Teadlike kogemuste päritolu ja olemus – mõnikord nimetatakse seda ladinakeelse sõnaga qualia - on olnud meie jaoks mõistatus varasest antiikajast kuni viimase ajani. Paljud teadvusfilosoofid, sealhulgas kaasaegsed, peavad teadvuse olemasolu niivõrd vastuvõetamatuks vastuoluks nende arvates mateeria ja tühjuse maailmaga, et nad kuulutavad seda illusiooniks. Teisisõnu, nad kas eitavad põhimõtteliselt kvaalide olemasolu või väidavad, et neid ei saa teaduse kaudu mõtestatult uurida.
Kui see otsus vastaks tõele, oleks see artikkel väga lühike. Ja lõike all poleks midagi. Aga midagi seal on...
Kui teadvust ei saa teaduse vahenditega mõista, oleks vaja vaid selgitada, miks teie, mina ja peaaegu kõik teised olete nii kindlad, et meil üldse tundeid on. Halb hammas tekitas aga kummi. Keeruline argument veenmaks mind, et mu valu on illusoorne, ei vabasta mind sellest valust tükikestki. Mulle ei sümpatiseeri selline hinge ja keha seose tupiktõlgendus, nii et võib-olla jätkan.
Teadvus on kõik, mida tunnete (sensoorse sisendi kaudu) ja seejärel kogete (taju ja mõistmise kaudu).
Peas kinni jäänud meloodia, šokolaadimagustoidu maitse, igav hambavalu, armastus lapse vastu, abstraktne mõtlemine ja arusaam, et ühel päeval saavad kõik sensatsioonid otsa.
Teadlased jõuavad järk-järgult lähemale filosoofe pikka aega muret valmistanud mõistatuse lahendamisele. Ja selle teadusliku uurimistöö kulminatsiooniks on eeldatavasti struktureeritud töötav teadvuse teooria. Kõige markantsem näide selle teooria rakendamisest on täisväärtuslik tehisintellekt (see ei välista AI tekkimise võimalust ilma teadvuse teooriata, vaid tehisintellekti arendamisel juba olemasolevate empiiriliste lähenemisviiside põhjal)
Enamik teadlasi aktsepteerib teadvust kui antud ja püüab mõista selle seost objektiivse maailmaga, mida teadus kirjeldab. Veerand sajandit tagasi Francis Crick ja ülejäänud otsustas kõrvale jätta filosoofilised arutelud teadvuse üle (mis on teadlasi puudutanud vähemalt Aristotelese ajast peale) ja asus selle asemel otsima selle füüsilisi jälgi.
Mis täpselt on ajuaine väga erutavas osas, mis tekitab teadvuse? Seda õppides võivad teadlased loota jõuda põhjalikuma probleemi lahendamisele lähemale.
Eelkõige otsivad neuroteadlased teadvuse neuraalseid korrelaate (NCC) - väikseimad närvimehhanismid, millest kollektiivselt piisab iga konkreetse teadliku aistingukogemuse jaoks.
Mis peab ajus toimuma, et saaksite kogeda näiteks hambavalu? Kas mõned närvirakud peaksid vibreerima mingil maagilisel sagedusel? Kas me peame aktiveerima mingeid erilisi "teadvuse neuroneid"? Millistes ajupiirkondades võiksid sellised rakud paikneda?
Teadvuse neuraalsed korrelatsioonid
NKS-i määratluses on "minimaalne" klausel oluline. Lõppude lõpuks võib aju tervikuna pidada NCS-iks - päevast päeva tekitab see aistinguid. Ja ometi saab asukohta veelgi täpsemalt määrata. Mõelge seljaajule, 46-sentimeetrisele painduvale närvikoe torule selgroo sees, mis sisaldab umbes miljardit närvirakku. Kui vigastus põhjustab seljaaju täielikku kahjustumist kuni kaelapiirkonnani, on kannatanu jalad, käed ja torso halvatud, tal puudub soole- või põiekontroll ning ta jääb ilma kehaaistingutest. Sellegipoolest kogevad sellised parapleegikud elu kogu selle mitmekesisuses: nad näevad, kuulevad, haistavad, kogevad emotsioone ja mäletavad sama hästi kui enne, kui traagiline juhtum nende elu radikaalselt muutis.
