент оттенков между черным и белым. Даже самое примитивное восприятие (например, реакция на свет или боль) — уже начальная ступень сознания. 

В качестве примера они приводят тот факт, что плод на поздних сроках беременности может отворачиваться от яркого света, направленного на живот матери. Это не просто рефлекс — это осознанная реакция на дискомфорт. Кроме того, новорожденный замирает, услышав голос матери. Это не автоматизм, а осознание знакомого стимула.

Может ли плод в утробе осознавать?

В 2021 году группа ученых провела эксперимент с участием 56 беременных женщин. С помощью сверхчувствительных магнитоэнцефалографов исследователи записали реакцию плодов между 25-й и 40-й неделями беременности на серию звуковых сигналов. В 60 процентах случаев наблюдалась активность в мозге, напоминающая P300-волну.

Некоторые эксперты заявили, что интерпретировать эти результаты сложно. Мозг плода на этом сроке все еще незрелый: нейроны только формируют связи, как провода в недоделанной электросети. Активность, похожая на P300, может быть случайной — как помехи в радиоприемнике. Кроме того, плод проводит до 90 процентов времени в состоянии, напоминающем сон, а амниотическая жидкость, окружающая его, содержит вещества, которые действуют как естественное успокоительное. Они защищают мозг от перегрузки, приглушая внешние раздражители. 

Статья по теме: Впервые в истории женщину с тяжелой формой депрессии вылечили с помощью мозгового импланта

Биоэтик Клаудия Пассос-Феррейра предложила гипотезу «приглушенного сознания». Согласно этой гипотезе, даже если плод способен к осознанию, его переживания смутны и размыты — как у человека под легким наркозом. Например, он может слышать голос матери, но не понимать, что это ее голос. Или ощущать учащенное сердцебиение матери при стрессе, но не осознавать страх. Это похоже на попытку прочитать книгу в полутьме: буквы видны, но смысл ускользает.

Пока среди ученых идет спор — возникает ли сознание до рождения? Однако ясно одно: если зачатки сознания у плода есть, они радикально отличаются от взрослого опыта. Это не мысли или эмоции, а скорее смутное восприятие изменений в окружающем мире. 

Как ощущает мир младенец?

Представьте, что вы попали в комнату, где одновременно горят разноцветные гирлянды, играет громкая музыка, а по стенам бегут тени. Примерно так воспринимает мир новорожденный. Психолог Элисон Гопник сравнила внимание младенца с фонарем: оно рассеяно по всему окружению, а не сфокусировано, как у взрослых. Возможно, их опыт — это поток нефильтрованных ощущений: звуки, свет, прикосновения сливаются в единый калейдоскоп.

мозг ребенка
Мозг детей под МРТ от 0 до 24 месяцев / © Mahmoud Mostapha, Martin Styner

Это подтверждает эксперимент с черно-белыми узорами. Младенцам показывали простые (полоски) и сложные (геометрические фигуры) изображения и фиксировали движение зрачков. Оказалось, что они дольше задерживают взгляд на сложных паттернах, чем на простых. Это говорит о том, что их мозг не просто «фотографирует» картинку, а активно анализирует ее, пытаясь разобраться в деталях. Для взрослого такие узоры — бессмысленный набор линий, но для младенца это «головоломка», которую хочется изучить.

Нейробиолог Тим Бейн описывает это как «сырое восприятие». Младенец не отделяет важные сигналы от фоновых. Свет лампы, шум вентилятора, складки на пеленке — все это сливается в единый поток одинаково ярких впечатлений. Например, если в комнате говорят люди, гудит холодильник и мигает экран, младенец не выделяет голос матери — для него все звуки равнозначны.

С возрастом мозг учится фильтровать информацию. К трем–четырем годам «фонарь» превращается в «прожектор»: ребенок уже может слушать сказку, не отвлекаясь на шум за окном. Но в первые месяцы жизни «сырое восприятие» помогает младенцу впитывать информацию о мире — как губка, которая впитывает всю воду, а не отдельные капли.

Зачем ученые изучают сознание младенцев?

Изучение сознания у младенцев имеет фундаментальное значение для науки, так как позволяет раскрыть ключевые механизмы формирования человеческой психики и ответить на сложные вопросы о природе сознания.

Авторы ряда исследований показали, что базовые формы сознания могут появляться у плода уже на поздних сроках или сразу после рождения, что связано с интеграцией сенсорных и когнитивных реакций. Это помогает определить, как мозг младенца обрабатывает информацию, отличает знакомые стимулы (например, голос матери) и формирует самоощущение.

Выявление нейрофизиологических маркеров сознания (например, ЭЭГ-паттерны, «поздняя медленная волна») позволяет диагностировать нарушения развития, такие как гипоксически-ишемическая энцефалопатия, и улучшать медицинскую помощь новорожденным.

Статья по теме: Ученые рассказали, как мозг человека принимает решение о наказании

Установление момента возникновения сознания влияет на дискуссии о правах плода, анестезии во время абортов на поздних сроках и определении критериев жизни.

Изучение того, как младенцы воспринимают мир (например, различают языки или эмоции), помогает разрабатывать методы раннего развития, коррекции аутизма и укрепления привязанности между ребенком и родителями.

Таким образом, изучение младенческого сознания не только углубляет понимание человеческой природы, но и имеет практическое значение для медицины, образования и этики.

Post Scriptum

Изучение младенцев разрушает миф о том, что сознание — это «включенная лампочка» в голове взрослого человека. Оно оказывается динамичным процессом, который начинается с простейших форм восприятия и усложняется со временем.

Но главный вывод в другом: сознание — не внезапный «подарок» эволюции, а процесс, корни которого уходят в самые ранние этапы развития. Младенец — не чистый лист. Его разум, пусть и примитивный, уже способен удивляться нарушению шаблонов, предпочитать знакомые голоса и создавать иллюзии из противоречивых сигналов.

Остается загадкой, как эти ранние формы перерастают в рефлексию взрослого человека. Ясно одно: у новорожденных есть внутренний мир, его разум, пусть и примитивный, активно строит картину мира, и задача ученых — научиться понимать этот процесс.

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Подписывайтесь на нас в социальных сетях

Реклама
Последние статьи

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Реклама

Другие статьи автора

Рекомендуем

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: