Poreklo i priroda svesnih iskustava - ponekad se naziva latinskom rečju qualia - bili su za nas misterija od rane antike do nedavno. Mnogi filozofi svijesti, uključujući i moderne, smatraju postojanje svijesti toliko neprihvatljivom kontradikcijom onoga što vjeruju da je svijet materije i praznine da ga proglašavaju iluzijom. Drugim riječima, oni ili poriču postojanje qualia u principu ili tvrde da se ne mogu smisleno proučavati kroz nauku.
Da je ova presuda istinita, ovaj članak bi bio vrlo kratak. I ne bi bilo ničega ispod reza. Ali ima tu nesto...
Ako se svijest ne može shvatiti pomoću naučnih alata, sve što bi bilo potrebno je objasniti zašto smo ti, ja i skoro svi ostali toliko sigurni da uopće imamo osjećaje. Međutim, zbog lošeg zuba sam dobio gumu. Sofisticirani argument da me uvjeri da je moj bol iluzoran neće me osloboditi ni trunke ovog bola. Nemam simpatija za ovako bezizlazno tumačenje veze između duše i tijela, pa ću možda nastaviti.
Svijest je sve što osjetite (putem osjetilnog unosa), a zatim doživljavate (kroz percepciju i razumijevanje).
Melodija vam se zaglavila u glavi, ukus čokoladnog deserta, dosadna zubobolja, ljubav prema detetu, apstraktno razmišljanje i shvatanje da će jednog dana svim senzacijama doći kraj.
Naučnici se postepeno približavaju rješavanju misterije koja dugo brine filozofe. A kulminacija ovog naučnog istraživanja očekuje se da bude strukturirana radna teorija svijesti. Najupečatljiviji primjer primjene ove teorije je punopravna AI (ovo ne isključuje mogućnost nastanka AI bez teorije svijesti, već na osnovu već postojećih empirijskih pristupa u razvoju AI)
Većina naučnika prihvata svest kao datost i nastoji da razume njenu vezu sa objektivnim svetom koji nauka opisuje. Prije četvrt stoljeća, Francis Crick i ostali odlučio je ostaviti po strani filozofske rasprave o svijesti (koje se tiču naučnika barem od Aristotelovog vremena) i umjesto toga krenuo u potragu za njenim fizičkim tragovima.
Šta je to tačno u visoko ekscitabilnom delu moždane materije što stvara svest? Naučivši ovo, naučnici se mogu nadati da će se približiti rješavanju fundamentalnijeg problema.
Konkretno, neuroznanstvenici traže neuronske korelate svijesti (NCC) - najmanji neuronski mehanizmi koji su kolektivno dovoljni za bilo koje posebno svjesno iskustvo osjeta.
Šta se mora dešavati u mozgu da biste, na primjer, osjetili zubobolju? Da li bi neke nervne ćelije trebale da vibriraju na nekoj magičnoj frekvenciji? Trebamo li aktivirati neke posebne “neurone svijesti”? U kojim dijelovima mozga bi se takve ćelije mogle nalaziti?
Neuralni korelati svijesti
U definiciji NKS-a važna je klauzula „minimalna“. Na kraju krajeva, mozak se u cjelini može smatrati NCS - dan za danom stvara senzacije. A ipak se lokacija može još preciznije odrediti. Zamislite kičmenu moždinu, 46-centimetarsku fleksibilnu cijev nervnog tkiva unutar kičme koja sadrži oko milijardu nervnih ćelija. Ako ozljeda prouzrokuje potpuno oštećenje kičmene moždine do područja vrata, žrtva će biti paralizirana u nogama, rukama i trupu, neće imati kontrolu nad crijevima ili mjehurom i biće lišena tjelesnih senzacija. Ipak, takvi paraplegičari nastavljaju da doživljavaju život u svoj njegovoj raznolikosti: vide, čuju, mirišu, doživljavaju emocije i pamte kao i prije nego što im je tragični incident radikalno promijenio život.
