منشأ و ماهیت تجارب آگاهانه - گاهی اوقات با کلمه لاتین نامیده می شود صفت - از اوایل دوران باستان تا همین اواخر برای ما یک رمز و راز بوده است. بسیاری از فیلسوفان آگاهی، از جمله فیلسوفان مدرن، وجود آگاهی را چنان تناقض غیرقابل قبولی با آنچه به عقیده آنها دنیای ماده و پوچی است، می دانند که آن را توهم می دانند. به عبارت دیگر، آنها یا اصولاً وجود کیفیات را انکار می کنند یا ادعا می کنند که نمی توان آنها را از طریق علم به طور معناداری مورد مطالعه قرار داد.
اگر این قضاوت درست بود، این مقاله بسیار کوتاه بود. و چیزی در زیر برش وجود نخواهد داشت. اما یه چیزی اونجا هست...
اگر نمی توان آگاهی را با استفاده از ابزار علم درک کرد، تنها چیزی که لازم است توضیح دادن این است که چرا شما، من و تقریباً همه افراد دیگر تا این حد مطمئن هستیم که اصلاً احساسات داریم. با این حال، یک دندان بد به من لثه داد. یک استدلال پیچیده برای متقاعد کردن من به اینکه درد من توهمی است حتی ذره ای از این درد من را تسکین نخواهد داد. من با چنین تعبیر بن بست از ارتباط روح و بدن هیچ دلسوزی ندارم، پس شاید ادامه دهم.
آگاهی هر چیزی است که شما حس می کنید (از طریق ورودی حسی) و سپس تجربه می کنید (از طریق ادراک و درک).
ملودی در سرت گیر کرده، طعم دسر شکلاتی، یک دندان درد کسل کننده، عشق به کودک، تفکر انتزاعی و درک این که روزی همه حس ها به پایان خواهند رسید.
دانشمندان به تدریج به حل معمایی نزدیک می شوند که مدت هاست فیلسوفان را نگران کرده است. و انتظار می رود نقطه اوج این تحقیق علمی یک نظریه کاری ساختاریافته از آگاهی باشد. بارزترین مثال از کاربرد این نظریه هوش مصنوعی تمام عیار است (این امر امکان ظهور هوش مصنوعی را بدون تئوری آگاهی منتفی نمی کند، اما بر اساس رویکردهای تجربی موجود در توسعه هوش مصنوعی)
اکثر دانشمندان آگاهی را به عنوان یک امر داده شده می پذیرند و تلاش می کنند تا ارتباط آن را با دنیای عینی که علم توصیف می کند درک کنند. ربع قرن پیش، فرانسیس کریک و بقیه تصمیم گرفت بحث های فلسفی در مورد آگاهی را کنار بگذارد (که حداقل از زمان ارسطو نگران دانشمندان بوده است) و در عوض به جستجوی آثار فیزیکی آن بپردازد.
دقیقاً چه چیزی در بخش بسیار تحریک پذیر ماده مغز است که باعث ایجاد آگاهی می شود؟ با یادگیری این، دانشمندان می توانند امیدوار باشند که به حل یک مشکل اساسی تر نزدیک شوند.
به طور خاص، عصب شناسان به دنبال همبستگی های عصبی آگاهی (NCC) هستند - کوچکترین مکانیسم های عصبی در مجموع برای هر تجربه هشیار خاصی از احساس کافی است.
