L'origen i la naturalesa de les experiències conscients, de vegades anomenades amb la paraula llatina qualia - han estat un misteri per a nosaltres des de l'antiguitat fins fa poc. Molts filòsofs de la consciència, inclosos els moderns, consideren que l'existència de la consciència és una contradicció tan inacceptable del que creuen que és un món de matèria i buit que ho declaren una il·lusió. En altres paraules, o bé neguen l'existència de qualia en principi o afirmen que no es poden estudiar de manera significativa a través de la ciència.
Si aquest judici fos cert, aquest article seria molt breu. I no hi hauria res sota el tall. Però hi ha alguna cosa...
Si la consciència no es pot comprendre amb les eines de la ciència, tot el que caldria és explicar per què tu, jo i gairebé tots els altres estem tan segurs que tenim sentiments. No obstant això, una mala dent em va donar goig. Un argument sofisticat per convèncer-me que el meu dolor és il·lusori no m'alleujarà ni una mica d'aquest dolor. No tinc cap simpatia per una interpretació tan sense sortida de la connexió entre ànima i cos, així que potser continuaré.
La consciència és tot el que sentiu (a través de l'entrada sensorial) i després experimenteu (mitjançant la percepció i la comprensió).
Una melodia clavada al cap, el gust de les postres de xocolata, un mal de queixal avorrit, l'amor per un nen, el pensament abstracte i la comprensió que un dia totes les sensacions s'acabaran.
A poc a poc, els científics s'estan apropant a resoldre un misteri que fa temps que preocupa els filòsofs. I s'espera que la culminació d'aquesta investigació científica sigui una teoria de treball estructurada de la consciència. L'exemple més sorprenent de l'aplicació d'aquesta teoria és la IA completa (això no exclou la possibilitat de l'aparició de la IA sense una teoria de la consciència, sinó sobre la base d'enfocaments empírics ja existents en el desenvolupament de la IA)
La majoria dels científics accepten la consciència com a donada i s'esforcen per entendre la seva connexió amb el món objectiu que descriu la ciència. Fa un quart de segle, Francis Crick i la resta va decidir deixar de banda les discussions filosòfiques sobre la consciència (que han preocupat els científics almenys des de l'època d'Aristòtil) i, en canvi, es va posar a buscar les seves petjades físiques.
Què és exactament a la part altament excitable de la matèria cerebral que dóna lloc a la consciència? Aprenent això, els científics poden esperar apropar-se a resoldre un problema més fonamental.
En particular, els neurocientífics busquen correlats neuronals de la consciència (NCC) - els mecanismes neuronals més petits col·lectivament suficients per a qualsevol experiència de sensació conscient particular.
Què ha d'estar passant al cervell perquè experimentis mal de queixal, per exemple? Se suposa que algunes cèl·lules nervioses vibren a una freqüència màgica? Necessitem activar alguna "neurona de la consciència" especial? En quines zones del cervell es podrien localitzar aquestes cèl·lules?
Correlats neuronals de la consciència
En la definició de NKS, la clàusula "mínima" és important. Al cap i a la fi, el cervell en conjunt es pot considerar l'NCS: dia rere dia genera sensacions. I, tanmateix, la ubicació es pot designar amb més precisió. Penseu en la medul·la espinal, el tub flexible de 46 centímetres de teixit nerviós dins de la columna vertebral que conté uns mil milions de cèl·lules nervioses. Si la lesió fa que la medul·la espinal estigui totalment danyada fins a la zona del coll, la víctima quedarà paralitzada a les cames, els braços i el tors, no tindrà control de l'intestí ni la bufeta i es veurà privada de sensacions corporals. No obstant això, aquests paraplègics continuen experimentant la vida en tota la seva diversitat: veuen, senten, oloren, experimenten emocions i recorden, així com abans que el tràgic incident canviés radicalment les seves vides.
O prengui el cerebel, el "cervell petit" a la part posterior del cervell. Aquest sistema cerebral, un dels més antics en termes evolutius, està implicat en el control de les habilitats motrius, la postura corporal i la marxa, i també és responsable de l'execució destre de seqüències complexes de moviments.
Tocar el piano, escriure amb un teclat, patinar artísticament o escalar en roca, totes aquestes activitats impliquen el cerebel. Està equipat amb les neurones més famoses anomenades cèl·lules de Purkinje, que tenen vrilles que aletegen com un ventall de corall i alberguen una complexa dinàmica elèctrica. El cerebel també conté major nombre de neurones, uns 69 milions (la majoria són mastòcits cerebel·losos en forma d'estrella) - quatre vegades mésque tot el cervell combinat (recordeu que aquest és un punt important).
