Původ a povaha vědomých zážitků – někdy nazývaných latinským slovem qualia - byly pro nás záhadou od raného starověku až do nedávné doby. Mnoho filozofů vědomí, včetně těch moderních, považuje existenci vědomí za natolik nepřijatelný rozpor s tím, co považují za svět hmoty a prázdnoty, že to prohlašují za iluzi. Jinými slovy, buď principiálně popírají existenci qualia, nebo tvrdí, že je nelze smysluplně studovat prostřednictvím vědy.
Pokud by byl tento rozsudek pravdivý, byl by tento článek velmi krátký. A pod řezem by nebylo nic. Ale něco tam je...
Pokud vědomí nelze pochopit pomocí nástrojů vědy, vše, co by bylo potřeba, je vysvětlit, proč jsme si vy, já a téměř všichni ostatní tak jisti, že vůbec máme pocity. Ze špatného zubu jsem však dostal žvýkačku. Sofistikovaný argument, který mě má přesvědčit, že moje bolest je iluzorní, mě této bolesti ani trochu nezbaví. Nemám pochopení pro takový slepý výklad spojení duše a těla, tak snad budu pokračovat.
Vědomí je vše, co vnímáte (prostřednictvím smyslového vstupu) a poté zažíváte (prostřednictvím vnímání a chápání).
V hlavě utkvělá melodie, chuť čokoládového dezertu, nudná bolest zubů, láska k dítěti, abstraktní myšlení a pochopení, že jednou všechny vjemy skončí.
Vědci se postupně přibližují k vyřešení záhady, která už dlouho znepokojuje filozofy. A očekává se, že vyvrcholením tohoto vědeckého výzkumu bude strukturovaná pracovní teorie vědomí. Nejmarkantnějším příkladem aplikace této teorie je plnohodnotná AI (to nevylučuje možnost vzniku AI bez teorie vědomí, ale na základě již existujících empirických přístupů ve vývoji AI)
Většina vědců přijímá vědomí jako danost a snaží se pochopit jeho spojení s objektivním světem, který věda popisuje. Před čtvrt stoletím Francis Crick a ostatní se rozhodl odložit filozofické diskuse o vědomí (které se týkají vědců přinejmenším od dob Aristotela) a místo toho se vydal hledat jeho fyzické stopy.
Co přesně je ve vysoce dráždivé části mozkové hmoty, která dává vzniknout vědomí? Když se to vědci naučí, mohou doufat, že se přiblíží k řešení zásadnějšího problému.
Zejména neurovědci hledají nervové koreláty vědomí (NCC) - nejmenší neurální mechanismy, které dohromady postačují pro jakýkoli konkrétní vědomý zážitek pocitu.
Co se musí dít v mozku, aby vás například bolel zub? Mají některé nervové buňky vibrovat na nějaké magické frekvenci? Potřebujeme aktivovat nějaké speciální „neurony vědomí“? V jakých oblastech mozku by se takové buňky mohly nacházet?
Nervové koreláty vědomí
V definici NKS je důležitá doložka „minimální“. Koneckonců, mozek jako celek lze považovat za NCS - den za dnem generuje pocity. A přesto lze místo určit ještě přesněji. Vezměme si míchu, 46centimetrovou ohebnou trubici nervové tkáně uvnitř páteře, která obsahuje asi miliardu nervových buněk. Pokud zranění způsobí úplné poškození míchy až do oblasti krku, oběť bude paralyzována na nohy, ruce a trup, nebude mít kontrolu nad střevem nebo močovým měchýřem a bude zbavena tělesných vjemů. Přesto tito paraplegici nadále zažívají život v celé jeho rozmanitosti: vidí, slyší, čichají, prožívají emoce a pamatují si, stejně jako před tragickou událostí, která radikálně změnila jejich životy.
Nebo si vezměte mozeček, „malý mozek“ v zadní části mozku. Tento mozkový systém, jeden z nejstarších z evolučního hlediska, se podílí na řízení motoriky, držení těla a chůze a je také zodpovědný za obratné provádění složitých sekvencí pohybů.
Hra na klavír, psaní na klávesnici, krasobruslení nebo lezení po skalách – všechny tyto činnosti se týkají mozečku. Je vybavena nejznámějšími neurony nazývanými Purkyňovy buňky, které mají úponky, které se třepotají jako vějíře korálového moře a ukrývají složitou elektrickou dynamiku. Mozeček také obsahuje největší počet neuronů, asi 69 miliard (většinou se jedná o hvězdicovité cerebelární žírné buňky) - čtyřikrát vícenež celý mozek dohromady (pamatujte, že je to důležitý bod).