مثلاً برای اینکه دندان درد را تجربه کنید باید در مغز چه اتفاقی بیفتد؟ آیا برخی از سلول های عصبی قرار است با فرکانس جادویی ارتعاش کنند؟ آیا ما نیاز به فعال کردن "نورون های آگاهی" خاصی داریم؟ چنین سلول هایی در چه مناطقی از مغز می توانند قرار گیرند؟
همبستگی های عصبی آگاهی
در تعریف NKS، بند "حداقل" مهم است. به هر حال، مغز به عنوان یک کل را می توان NCS در نظر گرفت - روز به روز احساسات ایجاد می کند. و با این حال مکان را می توان با دقت بیشتری تعیین کرد. نخاع را در نظر بگیرید، لوله انعطاف پذیر 46 سانتی متری بافت عصبی در داخل ستون فقرات که حاوی حدود یک میلیارد سلول عصبی است. اگر جراحت باعث شود که نخاع به طور کامل تا ناحیه گردن آسیب ببیند، قربانی از ناحیه پاها، بازوها و تنه فلج می شود، کنترل روده یا مثانه را نخواهد داشت و از احساسات بدنی محروم می شود. با این وجود، چنین افرادی فلج به تجربه زندگی با تمام تنوع آن ادامه می دهند: آنها می بینند، می شنوند، بو می کنند، احساسات را تجربه می کنند و به یاد می آورند و همچنین قبل از این که حادثه غم انگیز زندگی آنها را به طور اساسی تغییر دهد.
یا مخچه، "مغز کوچک" در پشت مغز را بگیرید. این سیستم مغز که یکی از قدیمی‌ترین سیستم‌های تکاملی است، در کنترل مهارت‌های حرکتی، وضعیت بدن و راه رفتن نقش دارد و همچنین مسئول اجرای ماهرانه توالی‌های پیچیده حرکات است.
نواختن پیانو، تایپ کردن با کیبورد، اسکیت بازی یا صخره نوردی - همه این فعالیت ها شامل مخچه می شود. این نورون مجهز به مشهورترین نورون‌ها به نام سلول‌های پورکنژ است که دارای پیچک‌هایی هستند که مانند یک فن دریایی مرجانی در بال می‌زنند و دینامیک الکتریکی پیچیده‌ای را در خود جای داده‌اند. مخچه نیز شامل بیشترین تعداد نورون ها، حدود 69 میلیارد (بیشتر اینها ماست سل های مخچه ای ستاره ای شکل هستند) - چهار برابر بیشتراز مجموع کل مغز (به یاد داشته باشید، این یک نکته مهم است).
اگر فردی مخچه را تا حدی در اثر سکته مغزی یا زیر چاقوی جراح از دست بدهد، برای هوشیاری چه اتفاقی می‌افتد؟
بله، تقریبا هیچ چیز برای آگاهی مهم نیست!
بیماران مبتلا به این آسیب از چند مشکل شکایت دارند، مانند نواختن پیانو با روان کمتر یا تایپ کردن با کیبورد، اما هرگز هیچ جنبه ای از هوشیاری خود را از دست نمی دهند.
مفصل ترین مطالعه در مورد اثرات آسیب مخچه بر عملکرد شناختی، که به طور گسترده در زمینه . اما حتی در این موارد، علاوه بر هماهنگی و مشکلات فضایی (در بالا)، تنها موارد نقض غیر بحرانی جنبه های اجرایی مدیریت، مشخص می شود. ، غیبت و کاهش جزئی در توانایی یادگیری.
دستگاه مخچه گسترده هیچ ارتباطی با تجربیات ذهنی ندارد. چرا؟ شبکه عصبی آن حاوی یک سرنخ مهم است - بسیار یکنواخت و موازی است.
مخچه تقریباً به طور کامل یک مدار پیش‌خور است: یک ردیف از نورون‌ها ردیف بعدی را تغذیه می‌کنند که به نوبه خود روی سوم تأثیر می‌گذارد. هیچ حلقه بازخوردی وجود ندارد که به جلو و عقب در فعالیت الکتریکی طنین انداز شود. علاوه بر این، مخچه از نظر عملکردی به صدها، اگر نه بیشتر، ماژول محاسباتی مستقل تقسیم می شود. هر کدام به صورت موازی با ورودی ها و خروجی های مجزا و غیر همپوشانی که حرکت یا سیستم های حرکتی یا شناختی مختلف را کنترل می کنند، عمل می کنند. آنها به سختی با یکدیگر تعامل دارند، در حالی که در مورد آگاهی، این یکی دیگر از ویژگی های ضروری است.
