L'origine è a natura di l'esperienze cuscenti - qualchì volta chjamate da a parolla latina qualia - sò stati un misteru per noi da a prima antichità finu à pocu tempu. Parechji filòsufi di a cuscenza, cumpresi i muderni, cunzidenu chì l'esistenza di a cuscenza hè una contraddizione cusì inaccettabile di ciò chì credenu hè un mondu di materia è vacuità chì a dichjaranu una illusione. In altri palori, o niganu l'esistenza di qualia in principiu o pretendenu chì ùn ponu micca esse studiatu significativu per via di a scienza.
Se stu ghjudiziu era veru, questu articulu seria assai cortu. È ùn ci saria nunda sottu u cut. Ma ci hè qualcosa quì...
Sè a cuscenza ùn pò esse cumpresu cù l'arnesi di a scienza, tuttu ciò chì saria bisognu hè di spiegà perchè tù, eiu, è quasi tutti l'altri sò cusì sicuru chì avemu sentimenti in tuttu. Tuttavia, un dente cattivu m'hà datu gumboil. Un argumentu sufisticatu per cunvince chì u mo dolore hè illusoriu ùn mi alleviarà micca un iota di stu dulore. Ùn aghju micca simpatia per una tale interpretazione di a cunnissioni trà l'ànima è u corpu, allora forse continueraghju.
A cuscenza hè tuttu ciò chì si sente (per mezu di l'input sensoriale) è dopu l'esperienza (per via di a percepzione è a cumpressione).
Una melodia appiccicata in a vostra testa, u gustu di a desserta di cioccolata, un malu di denti noioso, l'amore per un zitellu, u pensamentu astrattu è a cunniscenza chì un ghjornu tutte e sensazioni vanu à a fine.
I scientisti si avvicinanu à pocu à pocu à risolve un misteru chì hà longu preoccupatu i filòsufi. È a culminazione di sta ricerca scientifica hè prevista per esse una teoria di travagliu strutturata di a cuscenza. L'esempiu più impressiunanti di l'applicazione di sta tiurìa hè AI full-fledged (questu ùn esclude micca a pussibilità di l'emergenza di l'AI senza una teoria di a cuscenza, ma nantu à a basa di approcci empirichi digià esistenti in u sviluppu di AI)
A maiò parte di i scientisti accettanu a cuscenza cum'è un datu è si sforzanu di capiscenu a so cunnessione cù u mondu obiettivu chì a scienza descrive. Un quartu di seculu fà, Francis Crick è u restu decisu di mette da parte discussioni filusòfiche nantu à a cuscenza (chì anu cuncernatu i scientisti almenu dapoi l'epica di Aristotele) è invece partenu in cerca di e so tracce fisiche.
Chì ghjè esattamente in a parte altamente excitable di a materia cerebrale chì dà nascita à a cuscenza? Amparate questu, i scientisti ponu spiranza di avvicinà à risolve un prublema più fundamentale.
In particulare, i neuroscientisti cercanu correlati neurali di a cuscenza (NCC) - i più chjuchi meccanismi neurali cullettivamente sufficienti per ogni sperienza cuscente particulari di sensazioni.
Chì deve esse accadutu in u cervellu per voi per sperienze u mal di denti, per esempiu? Ci sò alcune cellule nervose supposte chì vibrenu à una certa frequenza magica? Avemu bisognu di attivà qualsiasi "neuroni di a cuscenza" speciale? In quali zone di u cervellu puderianu esse situate tali cellule?
Correlati neurali di a cuscenza
In a definizione di NKS, a clause "minimu" hè impurtante. Dopu tuttu, u cervellu in generale pò esse cunsideratu NCS - ghjornu dopu ghjornu genera sensazioni. È ancu u locu pò esse designatu ancu più precisamente. Cunsiderate a spina, u tubu flexible di 46 centimetri di tissutu nervoso in a spina chì cuntene circa un miliardi di cellule nervose. Se a ferita provoca a spina per esse danatu cumplettamente finu à l'area di u collu, a vittima serà paralizata in i gammi, i braccia è u torsu, ùn averà micca cuntrollu di l'intestione o di a vejiga, è serà privatu di sensazioni corporali. Tuttavia, tali paraplegici cuntinueghjanu à sperimentà a vita in tutta a so diversità: vedenu, sentenu, odoranu, sperimentanu emozioni è ricurdate ancu prima chì u tragicu incidente hà cambiatu radicalmente a so vita.
