Как мозг соединяет все эти части информации из разных участков? Согласно основной гипотезе, соответствующие нейроны синхронно разряжаются множество раз в секунду. Этот эффект отображается на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) в виде колебаний мозговых волн. Похоже, признаком сознания является ультрабыстрая форма этих волн, начинающихся в таламусе и распространяющихся по коре головного мозга.
Одна из самых известных попыток превратить экспериментальные данные в теорию сознания известна как модель глобального нейронного рабочего пространства. Она предполагает, что данные, поступающие от органов чувств, сначала обрабатываются неосознанно, главным образом в участках мозга, отвечающих за ощущения. Они проявляются в осознанном внимании, только если провоцируют деятельность префронтальной и теменной коры, когда эти участки соединяются ультрабыстрыми импульсами.
Модель связывает сознание со сложными задачами, часто требующими соединения многих ниточек знания. Такая точка зрения прекрасно согласуется с фактом, что при выполнении новых или сложных задач в нашей боковой префронтальной и задней теменной коре активность значительно увеличивается, а когда мы совершаем знакомые или повторяющиеся действия – снижается.
Главный соперник модели глобального рабочего пространства – математическая теория интегрирования информации, в которой сознание просто соединяет вместе данные и получает в итоге больше, чем сумму слагаемых. Эта идея может объяснить, почему моя встреча с другом в пабе воспринимается не просто набором сенсорной информации, а гораздо бóльшим. Модель применима и к человеку, и к интернету: ее создатели смело заявляют, что теоретически возможно вычислить уровень сознания любой системы обработки информации – будь то мозг человека, мозг крысы или компьютер. Для этого нужно знать структуру системы: сколько узлов она содержит, как они взаимосвязаны и т. д.
К сожалению, расчет предполагает невероятное количество вычислений, растущее в геометрической прогрессии по мере увеличения числа узлов, и новейшие суперкомпьютеры не могут выполнить его в разумные сроки даже для простого круглого червя, у которого около 300 нейронов. Возможно, в будущем задача упростится и станет более удобной.
На первый взгляд, математическая теория (см. «phi-фактор» ниже) сильно отличается от глобального нейронного рабочего пространства – например, она игнорирует анатомию мозга. Но обе модели показывают, что сознание предполагает комбинирование информации, и обе рассматривают наиболее плотно соединенные участки сети обработки данных. Общие основы отражают значительный прогресс в этой области.