درس مهمی که از تجزیه و تحلیل نخاع و مخچه می توان گرفت این است که نبوغ هوشیاری در هیچ نقطه ای از تحریک بافت عصبی به این راحتی متولد نمی شود. چیز دیگری لازم است. این عامل اضافی در ماده خاکستری است که قشر بدنام مخ - سطح بیرونی آن را تشکیل می دهد. تمام شواهد موجود نشان می دهد که احساسات شامل بافت
می توانید ناحیه ای را که تمرکز هوشیاری در آن قرار دارد را حتی بیشتر محدود کنید. به عنوان مثال، آزمایش هایی را در نظر بگیرید که در آن چشم راست و چپ در معرض محرک های مختلف قرار می گیرند. تصور کنید که عکس لادا پریورا فقط با چشم چپ شما و عکس تسلا اس فقط در سمت راست شما قابل مشاهده است. می‌توانیم فرض کنیم که چند خودروی جدید از روی هم قرار گرفتن لادا و تسلا را خواهید دید. در واقع، لادا را برای چند ثانیه خواهید دید، پس از آن او ناپدید می شود و تسلا ظاهر می شود - و سپس او ناپدید می شود و لادا دوباره ظاهر می شود. دو تصویر جایگزین یکدیگر در یک رقص بی پایان خواهند شد - دانشمندان به این رقابت دو چشمی یا رقابت شبکیه می گویند. مغز اطلاعات مبهم از بیرون دریافت می کند و نمی تواند تصمیم بگیرد: لادا است یا تسلا؟
هنگامی که شما در داخل یک اسکنر مغز دراز می کشید، دانشمندان فعالیت در طیف وسیعی از نواحی قشر مغز، که مجموعاً منطقه داغ خلفی نامیده می شود، پیدا می کنند. اینها نواحی جداری، اکسیپیتال و گیجگاهی پشت مغز هستند و مهمترین نقش را در ردیابی آنچه می بینیم بازی می کنند.
جالب اینجاست که قشر بینایی اولیه که اطلاعات را از چشم ها دریافت و منتقل می کند، آنچه را که فرد می بیند منعکس نمی کند. تقسیم کار مشابهی در مورد شنوایی و لمس نیز مشاهده می شود: قشر اولیه شنوایی و حسی جسمی اولیه به طور مستقیم به محتوای تجربه شنوایی و حسی کمک نمی کنند. ادراک آگاهانه (از جمله تصاویر لادا و تسلا) منجر به مراحل بعدی پردازش - در منطقه داغ عقب می شود.
به نظر می رسد که تصاویر بصری، صداها و سایر احساسات زندگی از قشر خلفی مغز سرچشمه می گیرند. تا آنجا که دانشمندان علوم اعصاب می توانند بگویند، تقریباً تمام تجربیات آگاهانه از آنجا سرچشمه می گیرند.
شمارنده آگاهی
برای مثال، برای عمل، بیماران را تحت بیهوشی قرار می دهند تا حرکت نکنند، فشار خون ثابتی داشته باشند، درد را تجربه نکنند و متعاقباً خاطرات آسیب زا نداشته باشند. متأسفانه، این همیشه محقق نمی شود: هر ساله صدها بیمار تحت بیهوشی به یک درجه یا دیگری هوشیار هستند.
دسته دیگری از بیماران با آسیب جدی مغزی در نتیجه تروما، عفونت یا مسمومیت شدید می توانند سال ها بدون اینکه قادر به صحبت کردن یا پاسخ به تماس باشند، زندگی کنند. اثبات اینکه آنها زندگی را تجربه می کنند، کار بسیار دشواری است.
فضانوردی را تصور کنید که در جهان گم شده و به کنترل ماموریت گوش می دهد و سعی می کند با او تماس بگیرد. رادیو خراب صدای او را پخش نمی کند و به همین دلیل دنیا او را مفقود می داند. تقریباً اینگونه است که می توان وضعیت ناامیدکننده بیمارانی را توصیف کرد که مغز آسیب دیده آنها را از تماس با جهان محروم کرده است - نوعی شکل افراطی از سلول انفرادی.
در اوایل دهه 2000، جولیو تونونی از دانشگاه ویسکانسین مدیسون و مارچلو ماسیمینی پیشگام روشی به نام برای تعیین اینکه آیا فرد هوشیار است یا نه.