Co se stane s vědomím, když člověk částečně ztratí mozeček v důsledku mrtvice nebo pod nožem chirurga?
Ano, téměř nic kritického pro vědomí!
Pacienti s tímto poškozením si stěžují na několik problémů, jako je méně plynulá hra na klavír nebo psaní na klávesnici, ale nikdy úplná ztráta jakéhokoli aspektu jejich vědomí.
Nejpodrobnější studie o účincích cerebelárního poškození na kognitivní funkce, rozsáhle studovaná v kontextu . Ale i v těchto případech se kromě koordinačních a prostorových problémů (výše) objevují pouze nekritická porušení exekutivních aspektů řízení, charakterizovaných , roztržitost a mírný pokles schopnosti učit se.
Rozsáhlý mozečkový aparát nemá žádný vztah k subjektivním zkušenostem. Proč? Jeho neuronová síť obsahuje důležité vodítko – je extrémně uniformní a paralelní.
Mozeček je téměř výhradně dopředný okruh: jedna řada neuronů napájí další, což zase ovlivňuje třetí. Neexistují žádné zpětnovazební smyčky, které rezonují tam a zpět v rámci elektrické aktivity. Navíc je mozeček funkčně rozdělen do stovek, ne-li více, nezávislých výpočetních modulů. Každý z nich funguje paralelně, se samostatnými a nepřekrývajícími se vstupy a výstupy, které řídí pohyb nebo různé motorické nebo kognitivní systémy. Sotva spolu interagují, zatímco v případě vědomí je to další nepostradatelná vlastnost.
Důležitou lekcí, kterou lze získat z analýzy míchy a mozečku, je, že génius vědomí se tak snadno nenarodí v žádném bodě excitace nervové tkáně. Je potřeba něco jiného. Tento další faktor spočívá v šedé hmotě, která tvoří notoricky známou mozkovou kůru – její vnější povrch. Všechny dostupné důkazy naznačují, že pocity zahrnují tkáně.
Oblast, kde se nachází ohnisko vědomí, můžete ještě více zúžit. Vezměme si například experimenty, při kterých je pravé a levé oko vystaveno různým podnětům. Představte si, že fotka Lada Priora je viditelná pouze pro vaše levé oko a fotka Tesly S je viditelná pouze pro vaše pravé oko. Dá se předpokládat, že uvidíte nějaké nové auto z překrytí Lady a Tesly nad sebou. Ve skutečnosti Ladu na pár sekund uvidíte, poté zmizí a objeví se Tesla – a pak zmizí ona a objeví se znovu Lada. Dva obrázky se vystřídají v nekonečném tanci – vědci tomu říkají binokulární soutěž neboli soutěž sítnice. Mozek dostává zvenčí nejednoznačné informace a nemůže se rozhodnout: je to Lada nebo Tesla?
Když ležíte uvnitř mozkového skeneru, vědci nacházejí aktivitu v široké škále kortikálních oblastí, souhrnně nazývaných zadní horká zóna. Jedná se o parietální, okcipitální a temporální oblasti zadní části mozku a hrají nejdůležitější roli při sledování toho, co vidíme.
Je zajímavé, že primární zraková kůra, která přijímá a vysílá informace z očí, neodráží to, co člověk vidí. Obdobná dělba práce je pozorována i v případě sluchu a hmatu: primární sluchová a primární somatosenzorická kůra se přímo nepodílí na obsahu sluchové a somatosenzorické zkušenosti. Vědomé vnímání (včetně snímků Lady a Tesly) dává vzniknout dalším fázím zpracování – v zadní horké zóně.
Ukazuje se, že vizuální obrazy, zvuky a další životní vjemy pocházejí ze zadní kůry mozku. Pokud neurovědci mohou říci, téměř všechny vědomé zážitky pocházejí tam.
Počítadlo povědomí
Například u operací jsou pacienti uváděni do narkózy, aby se nehýbali, udržovali stabilní krevní tlak, nepociťovali bolest a následně neměli traumatické vzpomínky. Bohužel se toho ne vždy podaří dosáhnout: každý rok jsou stovky pacientů v anestezii v té či oné míře při vědomí.
Další kategorie pacientů s vážným poškozením mozku v důsledku traumatu, infekce nebo těžké otravy může žít roky, aniž by byli schopni mluvit nebo reagovat na volání. Dokázat, že prožívají život, je nesmírně obtížný úkol.
Představte si astronauta ztraceného ve vesmíru, který poslouchá řízení mise a snaží se ho kontaktovat. Rozbité rádio nevysílá jeho hlas, a proto ho svět považuje za nezvěstného. Zhruba tak by se dala popsat zoufalá situace pacientů, které poškozený mozek připravil o kontakt se světem – jakási extrémní forma samovazby.