O pigliate u cerebellum, u "picculu cervellu" in u spinu di u cervellu. Stu sistema cerebrale, unu di i più antichi in termini evoluzione, hè implicatu in u cuntrollu di e cumpetenze di u mutore, a postura di u corpu è a andatura, è hè ancu rispunsevule per l'esekzione destra di sequenze cumplesse di movimenti.
Tocà u pianoforte, scrivite nantu à un teclatu, pattinaggio di figura o scalata - tutte queste attività implicanu u cerebellum. Hè furnutu cù i neuroni più famosi chjamati cellule di Purkinje, chì anu tenrils chì flutter cum'è un fan di mare di coralli è portu di dinamica elettrica cumplessa. U cerebellum cuntene ancu u più grande numaru di neuroni, circa 69 miliardi (principalmente questi sò mastociti cerebellari in forma di stella) - quattru volte di piùchè tuttu u cervellu cumminatu (ricurdate, questu hè un puntu impurtante).
Chì succede à a cuscenza si una persona perde parzialmente u cerebellum in u risultatu d'un colpu o sottu à u cuteddu di u chirurgu?
Iè, quasi nunda di criticu per a cuscenza!
I Pacienti cù stu dannu si lamentanu di qualchi prublemi, cum'è ghjucà u pianoforte menu fluently o typing on a keyboard, ma mai una perdita cumpleta di ogni aspettu di a so cuscenza.
U studiu più detallatu nantu à l'effetti di i danni cerebellari nantu à a funzione cognitiva, largamente studiatu in u cuntestu di . Ma ancu in questi casi, in più di i prublemi di coordinazione è spaziali (sopra), solu violazioni non-critiche di l'aspettu esecutivu di a gestione, carattarizatu da , mancanza di mente è una ligera diminuzione di a capacità di apprendimentu.
U vastu apparatu cerebellar ùn hà micca relazione cù l'esperienze subjective. Perchè? A so rete neurale cuntene una pista impurtante - hè estremamente uniforme è parallela.
U cerebellum hè quasi sanu sanu un circuitu di feedforward: una fila di neuroni alimenta a prossima, chì à u turnu influenza u terzu. Ùn ci sò micca circuiti di feedback chì risonanu avanti è avanti in l'attività elettrica. Inoltre, u cerebellum hè funziunale divisu in centinaie, se micca più, moduli computazionali indipendenti. Ognunu opera in parallelu, cù inputs è outputs separati è micca sovrapposti chì cuntrolanu u muvimentu o diversi sistemi di mutore o cognitivu. Appena interagisce cù l'altri, mentri in u casu di a cuscenza, questu hè un'altra caratteristica indispensabile.
L'impurtante lezziò chì pò esse amparatu da l'analisi di a spina è u cerebellum hè chì u geniu di a cuscenza ùn hè micca cusì facilmente natu in ogni puntu d'excitazione di u tissutu nervu. Qualcosa altru hè necessariu. Stu fattore supplementu si trova in a materia grisa chì compone a famosa corteccia cerebrale - a so superficia esterna. Tutte e evidenza dispunibuli indicanu chì e sensazioni implicanu tessuti.
Pudete ristrettu l'area induve u focu di a cuscenza si trova ancu più. Pigliate, per esempiu, esperimenti in quale l'occhi dritti è manca sò esposti à diversi stimuli. Imagine chì una foto di una Lada Priora hè visibile solu à u vostru ochju manca, è una foto di una Tesla S hè visibile solu à u vostru dirittu. Pudemu suppone chì vi vede una nova vittura da superposizioni di Lada è Tesla sopra à l'altru. In fatti, vi vede Lada per uni pochi di seconde, dopu chì ellu sparirà è Tesla appariscerà - è dopu ella sparirà è Lada apparirà di novu. Dui ritratti si rimpiazzaranu in un ballu senza fine - i scientisti chjamanu sta cumpetizione binoculare, o cumpetizione retinale. U cervellu riceve infurmazione ambigua da l'esternu, è ùn pò micca decide: hè una Lada o una Tesla?