دانشمندان سیم پیچی از سیم‌های غلاف‌دار را روی سر قرار دادند و یک شوک (zap) - یک بار قوی از انرژی مغناطیسی که باعث ایجاد یک جریان الکتریکی کوتاه‌مدت می‌شد - ارسال کردند. این باعث تحریک و مهار سلول های عصبی شریک در نواحی متصل مدار شد و موج در سراسر قشر مغز طنین انداز شد تا زمانی که فعالیت از بین رفت.
شبکه ای از حسگرهای الکتروانسفالوگرام نصب شده روی سر، سیگنال های الکتریکی را ثبت کردند. با گسترش تدریجی سیگنال ها، آثار آنها که هر کدام مربوط به نقطه خاصی در زیر سطح جمجمه است، به یک فیلم تبدیل شد.
ضبط ها هیچ الگوریتم معمولی را نشان ندادند - اما آنها کاملاً تصادفی هم نبودند.
جالب اینجاست که هر چه ریتم‌های روشن و خاموش شدن قابل پیش‌بینی‌تر باشد، احتمال ناهشیاری مغز بیشتر می‌شود. دانشمندان این فرض را با فشرده‌سازی داده‌های ویدئویی با استفاده از الگوریتمی که برای آرشیو فایل‌های کامپیوتری در قالب ZIP استفاده می‌شود، اندازه‌گیری کردند. فشرده سازی ارزیابی پیچیدگی پاسخ مغز را ارائه می دهد. داوطلبانی که هوشیار بودند، «شاخص پیچیدگی اغتشاش» بین 0,31 تا 0,70 را نشان دادند، در صورتی که در حالت خواب عمیق یا تحت بیهوشی بودند، این شاخص به زیر 0,31 می رسید.
این تیم سپس زیپ و زاپ را روی 81 بیمار که حداقل هوشیار یا بیهوش بودند (کماتو) آزمایش کردند. در گروه اول که نشانه هایی از رفتار غیر انعکاسی را نشان داد، روش به درستی نشان داد که از 36 نفر 38 نفر هوشیار بودند. از 43 بیمار در حالت "گیاهی" که بستگان بالای تخت بیمارستان هرگز قادر به برقراری ارتباط با آنها نبودند، 34 بیمار به عنوان بیهوش طبقه بندی شدند و XNUMX نفر دیگر چنین نبودند. مغز آنها به طور مشابه به کسانی که هوشیار بودند پاسخ داد، به این معنی که آنها نیز هوشیار بودند اما قادر به برقراری ارتباط با خانواده خود نبودند.
هدف تحقیقات فعلی استانداردسازی و بهبود تکنیک برای بیماران عصبی و همچنین گسترش آن به بیماران در بخش‌های روانپزشکی و اطفال است. با گذشت زمان، دانشمندان مجموعه خاصی از مکانیسم‌های عصبی را که باعث ایجاد تجربیات می‌شوند، شناسایی خواهند کرد.
در نهایت، ما به یک نظریه علمی متقاعد کننده از آگاهی نیاز داریم که به این سوال پاسخ دهد که تحت چه شرایطی هر سیستم فیزیکی معینی - خواه زنجیره پیچیده ای از نورون ها یا ترانزیستورهای سیلیکونی باشد - احساسات را تجربه می کند. و چرا کیفیت تجربه متفاوت است؟ چرا یک آسمان آبی شفاف با صدای یک ویولن بد کوک شده متفاوت است؟ آیا این تفاوت در احساسات کارکرد خاصی دارد؟ اگر بله، کدام یک؟ این تئوری به ما این امکان را می‌دهد که پیش‌بینی کنیم کدام سیستم‌ها می‌توانند چیزی را حس کنند. در غیاب نظریه ای با پیش بینی های قابل آزمایش، هر گونه استنتاج در مورد آگاهی ماشینی صرفاً بر اساس غریزه درونی ما است، همانطور که تاریخ علم نشان داده است، باید با احتیاط به آن اعتماد کرد.