Què passa amb la consciència si una persona perd parcialment el cerebel com a conseqüència d'un ictus o sota el ganivet d'un cirurgià?
Sí, gairebé res crític per a la consciència!
Els pacients amb aquest dany es queixen d'alguns problemes, com tocar el piano amb menys fluïdesa o escriure amb un teclat, però mai una pèrdua total de cap aspecte de la seva consciència.
L'estudi més detallat sobre els efectes del dany cerebel·lar sobre la funció cognitiva, àmpliament estudiat en el context de . Però fins i tot en aquests casos, a més dels problemes de coordinació i d'espai (a dalt), només violacions no crítiques dels aspectes executius de la gestió, caracteritzats per , distracció i una lleugera disminució de la capacitat d'aprenentatge.
L'extens aparell cerebel·lós no té cap relació amb les experiències subjectives. Per què? La seva xarxa neuronal conté una pista important: és extremadament uniforme i paral·lela.
El cerebel és gairebé completament un circuit d'alimentació anticipada: una fila de neurones alimenta la següent, que al seu torn influeix en la tercera. No hi ha bucles de retroalimentació que ressonin cap endavant i cap enrere dins de l'activitat elèctrica. A més, el cerebel es divideix funcionalment en centenars, si no més, de mòduls computacionals independents. Cadascun funciona en paral·lel, amb entrades i sortides separades i no solapades que controlen el moviment o diferents sistemes motors o cognitius. Amb prou feines interactuen entre ells, mentre que en el cas de la consciència, aquesta és una altra característica indispensable.
La lliçó important que es pot aprendre de l'anàlisi de la medul·la espinal i del cerebel és que el geni de la consciència no neix tan fàcilment en qualsevol punt d'excitació del teixit nerviós. Cal una altra cosa. Aquest factor addicional rau en la substància grisa que constitueix el famós còrtex cerebral: la seva superfície exterior. Totes les proves disponibles indiquen que les sensacions impliquen teixit.
Podeu reduir encara més l'àrea on es troba el focus de la consciència. Prenguem, per exemple, experiments en què els ulls dret i esquerre estan exposats a diferents estímuls. Imagineu que una foto d'un Lada Priora només és visible per al vostre ull esquerre i una foto d'un Tesla S només és visible a la vostra dreta. Podem suposar que veureu algun cotxe nou de superposicions de Lada i Tesla un sobre l'altre. De fet, veuràs a Lada durant uns segons, després dels quals ell desapareixerà i apareixerà Tesla, i després ella desapareixerà i Lada tornarà a aparèixer. Dues imatges es substituiran mútuament en una dansa interminable: els científics anomenen aquesta competició binocular o competició de la retina. El cervell rep informació ambigua de l'exterior, i no pot decidir: és un Lada o un Tesla?
Quan et trobes dins d'un escàner cerebral, els científics troben activitat en una àmplia gamma d'àrees corticals, anomenades col·lectivament la zona calenta posterior. Aquestes són les regions parietal, occipital i temporal de la part posterior del cervell, i tenen el paper més important en el seguiment del que veiem.
Curiosament, l'escorça visual primària, que rep i transmet informació dels ulls, no reflecteix el que veu una persona. També s'observa una divisió similar del treball en el cas de l'oïda i el tacte: les escorces auditives primàries i somatosensorials primàries no contribueixen directament al contingut de l'experiència auditiva i somatosensorial. La percepció conscient (incloses les imatges de Lada i Tesla) dóna lloc a etapes posteriors de processament, a la zona calenta posterior.
Resulta que les imatges visuals, els sons i altres sensacions vitals s'originen dins de l'escorça posterior del cervell. Pel que poden dir els neurocientífics, gairebé totes les experiències conscients s'originen allà.
Comptador de conscienciació
Per a les operacions, per exemple, els pacients són anestèsiats perquè no es moguin, mantinguin la pressió arterial estable, no experimentin dolor i, posteriorment, no tinguin records traumàtics. Malauradament, això no sempre s'aconsegueix: cada any centenars de pacients sota anestèsia són conscients en un grau o altre.
Una altra categoria de pacients amb danys cerebrals greus com a conseqüència d'un trauma, una infecció o una intoxicació greu poden viure anys sense poder parlar ni respondre a les trucades. Demostrar que experimenten la vida és una tasca extremadament difícil.
Imagineu un astronauta perdut a l'univers, escoltant el control de la missió intentant contactar amb ell. La ràdio trencada no emet la seva veu, per això el món el considera desaparegut. Així és aproximadament com es podria descriure la situació desesperada dels pacients el cervell danyat dels quals els ha privat del contacte amb el món: una mena de forma extrema d'aïllament.