Quandu si trova in un scanner di u cervellu, i scientisti trovanu attività in una larga gamma di spazii corticali, chjamati cullettivamente a zona calda posteriore. Quessi sò e regioni parietali, occipitali è temporali di u spinu di u cervu, è ghjucanu u rolu più impurtante in u seguimentu di ciò chì vedemu.
Curiosamente, a corteccia visuale primaria, chì riceve è trasmette infurmazioni da l'ochji, ùn riflette micca ciò chì una persona vede. Una divizia simili di u travagliu hè ancu osservata in u casu di l'audizione è u toccu: i cortesi primari auditivi è somatosensoriali primari ùn cuntribuiscenu micca direttamente à u cuntenutu di l'esperienza auditiva è somatosensoriale. A percepzione cuscente (cumprese l'imaghjini di Lada è Tesla) dà origine à e fasi successive di trasfurmazioni - in a zona calda posteriore.
Risulta chì l'imaghjini visuali, i soni è altre sensazioni di a vita sò urigginati in a corteccia posteriore di u core. In quantu i neuroscientisti ponu dì, quasi tutte l'esperienze cuscienti sò urigginati quì.
Contatore di cuscenza
Per l'operazioni, per esempiu, i pazienti sò sottumessi à l'anesthesia in modu chì ùn si movenu micca, mantene a pressione sanguigna stabile, ùn anu micca u dolore, è dopu ùn anu micca ricordi traumatichi. Sfortunatamente, questu ùn hè micca sempre ottenutu: ogni annu centinaie di pazienti sottu anestesia sò cuscenti à un gradu o un altru.
Un'altra categuria di pazienti cun dannu cerebrale seriu per via di traumu, infezzione o avvelenamentu severu pò campà per anni senza pudè parlà o risponde à e chjama. Pruvate chì anu sperimentatu a vita hè un compitu assai difficiule.
Imagine un astronauta persu in l'universu, à sente u cuntrollu di a missione chì prova di cuntattà ellu. A radiu rottu ùn trasmette micca a so voce, per quessa chì u mondu u cunsidereghja missing. Questu hè apprussimatamente cumu si puderia descriverà a situazione disperata di i pazienti chì i so cervelli dannati li anu privatu di u cuntattu cù u mondu - una spezia di forma estrema di confinamentu solitario.
Au début des années 2000, Giulio Tononi de l'Université du Wisconsin-Madison et Marcello Massimini ont mis au point une méthode appelée per stabilisce se una persona hè cuscente o micca.
I scientisti anu appiicatu una bobina di fili guainati à a testa è anu mandatu un scossa (zap) - una forte carica di energia magnetica chì hà causatu un currente elettricu di corta durazione. Questa eccitazione è inibita e cellule di neurone partenarii in e regioni cunnesse di u circuitu, è l'onda risonò in tutta a corteccia cerebrale finu à chì l'attività si spense.
Una reta di sensori di l'elettroencefalogramma montati in testa hà registratu segnali elettrici. Quandu i signali si sparghjenu gradualmente, e so tracce, ognunu currisponde à un puntu specificu sottu à a superficia di u craniu, sò stati trasfurmati in una film.
E registrazioni ùn anu micca dimustratu alcun algoritmu tipicu - ma ùn eranu micca completamente casuali.
Curiosamente, u più prevedibile i ritmi on-and-off eranu, u più prubabile era chì u cervellu era inconsciente. I scientisti anu misuratu sta supposizione cumpressendu i dati di u video cù un algoritmu chì hè utilizatu per archivià i fugliali di l'informatica in u formatu ZIP. A cumpressione furnia una valutazione di a cumplessità di a risposta di u cervellu. I vuluntarii chì eranu cuscenti dimustravanu un "indici di cumplessità di turbazione" da 0,31 à 0,70, cù l'indici chì cascanu sottu à 0,31 si eranu in un statu di sonnu prufondu o sottu anestesia.
A squadra hà dopu pruvatu zip è zap nantu à 81 pazienti chì eranu o minimamente cuscenti o inconsciente (comatoso). In u primu gruppu, chì mostrava qualchi signali di cumpurtamentu unreflective, u metudu dimustrava currettamente chì 36 fora di 38 eranu cuscenti. Di i 43 pazienti in un statu "vegetale" cù quale i parenti à u capu di u lettu di l'uspidale ùn anu mai pussutu stabilisce a cumunicazione, 34 sò stati classificati cum'è inconsciente, è altri nove ùn eranu micca. U so cervellu hà rispostu in modu simili à quelli chì eranu cuscenti, vale à dì chì eranu ancu cuscenti ma incapaci di cumunicà cù a so famiglia.