یکی از نظریه های اصلی آگاهی، نظریه است (GWT)، توسط روانشناس برنارد بارس و دانشمندان علوم اعصاب استانیسلاس دین و ژان پیر چنگو ارائه شده است.
برای شروع، آنها استدلال می کنند که وقتی یک فرد از چیزی آگاه است، بسیاری از مناطق مختلف مغز به این اطلاعات دسترسی دارند. در حالی که اگر فردی ناخودآگاه عمل کند، اطلاعات در سیستم حسی- حرکتی خاص (حسی- حرکتی) درگیر قرار می گیرد. به عنوان مثال، وقتی سریع تایپ می کنید، این کار را به صورت خودکار انجام می دهید. اگر از شما پرسیده شود که چگونه این کار را انجام می دهید، نمی توانید پاسخ دهید زیرا دسترسی محدودی به این اطلاعات دارید، که در مدارهای عصبی که چشم ها را به حرکات سریع انگشتان متصل می کند، محلی است.
دسترسی جهانی تنها یک جریان از آگاهی را ایجاد می کند، زیرا اگر فرآیندی برای همه فرآیندهای دیگر قابل دسترسی باشد، پس برای همه آنها قابل دسترسی است - همه چیز به همه چیز متصل است. به این ترتیب مکانیسم برای سرکوب تصاویر جایگزین اجرا می شود.
این تئوری به خوبی انواع اختلالات روانی را توضیح می دهد، جایی که نارسایی مراکز عملکردی فردی، مرتبط با الگوهای فعالیت عصبی (یا کل ناحیه مغز)، باعث ایجاد انحراف در جریان کلی "فضای کار" می شود و در نتیجه باعث تحریف می شود. تصویر در مقایسه با حالت "عادی" (یک فرد سالم) .
در راه رسیدن به یک نظریه بنیادی
تئوری GWT بیان می‌کند که آگاهی از نوع خاصی از پردازش اطلاعات سرچشمه می‌گیرد: از آغاز هوش مصنوعی، زمانی که برنامه‌های ویژه به یک ذخیره‌گاه داده کوچک و در دسترس عموم دسترسی داشتند، با آن آشنا بودیم. هر گونه اطلاعات ثبت شده در "تخته اعلانات" در دسترس تعدادی از فرآیندهای کمکی قرار گرفت - حافظه کاری، زبان، ماژول برنامه ریزی، تشخیص چهره ها، اشیاء و غیره. طبق این نظریه، هوشیاری زمانی به وجود می آید که اطلاعات حسی ورودی که روی تخته ثبت می شود. به بسیاری از سیستم های شناختی منتقل می شود - و آنها داده ها را برای بازتولید گفتار، ذخیره در حافظه یا انجام اعمال پردازش می کنند.
از آنجایی که فضا در چنین تابلوی اعلانات محدود است، ما فقط می‌توانیم مقدار کمی از اطلاعات را در هر لحظه در دسترس داشته باشیم. تصور می‌شود که شبکه نورون‌هایی که این پیام‌ها را منتقل می‌کنند در لوب‌های فرونتال و جداری قرار دارند.
هنگامی که این داده های کمیاب (پراکنده) به شبکه منتقل می شوند و در دسترس عموم قرار می گیرند، اطلاعات آگاه می شوند. یعنی فاعل از آن آگاه است. ماشین‌های مدرن هنوز به این سطح از پیچیدگی شناختی نرسیده‌اند، اما این فقط یک مسئله زمان است.