Ili uzmite mali mozak, "mali mozak" u zadnjem dijelu mozga. Ovaj moždani sistem, jedan od najstarijih u evolucijskom smislu, uključen je u kontrolu motoričkih vještina, držanja tijela i hoda, a odgovoran je i za spretno izvođenje složenih sekvenci pokreta.
Sviranje klavira, kucanje na tastaturi, umjetničko klizanje ili penjanje - sve ove aktivnosti uključuju mali mozak. Opremljen je najpoznatijim neuronima zvanim Purkinje ćelije, koje imaju vitice koje lepršaju poput morske lepeze korala i luče složenu električnu dinamiku. Mali mozak takođe sadrži najveći broj neurona, oko 69 milijardi (uglavnom su to zvjezdasti cerebelarni mastociti) - četiri puta višenego ceo mozak zajedno (zapamtite, ovo je važna tačka).
Šta se događa sa svijesti ako osoba djelimično izgubi mali mozak kao rezultat moždanog udara ili pod kirurškim nožem?
Da, gotovo ništa kritično za svijest!
Pacijenti sa ovim oštećenjem žale se na nekoliko problema, poput slabijeg sviranja klavira ili kucanja po tastaturi, ali nikada na potpuni gubitak bilo kojeg aspekta njihove svijesti.
Najdetaljnija studija o efektima oštećenja cerebelara na kognitivne funkcije, opsežno proučavana u kontekstu . Ali čak iu ovim slučajevima, pored koordinacionih i prostornih problema (gore), samo su nekritična kršenja izvršnih aspekata upravljanja, koje karakteriše , rasejanost i blagi pad sposobnosti učenja.
Ekstenzivni cerebelarni aparat nema veze sa subjektivnim iskustvima. Zašto? Njegova neuronska mreža sadrži važan trag - izuzetno je ujednačena i paralelna.
Mali mozak je gotovo u potpunosti strujni krug: jedan red neurona hrani sljedeći, koji zauzvrat utiče na treći. Ne postoje povratne petlje koje rezoniraju naprijed-nazad unutar električne aktivnosti. Štaviše, mali mozak je funkcionalno podijeljen na stotine, ako ne i više, nezavisnih računskih modula. Svaki radi paralelno, sa zasebnim ulazima i izlazima koji se ne preklapaju koji kontrolišu kretanje ili različite motoričke ili kognitivne sisteme. Jedva su u interakciji jedni s drugima, dok je u slučaju svijesti to još jedna neophodna karakteristika.
Važna lekcija koja se može naučiti iz analize kičmene moždine i malog mozga je da se genijalnost svijesti ne rađa tako lako ni u jednoj tački ekscitacije nervnog tkiva. Nešto drugo je potrebno. Ovaj dodatni faktor leži u sivoj tvari koja čini ozloglašeni cerebralni korteks - njegovu vanjsku površinu. Svi dostupni dokazi ukazuju na to da senzacije uključuju tkiva.
Možete još više suziti područje gdje se nalazi fokus svijesti. Uzmimo, na primjer, eksperimente u kojima su desno i lijevo oko izložene različitim podražajima. Zamislite da je fotografija Lade Priore vidljiva samo vašim levim okom, a fotografija Tesle S samo vašim desnim. Možemo pretpostaviti da ćete vidjeti neki novi automobil iz superponiranja Lade i Tesle jedan na drugi. U stvari, videćete Ladu na nekoliko sekundi, nakon čega će on nestati i Tesla će se pojaviti - a onda će ona nestati i Lada će se ponovo pojaviti. Dvije slike će zamijeniti jedna drugu u beskrajnom plesu - naučnici ovo zovu binokularno takmičenje ili takmičenje mrežnjače. Mozak izvana prima dvosmislene informacije i ne može odlučiti: da li je Lada ili Tesla?