A principis dels anys 2000, Giulio Tononi de la Universitat de Wisconsin-Madison i Marcello Massimini van ser pioners en un mètode anomenat per determinar si una persona està conscient o no.
Els científics van aplicar una bobina de cables enfundats al cap i van enviar un xoc (zap), una forta càrrega d'energia magnètica que va provocar un corrent elèctric a curt termini. Això va excitar i inhibir les cèl·lules neuronals associades a les regions connectades del circuit, i l'ona va ressonar a tot l'escorça cerebral fins que es va extingir l'activitat.
Una xarxa de sensors d'electroencefalograma muntats al cap registrava senyals elèctrics. A mesura que els senyals es van estendre gradualment, els seus rastres, cadascun corresponent a un punt concret sota la superfície del crani, es van transformar en una pel·lícula.
Les gravacions no van demostrar cap algorisme típic, però tampoc eren completament aleatòries.
Curiosament, com més previsibles eren els ritmes d'encès i apagat, més probabilitat era que el cervell estigués inconscient. Els científics van mesurar aquesta hipòtesi comprimint les dades de vídeo mitjançant un algorisme que s'utilitza per arxivar fitxers informàtics en format ZIP. La compressió va proporcionar una avaluació de la complexitat de la resposta del cervell. Els voluntaris que estaven conscients van mostrar un "índex de complexitat de la perturbació" de 0,31 a 0,70, amb l'índex per sota de 0,31 si estaven en un estat de son profund o sota anestèsia.
Després, l'equip va provar zip i zap en 81 pacients que estaven mínimament conscients o inconscients (comatosos). En el primer grup, que va mostrar alguns signes de comportament poc reflexiu, el mètode va demostrar correctament que 36 de 38 eren conscients. Dels 43 pacients en estat “vegetal” amb els quals els familiars al capdavant del llit hospitalari mai van poder establir comunicació, 34 van ser classificats com a inconscients i altres nou no. Els seus cervells van respondre de la mateixa manera que els que estaven conscients, és a dir, també eren conscients però incapaços de comunicar-se amb la seva família.
La recerca actual té com a objectiu estandarditzar i millorar la tècnica per a pacients neurològics, així com estendre-la als pacients dels serveis de psiquiatria i pediatria. Amb el temps, els científics identificaran el conjunt específic de mecanismes neuronals que donen lloc a les experiències.
En última instància, necessitem una teoria científica convincent de la consciència que respongui a la pregunta en quines condicions un sistema físic determinat, ja sigui una cadena complexa de neurones o transistors de silici, experimenta sensacions. I per què la qualitat de l'experiència és diferent? Per què un cel blau clar se sent diferent que el so d'un violí mal afinat? Aquestes diferències de sensacions tenen alguna funció específica? En cas afirmatiu, quin? La teoria ens permetrà predir quins sistemes seran capaços de detectar alguna cosa. En absència d'una teoria amb prediccions comprovables, qualsevol inferència sobre la consciència de la màquina es basa únicament en el nostre instint intestinal, que, com ha demostrat la història de la ciència, s'ha de confiar amb precaució.
Una de les principals teories de la consciència és la teoria (GWT), proposat pel psicòleg Bernard Baars i els neurocientífics Stanislas Dean i Jean-Pierre Changeux.
Per començar, argumenten que quan una persona és conscient d'alguna cosa, moltes àrees diferents del cervell accedeixen a aquesta informació. Mentre que si una persona actua de manera inconscient, la informació es localitza en el sistema sensoriomotor específic (sensomotor) implicat. Per exemple, quan escriviu ràpidament, ho feu automàticament. Si et pregunten com ho fas, no podràs respondre perquè tens un accés limitat a aquesta informació, que es localitza en els circuits neuronals que connecten els ulls amb els moviments ràpids dels dits.
L'accessibilitat global només genera un corrent de consciència, ja que si algun procés és accessible per a tots els altres processos, llavors és accessible per a tots ells: tot està connectat a tot. Així és com s'implementa el mecanisme de supressió d'imatges alternatives.
Aquesta teoria explica bé tot tipus de trastorns mentals, on les fallades dels centres funcionals individuals, connectats per patrons d'activitat neuronal (o una àrea sencera del cervell), introdueixen distorsions en el flux general de l'"espai de treball", distorsionant així. la imatge en comparació amb l'estat "normal" (d'una persona sana) .