A ricerca attuale hà per scopu di standardizà è migliurà a tecnica per i pazienti neurologichi, è ancu di estenderla à i pazienti in i dipartimenti psichiatrici è pediatrici. À u tempu, i scientisti identificanu l'inseme specificu di miccanismi neurali chì dà nascita à l'esperienze.
In ultimamente, avemu bisognu di una teoria scientifica cunvincente di a cuscenza chì risponde à a quistione in quali cundizioni ogni sistema fisicu determinatu - sia una catena cumplessa di neuroni o transistori di siliciu - sperimenta sensazioni. E perchè a qualità di l'esperienza hè diversa? Perchè un celu turchinu chjaru si sente diversu da u sonu di un viulinu mal accordatu ? Queste differenzi di sensazioni anu una funzione specifica? Se sì, quale? A tiurìa ci permetterà di predichendu quale sistemi seranu capace di sente qualcosa. In l'absenza di una teoria cun predizioni verificabili, ogni inferenza nantu à a cuscenza di a macchina hè basatu solu nantu à u nostru stintu intestinale, chì, cum'è a storia di a scienza hà dimustratu, deve esse affidatu cun prudenza.
Una di e teori principali di a cuscenza hè a teoria (GWT), pruposta da u psicologu Bernard Baars è i neuroscientisti Stanislas Dean è Jean-Pierre Changeux.
Per principià, sustenenu chì quandu una persona hè cuscente di qualcosa, assai spazii diffirenti di u cervellu accede à questa informazione. Mentre chì si una persona agisce inconsciente, l'infurmazione hè localizzata in u sistema sensitivu-mutore specificu (sensori-mutore) implicatu. Per esempiu, quandu scrive rapidamente, fate automaticamente. Se vi dumandate cumu fate questu, ùn puderà micca risponde perchè avete un accessu limitatu à sta informazione, chì hè localizzata in i circuiti neurale chì cunnetta l'ochji à i movimenti rapidi di i diti.
L'accessibilità globale genera solu un flussu di cuscenza, postu chì se qualchì prucessu hè accessibile à tutti l'altri prucessi, allora hè accessibile à tutti - tuttu hè cunnessu à tuttu. Hè cusì chì u mecanismu per a suppressione di l'imaghjini alternativi hè implementatu.
Questa teoria spiega bè ogni tipu di disordini mentali, induve i fallimenti di i centri funziunali individuali, cunnessi da mudelli di attività neurale (o una zona sana di u cervellu), introducenu distorsioni in u flussu generale di u "spaziu di travagliu", distorsioni cusì. a stampa in paragone cù u statu "normale" (di una persona sana) .
In a strada di una teoria fundamentale
A teoria GWT dichjara chì a cuscenza deriva da un tipu speciale di trasfurmazioni di l'infurmazioni: hè stata cunnisciuta per noi da l'alba di l'AI, quandu i prugrammi spiciali avianu accessu à un picculu magazinu di dati accessibile publicamente. Ogni infurmazione arregistrata nantu à u "bulletin board" hè diventata dispunibule per una quantità di prucessi ausiliarii - memoria di travagliu, lingua, modulu di pianificazione, ricunniscenza di facci, ogetti, etc. Sicondu sta tiuria, a cuscenza nasce quandu l'infurmazioni sensoriali entranti arregistrati nantu à u bordu hè. trasmessi in parechji sistemi cognitivi - è trattanu e dati per a ripruduzzione di parlà, u almacenamentu in memoria o a realizazione di l'azzioni.
Siccomu u spaziu nantu à un tali bulletin board hè limitatu, pudemu avè solu una piccula quantità di informazioni dispunibili in ogni mumentu. A reta di neuroni chì trasmettenu sti messagi hè pensatu chì si trova in i lobi frontali è parietali.