Na počátku 2000. století Giulio Tononi z University of Wisconsin-Madison a Marcello Massimini propagovali metodu tzv. určit, zda je člověk při vědomí nebo ne.
Vědci přiložili k hlavě cívku opláštěných drátů a vyslali výboj (zap) – silný náboj magnetické energie, který způsobil krátkodobý elektrický proud. Tato excitovala a inhibovala partnerské neuronové buňky v připojených oblastech okruhu a vlna rezonovala celou mozkovou kůrou, dokud aktivita neutichla.
Síť elektroencefalogramových senzorů umístěných na hlavě zaznamenávala elektrické signály. Jak se signály postupně šířily, jejich stopy, každá odpovídající konkrétnímu bodu pod povrchem lebky, se proměnily ve film.
Nahrávky nedemonstrovaly žádný typický algoritmus - ale nebyly ani zcela náhodné.
Je zajímavé, že čím předvídatelnější byly rytmy zapnutí a vypnutí, tím pravděpodobnější bylo, že mozek byl v bezvědomí. Vědci tento předpoklad změřili komprimací video dat pomocí algoritmu, který se používá k archivaci počítačových souborů ve formátu ZIP. Komprese poskytla posouzení složitosti reakce mozku. Dobrovolníci, kteří byli při vědomí, vykazovali „index složitosti poruch“ 0,31 až 0,70, přičemž index klesal pod 0,31, pokud byli ve stavu hlubokého spánku nebo v narkóze.
Tým poté testoval zip a zap na 81 pacientech, kteří byli buď v minimálním vědomí, nebo v bezvědomí (kómatózní). V první skupině, která vykazovala určité známky nereflexního chování, metoda správně ukázala, že 36 z 38 bylo při vědomí. Ze 43 pacientů v „rostlinném“ stavu, se kterými příbuzní v čele nemocničního lůžka nikdy nebyli schopni navázat komunikaci, bylo 34 klasifikováno jako v bezvědomí a dalších devět nikoli. Jejich mozky reagovaly podobně jako ty, kteří byli při vědomí, to znamená, že byli také při vědomí, ale nebyli schopni komunikovat se svou rodinou.
Současný výzkum si klade za cíl standardizovat a zdokonalovat techniku pro neurologické pacienty a také ji rozšířit na pacienty na psychiatrických a dětských odděleních. V průběhu času vědci identifikují specifický soubor nervových mechanismů, které dávají vzniknout zkušenostem.
Nakonec potřebujeme přesvědčivou vědeckou teorii vědomí, která odpoví na otázku, za jakých podmínek každý daný fyzikální systém – ať už je to složitý řetězec neuronů nebo křemíkové tranzistory – zažívá pocity. A proč je kvalita zážitku jiná? Proč je jasná modrá obloha jiná než zvuk špatně naladěných houslí? Mají tyto rozdíly v pocitech nějakou specifickou funkci? Pokud ano, který? Teorie nám umožní předpovědět, které systémy budou schopny něco vycítit. Při absenci teorie s testovatelnými předpověďmi je jakýkoli závěr o strojovém vědomí založen pouze na našem instinktu, na který, jak ukázala historie vědy, je třeba se spoléhat opatrně.
Jednou z hlavních teorií vědomí je teorie (GWT), kterou předložili psycholog Bernard Baars a neurovědci Stanislas Dean a Jean-Pierre Changeux.
Pro začátek tvrdí, že když si člověk něco uvědomuje, k těmto informacím má přístup mnoho různých oblastí mozku. Zatímco pokud člověk jedná nevědomě, informace je lokalizována ve specifickém senzoricko-motorickém systému (smyslově-motoru), který je zapojen. Například, když píšete rychle, děláte to automaticky. Pokud se vás zeptají, jak to děláte, nebudete schopni odpovědět, protože máte omezený přístup k těmto informacím, které jsou lokalizovány v nervových okruzích, které spojují oči s rychlými pohyby prstů.
Globální dostupnost generuje pouze jeden proud vědomí, protože pokud je nějaký proces přístupný všem ostatním procesům, pak je přístupný všem – vše souvisí se vším. Takto je implementován mechanismus pro potlačení alternativních obrázků.
Tato teorie dobře vysvětluje všechny druhy duševních poruch, kdy selhání jednotlivých funkčních center, propojených vzorci nervové aktivity (nebo celé oblasti mozku), zavádí deformace do celkového toku „pracovního prostoru“, čímž narušuje obrázek v porovnání s „normálním“ stavem (zdravého člověka) .