En el camí cap a una teoria fonamental
La teoria GWT afirma que la consciència prové d'un tipus especial de processament de la informació: ens és familiar des dels albors de la IA, quan els programes especials tenien accés a un petit magatzem de dades accessible públicament. Qualsevol informació registrada al "tauler d'anuncis" va passar a estar disponible per a una sèrie de processos auxiliars: memòria de treball, llenguatge, mòdul de planificació, reconeixement de cares, objectes, etc. Segons aquesta teoria, la consciència sorgeix quan la informació sensorial entrant registrada al tauler és es transmeten a molts sistemes cognitius i processen dades per a la reproducció de la parla, l'emmagatzematge a la memòria o la realització d'accions.
Com que l'espai en aquest tauler d'anuncis és limitat, només podem tenir una petita quantitat d'informació disponible en un moment donat. Es creu que la xarxa de neurones que transmeten aquests missatges es troba als lòbuls frontal i parietal.
Un cop aquestes dades escasses (disperses) es transfereixen a la xarxa i estan disponibles públicament, la informació es fa conscient. És a dir, el subjecte n'és conscient. Les màquines modernes encara no han arribat a aquest nivell de complexitat cognitiva, però és només qüestió de temps.
La teoria "GWT" afirma que els ordinadors del futur seran conscients
La teoria general de la informació de la consciència (IIT), desenvolupada per Tononi i els seus associats, utilitza un punt de partida molt diferent: les experiències en si. Cada experiència té les seves pròpies característiques clau especials. És immanent, existent només per al subjecte com a “mestre”; està estructurat (un taxi groc frena mentre un gos marró corre pel carrer); i és concret, diferent de qualsevol altra experiència conscient, com un fotograma separat d'una pel·lícula. A més, és sòlid i definit. Quan us asseueu al banc del parc en un dia càlid i clar i mireu els nens jugar, els diferents elements de l'experiència —el vent que bufa pels vostres cabells, l'alegria de riure dels més petits— no es poden separar els uns dels altres sense que l'experiència s'acabi. per ser el que és.
Tononi postula que aquestes propietats -és a dir, un cert nivell de consciència- tenen qualsevol mecanisme complex i acoblat, en l'estructura del qual es xifra un conjunt de relacions causa-efecte. Serà com si alguna cosa vingui de dins.
Però si, com el cerebel, el mecanisme no té complexitat i connectivitat, no serà conscient de res. Tal com diu aquesta teoria,
la consciència és una capacitat inherent i contingent associada a mecanismes complexos com el cervell humà.
La teoria també deriva de la complexitat de l'estructura interconnectada subjacent a un sol nombre no negatiu Φ (pronunciat "fy"), que quantifica aquesta consciència. Si F és zero, el sistema no és conscient de si mateix. Per contra, com més gran és el nombre, més gran és el poder aleatori inherent que té el sistema i més conscient és. El cervell, que es caracteritza per una connectivitat colossal i molt específica, té una F molt alta, i això implica un alt nivell de consciència. La teoria explica diversos fets: per exemple, per què el cerebel no està implicat en la consciència o per què el comptador zip i zap realment funciona (els números que produeix el comptador són F en una aproximació aproximada).
La teoria de l'IIT prediu que una simulació informàtica digital avançada del cervell humà no pot ser conscient, fins i tot si la seva parla no es pot distingir de la parla humana. De la mateixa manera que simular l'atracció gravitatòria massiva d'un forat negre no distorsiona el continu espai-temps al voltant de l'ordinador mitjançant el codi, programat la consciència mai donarà a llum un ordinador conscient. Giulio Tononi i Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018)
Segons l'IIT, la consciència no es pot calcular ni calcular: s'ha d'incorporar a l'estructura del sistema.
La tasca principal dels neurocientífics moderns és utilitzar les eines cada cop més sofisticades a la seva disposició per estudiar les infinites connexions de diverses neurones que formen el cervell, per delimitar encara més els rastres neuronals de la consciència. Atesa la complexa estructura del sistema nerviós central, això trigarà dècades. I finalment formular una teoria bàsica a partir de fragments existents. Una teoria que explicarà el principal trencaclosques de la nostra existència: com un òrgan que pesa 1,36 kg i té una composició similar a la quallada de mongetes encarna el sentit de la vida.
Una de les aplicacions més interessants d'aquesta nova teoria, al meu entendre, és la possibilitat de crear IA que tingui consciència i, el més important, sensacions. A més, la teoria fonamental de la consciència ens permetrà desenvolupar mètodes i maneres d'implementar una evolució més ràpida de les capacitats cognitives humanes. L'home - el futur.
Font: www.habr.com