Kada ležite unutar skenera mozga, naučnici otkrivaju aktivnost u širokom rasponu kortikalnih područja, zajednički nazvanim stražnja vruća zona. To su parijetalni, okcipitalni i temporalni dijelovi stražnjeg dijela mozga i oni igraju najvažniju ulogu u praćenju onoga što vidimo.
Zanimljivo je da primarni vizuelni korteks, koji prima i prenosi informacije iz očiju, ne odražava ono što osoba vidi. Slična podjela rada se uočava i u slučaju sluha i dodira: primarni slušni i primarni somatosenzorni korteksi ne doprinose direktno sadržaju slušnog i somatosenzornog iskustva. Svesna percepcija (uključujući slike Lade i Tesle) dovodi do naknadnih faza obrade - u zadnjoj vrućoj zoni.
Ispostavilo se da vizuelne slike, zvukovi i druge životne senzacije potiču iz zadnjeg korteksa mozga. Koliko neuroznanstvenici mogu reći, gotovo sva svjesna iskustva potiču odatle.
Brojač svesti
Za operacije se, na primjer, pacijenti stavljaju u anesteziju da se ne kreću, održavaju stabilan krvni tlak, ne osjećaju bol i nakon toga nemaju traumatska sjećanja. Nažalost, to se ne postiže uvijek: svake godine stotine pacijenata pod anestezijom su svjesni u ovoj ili onoj mjeri.
Druga kategorija pacijenata sa ozbiljnim oštećenjem mozga kao rezultatom traume, infekcije ili teškog trovanja može živjeti godinama bez mogućnosti da govore ili odgovaraju na pozive. Dokazati da doživljavaju život izuzetno je težak zadatak.
Zamislite astronauta izgubljenog u svemiru, slušajući kontrolu misije pokušavajući da ga kontaktira. Pokvareni radio ne emituje njegov glas, zbog čega ga svijet smatra nestalim. Otprilike tako se može opisati očajna situacija pacijenata čiji su oštećeni mozgovi lišili kontakta sa svijetom - svojevrsni ekstremni oblik samice.
Početkom 2000-ih Giulio Tononi sa Univerziteta Wisconsin-Madison i Marcello Massimini su pioniri metodu tzv. da se utvrdi da li je osoba pri svijesti ili ne.
Naučnici su primijenili zavojnicu obloženih žica na glavu i odaslali šok (zap) - snažan naboj magnetske energije koji je uzrokovao kratkotrajnu električnu struju. Ovo je pobuđivalo i inhibiralo partnerske neuronske ćelije u povezanim regijama kola, a val je rezonirao kroz cerebralni korteks sve dok aktivnost nije prestala.
Mreža senzora elektroencefalograma na glavi bilježila je električne signale. Kako su se signali postepeno širili, njihovi tragovi, od kojih svaki odgovara određenoj tački ispod površine lubanje, transformirani su u film.
Snimci nisu pokazali nikakav tipičan algoritam - ali nisu bili ni potpuno nasumični.
Zanimljivo, što su ritmovi uključivanja i isključivanja bili predvidljiviji, veća je vjerovatnoća da je mozak bio u nesvijesti. Naučnici su izmjerili ovu pretpostavku kompresijom video podataka koristeći algoritam koji se koristi za arhiviranje kompjuterskih datoteka u ZIP formatu. Kompresija je pružila procjenu složenosti odgovora mozga. Volonteri koji su bili pri svijesti pokazali su “indeks složenosti perturbacije” od 0,31 do 0,70, s tim da je indeks padao ispod 0,31 ako su bili u stanju dubokog sna ili pod anestezijom.
Tim je zatim testirao zip i zap na 81 pacijentu koji je bio ili u minimalnoj svijesti ili bez svijesti (komatozni). U prvoj grupi, koja je pokazala neke znakove nereflektivnog ponašanja, metoda je ispravno pokazala da je 36 od 38 bilo svjesno. Od 43 pacijenta u "biljnom" stanju sa kojima rođaci na čelu bolničkog kreveta nikada nisu uspeli da uspostave komunikaciju, 34 su klasifikovana kao bez svesti, a još devet nije. Njihov mozak je reagovao slično kao i oni koji su bili svjesni, što znači da su i oni bili svjesni, ali nisu mogli komunicirati sa svojom porodicom.