Na cestě k fundamentální teorii
Teorie GWT tvrdí, že vědomí pochází ze zvláštního typu zpracování informací: je nám známé od úsvitu umělé inteligence, kdy měly speciální programy přístup k malému, veřejně přístupnému datovému úložišti. Jakákoli informace zaznamenaná na „nástěnce“ se stala dostupnou pro řadu pomocných procesů – pracovní paměť, jazyk, plánovací modul, rozpoznávání obličejů, rozpoznávání objektů atd. Podle této teorie vzniká vědomí, když jsou příchozí senzorické informace zaznamenané na tabuli přenášeny do mnoha kognitivních systémů - a zpracovávají data pro reprodukci řeči, ukládání do paměti nebo akci.
Vzhledem k tomu, že prostor na takové nástěnce je omezený, můžeme mít v daný okamžik k dispozici pouze malé množství informací. Předpokládá se, že síť neuronů, které přenášejí tyto zprávy, se nachází ve frontálních a parietálních lalocích.
Jakmile jsou tato vzácná (rozptýlená) data přenesena do sítě a stanou se veřejně dostupná, informace se stanou vědomými. To znamená, že subjekt si je toho vědom. Moderní stroje této úrovně kognitivní složitosti ještě nedosáhly, ale je to jen otázka času.
"GWT" teorie říká, že počítače budoucnosti budou vědomé
Obecná informační teorie vědomí (IIT), kterou vyvinul Tononi a jeho společníci, používá velmi odlišný výchozí bod: samotné zkušenosti. Každá zkušenost má své specifické klíčové vlastnosti. Je imanentní, existuje pouze pro subjekt jako „pána“; je strukturovaný (žluté taxi zpomaluje, zatímco hnědý pes běží přes ulici); a je konkrétní – liší se od jakékoli jiné vědomé zkušenosti, jako samostatný snímek ve filmu. Navíc je pevný a definovaný. Když za teplého a jasného dne sedíte na lavičce v parku a pozorujete, jak si děti hrají, různé prvky zážitku – vítr vane ve vlasech, radost ze smíchu těch nejmenších – nelze od sebe oddělit, aniž by zážitek neustal. být tím, čím je.
Tononi předpokládá, že takové vlastnosti – tedy určitá úroveň vědomí – mají jakýkoli složitý a provázaný mechanismus, v jehož struktuře je zašifrován soubor vztahů příčina-následek. Bude to mít pocit, že něco přichází zevnitř.
Pokud ale mechanismus stejně jako mozeček postrádá složitost a konektivitu, nebude si ničeho vědom. Jak tato teorie zní,
vědomí je vrozená, podmíněná schopnost spojená se složitými mechanismy, jako je lidský mozek.
Teorie také odvozuje ze složitosti základní propojené struktury jediné nezáporné číslo Φ (vyslovuje se „fy“), které toto vědomí kvantifikuje. Pokud je F nula, systém si sám sebe vůbec neuvědomuje. A naopak, čím větší číslo, tím větší inherentní náhodnou sílu systém má a tím je vědomější. Mozek, který se vyznačuje kolosální a vysoce specifickou konektivitou, má velmi vysoké F, což znamená vysokou úroveň vědomí. Tato teorie vysvětluje různá fakta: například proč není mozeček zapojen do vědomí nebo proč vlastně funguje počítadlo zip a zap (čísla vytvořená počítadlem jsou v hrubém přiblížení F).
Teorie IIT předpovídá, že pokročilá digitální počítačová simulace lidského mozku nemůže být vědomá – i když je jeho řeč k nerozeznání od lidské řeči. Stejně jako simulace masivní gravitační síly černé díry nezkresluje časoprostorové kontinuum kolem počítače pomocí kódu, naprogramovaný vědomí nikdy nezrodí vědomý počítač. Giulio Tononi a Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018)
Podle IIT nelze vědomí vypočítat a vypočítat: musí být zabudováno do struktury systému.
Hlavním úkolem moderních neurovědců je používat stále sofistikovanější nástroje, které mají k dispozici, ke studiu nekonečných spojení různých neuronů, které tvoří mozek, k dalšímu vymezení nervových stop vědomí. Vzhledem ke složité struktuře centrálního nervového systému to bude trvat desetiletí. A nakonec formulovat základní teorii založenou na existujících fragmentech. Teorie, která vysvětlí hlavní hádanku naší existence: jak orgán, který váží 1,36 kg a je svým složením podobný fazolovému tvarohu, ztělesňuje smysl života.
Jednou z nejzajímavějších aplikací této nové teorie je podle mého názoru možnost vytvořit AI, která má vědomí a hlavně vjemy. Kromě toho nám základní teorie vědomí umožní vyvinout metody a způsoby, jak implementovat rychlejší vývoj lidských kognitivních schopností. Člověk – budoucnost.
Zdroj: www.habr.com