Una volta questi dati scarsi (dispersi) sò trasferiti à a reta è diventanu publicamente dispunibuli, l'infurmazioni diventanu cuscenti. Questu hè, u sughjettu hè cuscente. I machini muderni ùn anu ancu ghjuntu à stu livellu di cumplessità cognitiva, ma hè solu questione di tempu.
A teoria "GWT" dice chì l'urdinatori di u futuru seranu cuscenti
A teoria generale di l'infurmazione di a cuscenza (IIT), sviluppata da Tononi è i so cumpagni, usa un puntu di partenza assai diversu : l'esperienze stessu. Ogni sperienza hà e so caratteristiche chjave particulare. Hè immanente, esistente solu per u sughjettu cum'è u "maestru"; hè strutturatu (un taxi giallu rallenta mentre un ghjacaru marrone corre per a strada); è hè cuncretu - sfarente da qualsiasi altra sperienza cuscente, cum'è un quadru separatu in un filmu. Inoltre, hè solidu è definitu. Quandu si mette nantu à un bancu di u parcu in un ghjornu caldu è chjaru è fighjate i zitelli chì ghjucanu, i diversi elementi di l'esperienza - u ventu chì soffia trà i vostri capelli, a gioia di i zitelli chì ridenu - ùn ponu esse separati l'una di l'altru senza chì l'esperienza cessà. per esse ciò chì hè.
Tononi postula chì tali pruprietà - vale à dì, un certu livellu di cuscenza - anu qualsiasi mecanismu cumplessu è accoppiatu, in a struttura di quale un inseme di relazioni causa-effetti hè criptatu. Serà cum'è qualcosa chì vene da l'internu.
Ma se, cum'è u cerebellum, u mecanismu ùn manca di cumplessità è di cunnessione, ùn serà micca cuscente di nunda. Cum'è sta teoria,
a cuscenza hè una capacità inherente è contingente assuciata à i miccanismi cumplessi cum'è u cervellu umanu.
A tiurìa deriva ancu da a cumplessità di a struttura interconnessa sottostante un unicu numeru micca negativu Φ (pronunzia "fy"), chì quantifica sta cuscenza. Se F hè zero, u sistema ùn hè micca cuscente di sè stessu. À u cuntrariu, u più grande u numeru, u più grande u putere aleatoriu inherente chì u sistema hà è u più cuscente hè. U cervu, chì hè carattarizatu da una cunnessione colossale è assai specifica, hà una F altissima, è questu implica un altu livellu di cuscenza. A tiurìa spiega diversi fatti: per esempiu, perchè u cerebellum ùn hè micca implicatu in a cuscenza o perchè u zip è u cuntatore di zap funziona veramente (i numeri pruduciuti da u cuntatore sò F in una apprussimazione approssimativa).
A teoria di l'IIT predice chì una simulazione di computer digitale avanzata di u cervellu umanu ùn pò esse cuscente, ancu s'è u so discorsu hè indistinguibile da u discorsu umanu. Cum'è a simulazione di l'attrazione gravitazionale massiva di un pirtusu neru ùn distorsioni u cuntinuu spaziu-tempu intornu à l'urdinatore utilizendu u codice, prugrammatu a cuscenza ùn darà mai nascita à un urdinatore cuscente. Giulio Tononi et Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018)
Sicondu IIT, a cuscenza ùn pò esse calculata è calculata: deve esse integrata in a struttura di u sistema.
U compitu principale di i neuroscientisti muderni hè di utilizà l'arnesi sempre più sofisticati à a so dispusizione per studià e cunnessione infinite di diversi neuroni chì formanu u cervellu, per delineà più e tracce neurali di a cuscenza. Data a struttura intricata di u sistema nervu cintrali, questu duverà decennii. È infine furmulà una teoria basica basatu nantu à i frammenti esistenti. Una tiurìa chì spiegherà u puzzle principale di a nostra esistenza: cumu un organu chì pesa 1,36 kg è hè simile in cumpusizioni à u curd di fagioli incarna u sensu di a vita.
Una di l'applicazioni più interessanti di sta nova teoria, in my opinion, hè a pussibilità di creà AI chì hà a cuscenza è, più impurtante, sensazioni. Inoltre, a teoria fundamentale di a cuscenza ci permetterà di sviluppà metudi è modi per implementà una evoluzione più rapida di e capacità cognitive umane. Omu - u futuru.
Source: www.habr.com