Sadašnja istraživanja imaju za cilj standardizaciju i unapređenje tehnike za neurološke pacijente, kao i proširenje na pacijente na psihijatrijskim i pedijatrijskim odjelima. S vremenom će naučnici identificirati specifičan skup neuronskih mehanizama koji dovode do iskustava.
Konačno, potrebna nam je uvjerljiva naučna teorija svijesti koja će odgovoriti na pitanje pod kojim uslovima bilo koji fizički sistem – bilo da se radi o složenom lancu neurona ili silicijumskim tranzistorima – doživljava senzacije. I zašto je kvalitet iskustva drugačiji? Zašto se čisto plavo nebo osjeća drugačije od zvuka loše podešene violine? Imaju li te razlike u senzacijama neku specifičnu funkciju? Ako da, koji? Teorija će nam omogućiti da predvidimo koji će sistemi moći nešto osjetiti. U nedostatku teorije s provjerljivim predviđanjima, svaki zaključak o svijesti mašine zasniva se isključivo na našem instinktu, na koji se, kao što je pokazala historija nauke, treba oslanjati s oprezom.
Jedna od glavnih teorija svijesti je teorija (GWT), koji su iznijeli psiholog Bernard Baars i neuroznanstvenici Stanislas Dean i Jean-Pierre Changeux.
Za početak, oni tvrde da kada je osoba nečega svjesna, mnoga različita područja mozga pristupaju ovim informacijama. Dok ako osoba djeluje nesvjesno, informacija je lokalizirana u specifičnom senzorno-motornom sistemu (senzorno-motornom) koji je uključen. Na primjer, kada brzo kucate, to radite automatski. Ako vas pitaju kako to radite, nećete moći odgovoriti jer imate ograničen pristup ovim informacijama, koje su lokalizirane u neuronskim krugovima koji povezuju oči s brzim pokretima prstiju.
Globalna dostupnost generiše samo jedan tok svijesti, jer ako je neki proces dostupan svim drugim procesima, onda je dostupan svima njima – sve je povezano sa svime. Ovako se implementira mehanizam za suzbijanje alternativnih slika.
Ova teorija dobro objašnjava sve vrste mentalnih poremećaja, gdje kvarovi pojedinačnih funkcionalnih centara, povezanih obrascima neuralne aktivnosti (ili cijelog područja mozga), unose distorzije u opći tok „radnog prostora“, čime se iskrivljuju slika u poređenju sa “normalnim” stanjem (zdrave osobe).
Na putu do fundamentalne teorije
GWT teorija kaže da svijest proizlazi iz posebne vrste obrade informacija: poznata nam je od početka AI, kada su posebni programi imali pristup malom, javno dostupnom skladištu podataka. Bilo koja informacija snimljena na „objavnoj tabli“ postala je dostupna brojnim pomoćnim procesima – radnoj memoriji, jeziku, modulu za planiranje, prepoznavanju lica, objekata itd. Prema ovoj teoriji, svijest nastaje kada se pristigle senzorne informacije snimljene na tabli budu prenose se u mnoge kognitivne sisteme - i oni obrađuju podatke za reprodukciju govora, pohranjivanje u memoriju ili izvođenje radnji.
Budući da je prostor na takvoj oglasnoj ploči ograničen, u svakom trenutku možemo imati na raspolaganju samo malu količinu informacija. Smatra se da se mreža neurona koji prenose ove poruke nalazi u prednjem i parijetalnom režnju.
Kada se ovi oskudni (razbacani) podaci prenesu na mrežu i postanu javno dostupni, informacija postaje svjesna. Odnosno, subjekt je toga svjestan. Moderne mašine još nisu dostigle ovaj nivo kognitivne složenosti, ali samo je pitanje vremena.