Või võtke väikeaju, "väike aju" aju tagaosas. See ajusüsteem, mis on evolutsiooniliselt üks vanimaid, on seotud motoorsete oskuste, kehahoiaku ja kõnnaku kontrollimisega ning vastutab ka keeruliste liigutuste jadade osava sooritamise eest.
Klaverimäng, klaviatuuril tippimine, iluuisutamine või kaljuronimine – kõik need tegevused hõlmavad väikeaju. See on varustatud kõige kuulsamate neuronitega, mida nimetatakse Purkinje rakkudeks, millel on kõõlused, mis lehvivad nagu korallide ja sadama keeruka elektridünaamika merefänn. Väikeaju sisaldab ka suurim arv neuroneid, umbes 69 miljardit (enamasti on need tähekujulised väikeaju nuumrakud) - neli korda rohkemkui kogu aju kokku (pidage meeles, et see on oluline punkt).
Mis juhtub teadvusega, kui inimene kaotab insuldi või kirurgi noa all väikeaju?
Jah, peaaegu mitte midagi teadvuse jaoks kriitilist!
Sellise kahjustusega patsiendid kaebavad mõne probleemi üle, nagu näiteks klaveri mängimine vähem ladusalt või klaviatuuril tippimine, kuid mitte kunagi teadvuse ühegi aspekti täielikku kaotust.
Kõige üksikasjalikum uuring väikeaju kahjustuse mõju kohta kognitiivsele funktsioonile, mida on põhjalikult uuritud . Kuid isegi neil juhtudel on lisaks koordinatsiooni- ja ruumiprobleemidele (ülal) ainult juhtimisaspektide mittekriitilised rikkumised, mida iseloomustavad , hajameelsus ja õppimisvõime mõningane langus.
Laialdasel väikeajuaparaadil pole mingit seost subjektiivsete kogemustega. Miks? Selle närvivõrk sisaldab olulist vihjet – see on äärmiselt ühtlane ja paralleelne.
Väikeaju on peaaegu täielikult edasisuunaline vooluring: üks neuronite rida toidab järgmist, mis omakorda mõjutab kolmandat. Puuduvad tagasisideahelad, mis elektrilise aktiivsuse sees edasi-tagasi resoneerivad. Veelgi enam, väikeaju on funktsionaalselt jagatud sadadeks, kui mitte enamaks, sõltumatuteks arvutusmooduliteks. Igaüks neist töötab paralleelselt, eraldi ja mittekattuvate sisendite ja väljunditega, mis juhivad liikumist või erinevaid motoorseid või kognitiivseid süsteeme. Nad peaaegu ei suhtle üksteisega, samas kui teadvuse puhul on see veel üks hädavajalik omadus.
Oluline õppetund, mida seljaaju ja väikeaju analüüsist saab, on see, et teadvuse geenius ei sünni nii kergesti üheski närvikoe ergastuspunktis. Midagi muud on vaja. See lisategur peitub hallis aines, mis moodustab kurikuulsa ajukoore – selle välispinna. Kõik olemasolevad tõendid näitavad, et aistingud hõlmavad kude.
Saate veelgi kitsendada piirkonda, kus teadvuse fookus asub. Võtame näiteks katsed, kus parem ja vasak silm puutuvad kokku erinevate stiimulitega. Kujutage ette, et foto Lada Priorast on nähtav ainult teie vasaku silmaga ja foto Tesla S-st on nähtav ainult teie paremale silmale. Võime eeldada, et näete mõnda uut autot Lada ja Tesla üksteise peal. Tegelikult näete Ladat paar sekundit, pärast mida ta kaob ja Tesla ilmub - ja siis ta kaob ja Lada ilmub uuesti. Kaks pilti asendavad üksteist lõputus tantsus – teadlased nimetavad seda binoklivõistlust ehk võrkkesta võistlust. Aju saab väljastpoolt mitmetähenduslikku teavet ja ta ei suuda otsustada: kas see on Lada või Tesla?