نظریه "GWT" بیان می کند که کامپیوترهای آینده آگاه خواهند بود
تئوری اطلاعات عمومی آگاهی (IIT) که توسط تونونی و همکارانش ایجاد شد، از نقطه شروع بسیار متفاوتی استفاده می کند: خود تجربیات. هر تجربه ویژگی های کلیدی خاص خود را دارد. درونی است و فقط برای سوژه به عنوان «استاد» وجود دارد. ساختاری دارد (یک تاکسی زرد سرعت خود را کاهش می دهد در حالی که یک سگ قهوه ای در سراسر خیابان می دود). و ملموس است – متفاوت از هر تجربه آگاهانه دیگری، مانند یک قاب جداگانه در یک فیلم. علاوه بر این، جامد و تعریف شده است. وقتی در یک روز گرم و صاف روی نیمکت پارک می‌نشینید و بازی کودکان را تماشا می‌کنید، عناصر مختلف این تجربه - باد در موهایتان می‌وزد، شادی بچه‌ها در حال خندیدن - نمی‌توانند بدون توقف این تجربه از یکدیگر جدا شوند. آن چیزی که هست باشد
تونونی فرض می‌کند که چنین ویژگی‌هایی - یعنی سطح معینی از آگاهی - دارای هر مکانیزم پیچیده و همراه است که در ساختار آن مجموعه‌ای از روابط علت و معلولی رمزگذاری شده است. احساس می شود چیزی از درون می آید.
اما اگر مانند مخچه، مکانیسم فاقد پیچیدگی و اتصال باشد، از هیچ چیز آگاه نخواهد شد. همانطور که این نظریه می گوید،
هوشیاری یک توانایی ذاتی و احتمالی است که با مکانیسم های پیچیده ای مانند مغز انسان مرتبط است.
این نظریه همچنین از پیچیدگی ساختار به هم پیوسته زیرین، یک عدد غیر منفی Φ (تلفظ "fy") را به دست می‌آورد که این آگاهی را کمیت می‌کند. اگر F صفر باشد، سیستم اصلاً از خود آگاه نیست. برعکس، هر چه این عدد بزرگتر باشد، قدرت تصادفی ذاتی سیستم بیشتر است و هوشیارتر است. مغز که با اتصال عظیم و بسیار خاص مشخص می شود، F بسیار بالایی دارد و این نشان دهنده سطح بالایی از آگاهی است. این تئوری حقایق مختلفی را توضیح می‌دهد: به عنوان مثال، چرا مخچه درگیر هوشیاری نیست یا چرا زیپ و زاپ شمارنده واقعاً کار می‌کند (اعداد تولید شده توسط شمارنده در یک تقریب تقریبی F هستند).
تئوری IIT پیش‌بینی می‌کند که شبیه‌سازی رایانه‌ای دیجیتالی پیشرفته مغز انسان نمی‌تواند آگاهانه باشد، حتی اگر گفتار آن از گفتار انسان قابل تشخیص نباشد. همانطور که شبیه سازی کشش گرانشی عظیم یک سیاهچاله با استفاده از کد، پیوستار فضا-زمان اطراف کامپیوتر را مخدوش نمی کند، برنامه ریزی شده هوشیاری هرگز یک کامپیوتر آگاه به دنیا نمی آورد. جولیو تونونی و مارچلو ماسیمینی، Nature 557، S8-S12 (2018)
طبق IIT، آگاهی قابل محاسبه و محاسبه نیست: باید در ساختار سیستم تعبیه شود.
وظیفه اصلی دانشمندان علوم اعصاب مدرن استفاده از ابزارهای پیچیده ای است که در اختیار دارند برای مطالعه اتصالات بی پایان نورون های متنوعی که مغز را تشکیل می دهند، تا ردپای عصبی آگاهی را بیشتر ترسیم کنند. با توجه به ساختار پیچیده سیستم عصبی مرکزی، این کار چندین دهه طول خواهد کشید. و در نهایت یک نظریه اساسی بر اساس قطعات موجود تدوین کنید. نظریه ای که معمای اصلی وجود ما را توضیح خواهد داد: چگونه اندامی که 1,36 کیلوگرم وزن دارد و از نظر ترکیب شبیه کشک لوبیا است، حس زندگی را تجسم می بخشد.
یکی از جالب ترین کاربردهای این نظریه جدید، به نظر من، امکان ایجاد هوش مصنوعی است که دارای آگاهی و مهمتر از همه احساسات است. علاوه بر این، نظریه بنیادی آگاهی به ما امکان می دهد تا روش ها و راه هایی را برای اجرای تکامل سریعتر توانایی های شناختی انسان توسعه دهیم. مرد - آینده
منبع: www.habr.com