"GWT" teorija kaže da će kompjuteri budućnosti biti svjesni
Opća informacijska teorija svijesti (IIT), koju su razvili Tononi i njegovi saradnici, koristi sasvim drugačiju polaznu tačku: sama iskustva. Svako iskustvo ima svoje posebne ključne karakteristike. Ona je imanentna, postoji samo za subjekta kao „gospodar“; strukturiran je (žuti taksi usporava dok smeđi pas trči preko ulice); i konkretan je – drugačiji od bilo kojeg drugog svjesnog iskustva, poput zasebnog kadra u filmu. Štaviše, čvrst je i definisan. Kada sjedite na klupi u parku po toplom, vedrom danu i gledate djecu kako se igraju, različiti elementi doživljaja - vjetar koji vam duva kroz kosu, radost mališana koji se smiju - ne mogu se odvojiti jedan od drugog a da iskustvo ne prestane da bude ono što jeste.
Tononi postulira da takva svojstva - odnosno određeni nivo svijesti - imaju bilo kakav složen i povezan mehanizam, u čijoj strukturi je šifriran skup uzročno-posljedičnih veza. Osjećat će se kao da nešto dolazi iznutra.
Ali ako, poput malog mozga, mehanizmu nedostaje složenost i povezanost, on neće biti svjestan ničega. Kako ova teorija kaže,
svijest je inherentna, kontingentna sposobnost povezana sa složenim mehanizmima kao što je ljudski mozak.
Teorija takođe izvodi iz složenosti temeljne međusobno povezane strukture jedan nenegativan broj Φ (izgovara se „fy“), koji kvantificira ovu svijest. Ako je F nula, sistem uopće nije svjestan sebe. Suprotno tome, što je veći broj, to je veća inherentna nasumična moć koju sistem ima i što je svesniji. Mozak, koji karakteriše kolosalna i visoko specifična povezanost, ima veoma visok F, a to implicira visok nivo svesti. Teorija objašnjava različite činjenice: na primjer, zašto mali mozak nije uključen u svijest ili zašto zip i zap brojač zapravo radi (brojevi koje proizvede brojač su F u gruboj aproksimaciji).
Teorija IIT-a predviđa da napredna digitalna kompjuterska simulacija ljudskog mozga ne može biti svjesna – čak i ako se njen govor ne razlikuje od ljudskog govora. Baš kao što simulacija masivne gravitacije crne rupe ne iskrivljuje prostorno-vremenski kontinuum oko kompjutera pomoću koda, programirano svest nikada neće roditi svesni kompjuter. Giulio Tononi i Marcello Massimini, Priroda 557, S8-S12 (2018)
Prema IIT-u, svijest se ne može izračunati i izračunati: ona mora biti ugrađena u strukturu sistema.
Glavni zadatak modernih neuronaučnika je da koriste sve sofisticiranije alate koji su im na raspolaganju za proučavanje beskrajnih veza različitih neurona koji formiraju mozak, kako bi dalje ocrtali neuronske tragove svijesti. S obzirom na složenu strukturu centralnog nervnog sistema, ovo će trajati decenijama. I konačno formulirati osnovnu teoriju zasnovanu na postojećim fragmentima. Teorija koja će objasniti glavnu zagonetku našeg postojanja: kako organ koji teži 1,36 kg i po sastavu je sličan skuti od pasulja utjelovljuje osjećaj života.
Jedna od najzanimljivijih primena ove nove teorije, po mom mišljenju, je mogućnost stvaranja veštačke inteligencije koja ima svest i, što je najvažnije, senzacije. Štaviše, fundamentalna teorija svijesti će nam omogućiti da razvijemo metode i načine za implementaciju brže evolucije ljudskih kognitivnih sposobnosti. Čovek - budućnost.
izvor: www.habr.com