Kui lebate ajuskanneris, leiavad teadlased tegevust paljudes kortikaalsetes piirkondades, mida ühiselt nimetatakse tagumiseks kuumaks tsooniks. Need on aju tagumise osa parietaalsed, kuklaluulised ja ajalised piirkonnad ning neil on kõige olulisem roll nähtu jälgimisel.
Huvitav on see, et esmane visuaalne ajukoor, mis võtab vastu ja edastab silmadelt infot, ei peegelda seda, mida inimene näeb. Sarnast tööjaotust täheldatakse ka kuulmise ja kompimise puhul: esmane kuulmis- ja primaarne somatosensoorsed ajukoored ei aita otseselt kaasa kuulmis- ja somatosensoorse kogemuse sisule. Teadlik taju (sealhulgas Lada ja Tesla kujutised) põhjustab järgnevaid töötlemisetappe - tagumises kuumas tsoonis.
Selgub, et visuaalsed pildid, helid ja muud eluaistingud pärinevad aju tagumisest ajukoorest. Niipalju kui neuroteadlased oskavad öelda, pärinevad peaaegu kõik teadlikud kogemused sealt.
Teadlikkuse loendur
Näiteks operatsioonide puhul viiakse patsiendid tuimestusega, et nad ei liiguks, püsiks stabiilne vererõhk, ei kogeks valu ja pärast seda ei tekiks traumaatilisi mälestusi. Kahjuks seda alati ei saavutata: igal aastal on sajad narkoosi all olevad patsiendid ühel või teisel määral teadvusel.
Teine kategooria patsiente, kellel on trauma, nakkuse või raske mürgistuse tagajärjel tõsine ajukahjustus, võib elada aastaid, ilma et nad saaksid rääkida või kõnedele vastata. Elu kogemise tõestamine on äärmiselt raske ülesanne.
Kujutage ette, et astronaut on universumisse eksinud ja kuulab missiooni juhtimist, kes üritab temaga ühendust saada. Katkine raadio ei edasta tema häält, mistõttu maailm peab teda kadunuks. Umbes nii võiks kirjeldada nende patsientide meeleheitlikku olukorda, kelle kahjustatud aju on kaotanud kontakti maailmaga – see on omamoodi äärmuslik üksikvangistuse vorm.
2000. aastate alguses lõid Giulio Tononi Wisconsini-Madisoni ülikoolist ja Marcello Massimini meetodi, mida nimetatakse et teha kindlaks, kas inimene on teadvusel või mitte.
Teadlased rakendasid peaga kaetud juhtmete mähise ja saatsid välja šoki (zap) - tugeva magnetenergia laengu, mis põhjustas lühiajalise elektrivoolu. See erutas ja inhibeeris partnerneuronirakke ahela ühendatud piirkondades ning laine resoneeris kogu ajukoores, kuni aktiivsus hääbus.
Pea külge kinnitatud elektroentsefalogrammiandurite võrk salvestas elektrilisi signaale. Kui signaalid järk-järgult levisid, muudeti nende jäljed, millest igaüks vastas konkreetsele punktile kolju pinna all, kileks.
Salvestised ei näidanud ühtegi tüüpilist algoritmi, kuid need polnud ka täiesti juhuslikud.
Huvitav on see, et mida ennustatavamad olid sisse- ja väljalülitamisrütmid, seda tõenäolisem oli, et aju oli teadvuseta. Teadlased mõõtsid seda eeldust, tihendades videoandmeid algoritmi abil, mida kasutatakse arvutifailide arhiveerimiseks ZIP-vormingus. Kompressioon andis hinnangu aju reaktsiooni keerukuse kohta. Teadvusel olnud vabatahtlike "häiringu keerukuse indeks" oli 0,31–0,70, sügavas unes või anesteesia all langenud indeks langes alla 0,31.
Seejärel katsetas meeskond tõmblukku ja tõmblukku 81 patsiendil, kes olid kas minimaalselt teadvusel või teadvuseta (koomas). Esimeses rühmas, mis näitas mõningaid mittepeegelduva käitumise märke, näitas meetod õigesti, et 36 inimest 38-st olid teadvusel. 43-st "taimse" seisundis patsiendist, kellega haiglavoodi peatsis olevad sugulased ei suutnud kunagi suhelda, klassifitseeriti 34 teadvuseta ja veel üheksa mitte. Nende aju reageeris sarnaselt teadvusel olijatele, mis tähendab, et nad olid samuti teadvusel, kuid ei suutnud oma perega suhelda.
Praeguste uuringute eesmärk on standardida ja täiustada neuroloogiliste patsientide tehnikat, samuti laiendada seda psühhiaatria- ja pediaatriliste osakondade patsientidele. Aja jooksul teevad teadlased kindlaks konkreetsed närvimehhanismid, mis tekitavad kogemusi.
Lõppkokkuvõttes vajame veenvat teaduslikku teadvuse teooriat, mis vastaks küsimusele, millistel tingimustel kogeb iga füüsiline süsteem – olgu see siis keerukas neuronite ahel või ränitransistoride ahel – aistinguid. Ja miks on kogemuste kvaliteet erinev? Miks tundub selge sinine taevas teistmoodi kui halvasti häälestatud viiuli heli? Kas nendel aistingute erinevustel on mingi konkreetne funktsioon? Kui jah, siis milline? Teooria võimaldab meil ennustada, millised süsteemid suudavad midagi tajuda. Kontrollitavate ennustustega teooria puudumisel põhinevad kõik järeldused masinteadvuse kohta ainult meie sisetundel, millele, nagu teaduse ajalugu on näidanud, tuleks ettevaatusega toetuda.
Üks peamisi teadvuse teooriaid on teooria (GWT), mille esitasid psühholoog Bernard Baars ning neuroteadlased Stanislas Dean ja Jean-Pierre Changeux.
Alustuseks väidavad nad, et kui inimene on millestki teadlik, pääsevad sellele teabele ligi paljud erinevad ajupiirkonnad. Kui aga inimene tegutseb alateadlikult, lokaliseerub teave konkreetses kaasatud sensoor-motoorses süsteemis (sensoor-motoorses süsteemis). Näiteks kui kirjutate kiiresti, teete seda automaatselt. Kui teilt küsitakse, kuidas te seda teete, ei saa te vastata, kuna teil on piiratud juurdepääs sellele teabele, mis on lokaliseeritud närviahelates, mis ühendavad silmi sõrmede kiirete liigutustega.
Globaalne juurdepääsetavus genereerib ainult ühe teadvuse voo, sest kui mõni protsess on kõigile teistele protsessidele ligipääsetav, siis on see juurdepääsetav ka neile kõigile – kõik on kõigega seotud. Nii rakendatakse alternatiivsete piltide mahasurumise mehhanismi.
See teooria seletab hästi igasuguseid psüühikahäireid, kus närvitegevuse mustritega (või terve ajupiirkonnaga) ühendatud üksikute funktsionaalsete keskuste rikked toovad kaasa moonutusi “tööruumi” üldisesse voolu, moonutades seeläbi. pilt võrreldes “normaalse” seisundiga (terve inimesega) .
Teel fundamentaalse teooria poole
GWT teooria väidab, et teadvus tuleneb eriliigist infotöötlusest: see on meile tuttav juba tehisintellekti algusest peale, mil eriprogrammidel oli juurdepääs väikesele avalikult ligipääsetavale andmesalvele. Teadetetahvlile salvestatud teave sai kättesaadavaks paljudele abiprotsessidele - töömälu, keel, planeerimismoodul, nägude, objektide tuvastamine jne. Selle teooria kohaselt tekib teadvus siis, kui tahvlile salvestatud sensoorne teave on sissetulev. edastatakse paljudesse kognitiivsetesse süsteemidesse – ja need töötlevad andmeid kõne taasesitamiseks, mällu salvestamiseks või toimingute sooritamiseks.
Kuna sellisel teadetetahvlil on vähe ruumi, on meil igal hetkel saadaval vaid väike kogus teavet. Arvatakse, et neid sõnumeid edastav neuronite võrgustik asub eesmises ja parietaalsagaras.
Kui need napid (hajutatud) andmed on võrku üle kantud ja avalikult kättesaadavad, muutub teave teadlikuks. See tähendab, et subjekt on sellest teadlik. Kaasaegsed masinad pole veel selle kognitiivse keerukuse tasemeni jõudnud, kuid see on vaid aja küsimus.
"GWT" teooria väidab, et tuleviku arvutid on teadlikud
Üldine teadvuse infoteooria (IIT), mille on välja töötanud Tononi ja tema kaaslased, kasutab väga erinevat lähtepunkti: kogemusi endid. Igal kogemusel on oma erilised võtmeomadused. See on immanentne, eksisteerides ainult subjekti kui “meistri” jaoks; see on struktureeritud (kollane takso aeglustab kiirust, samal ajal kui pruun koer jookseb üle tänava); ja see on konkreetne – mis tahes muust teadlikust kogemusest erinev, nagu eraldi kaader filmis. Lisaks on see kindel ja määratletud. Kui istud soojal selgel päeval pargipingil ja vaatad, kuidas lapsed mängivad, ei saa kogemuse erinevaid elemente – tuul, mis puhub läbi juuste, rõõmu väikestest naeru – üksteisest eraldada, ilma et kogemus lakkaks. olla see, mis ta on.
Tononi postuleerib, et sellistel omadustel – see tähendab teatud teadlikkuse tasemel – on mis tahes keeruline ja seotud mehhanism, mille struktuuris on krüpteeritud põhjus-tagajärg seoste kogum. Tundub, et midagi tuleb seestpoolt.
Kuid kui mehhanismil, nagu väikeajulgi, puudub keerukus ja ühenduvus, ei ole ta millestki teadlik. Nagu see teooria käib,
teadvus on omane, juhuslik võime, mis on seotud keeruliste mehhanismidega, nagu inimaju.
Teooria tuletab ka aluseks oleva omavahel seotud struktuuri keerukusest ühe mittenegatiivse arvu Φ (hääldatakse "fy"), mis kvantifitseerib selle teadlikkuse. Kui F on null, ei ole süsteem endast üldse teadlik. Ja vastupidi, mida suurem arv, seda suurem on süsteemi loomupärane juhuslik jõud ja seda teadlikum see on. Aju, mida iseloomustab kolossaalne ja väga spetsiifiline ühenduvus, on väga kõrge F ja see tähendab kõrget teadlikkuse taset. Teooria selgitab erinevaid fakte: näiteks miks väikeaju ei osale teadvuses või miks zip- ja zap-loendur tegelikult töötab (loenduri toodetud numbrid on umbkaudselt F).
IIT teooria ennustab, et inimaju täiustatud digitaalne arvutisimulatsioon ei saa olla teadlik – isegi kui selle kõne on inimkõnest eristamatu. Nii nagu musta augu massiivse gravitatsioonilise tõmbe simuleerimine ei moonuta koodi abil aegruumi kontiinumit arvuti ümber, programmeeritud teadvus ei sünnita kunagi teadlikku arvutit. Giulio Tononi ja Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018)
IIT järgi ei saa teadvust arvutada ja arvutada: see peab olema süsteemi struktuuri sisse ehitatud.
Kaasaegsete neuroteadlaste põhiülesanne on kasutada nende käsutuses olevaid üha keerukamaid tööriistu, et uurida aju moodustavate erinevate neuronite lõputuid ühendusi, et täpsemalt piiritleda teadvuse närvijälgi. Arvestades kesknärvisüsteemi keerulist struktuuri, kulub selleks aastakümneid. Ja lõpuks formuleerige olemasolevate fragmentide põhjal põhiteooria. Teooria, mis selgitab meie eksistentsi peamist mõistatust: kuidas 1,36 kg kaaluv ja koostiselt kohupiimaga sarnane elund kehastab elutunnet.
Minu arvates on selle uue teooria üks huvitavamaid rakendusi võimalus luua AI, millel on teadvus ja mis kõige tähtsam, aistingud. Veelgi enam, teadvuse põhiteooria võimaldab meil välja töötada meetodeid ja viise, kuidas rakendada inimese kognitiivsete võimete kiiremat arengut. Inimene – tulevik.
Allikas: www.habr.com