Tietoisten kokemusten alkuperä ja luonne - kutsutaan joskus latinalaisella sanalla qualia - ovat olleet meille mysteeri varhaisesta antiikista viime aikoihin asti. Monet tietoisuusfilosofit, mukaan lukien modernit, pitävät tietoisuuden olemassaoloa niin mahdottomana ristiriidana aineen ja tyhjyyden maailman kanssa, että he julistavat sen illuusioksi. Toisin sanoen he joko kiistävät qualian olemassaolon periaatteessa tai väittävät, ettei niitä voida mielekkäästi tutkia tieteen avulla.
Jos tämä tuomio olisi totta, tämä artikkeli olisi hyvin lyhyt. Eikä mitään olisi leikkauksen alla. Mutta jotain siellä on...
Jos tietoisuutta ei voida ymmärtää tieteen työkaluilla, tarvitsisi vain selittää, miksi sinä, minä ja melkein kaikki muut olette niin varmoja, että meillä on tunteita ollenkaan. Kuitenkin huono hammas sai minut kiehumaan. Hienostunut argumentti, jolla minut vakuutetaan siitä, että kipuni on näennäistä, ei vapauta minua hiventäkään tästä tuskasta. En tunne sympatiaa tällaista sielun ja ruumiin välisen yhteyden umpikujaan liittyvää tulkintaa kohtaan, joten ehkä jatkan.
Tietoisuus on kaikkea mitä aistit (aistien kautta) ja sitten koet (havainnon ja ymmärtämisen kautta).
Päähän juuttunut melodia, suklaajälkiruoan maku, tylsä hammassärky, rakkaus lapseen, abstrakti ajattelu ja ymmärrys, että jonain päivänä kaikki sensaatiot loppuvat.
Tiedemiehet ovat vähitellen lähestymässä filosofeja pitkään huolestuneen mysteerin ratkaisemista. Ja tämän tieteellisen tutkimuksen huipentuman odotetaan olevan rakentunut tietoisuuden työteoria. Silmiinpistävin esimerkki tämän teorian soveltamisesta on täysimittainen tekoäly (tämä ei sulje pois tekoälyn syntymistä ilman tietoisuusteoriaa, mutta tekoälyn kehityksessä jo olemassa olevien empiiristen lähestymistapojen perusteella)
Useimmat tiedemiehet hyväksyvät tietoisuuden itsestäänselvyytenä ja pyrkivät ymmärtämään sen yhteyden objektiiviseen maailmaan, jota tiede kuvaa. Neljännes vuosisata sitten, Francis Crick ja muut päätti jättää syrjään filosofiset keskustelut tietoisuudesta (jotka ovat huolestuttaneet tiedemiehiä ainakin Aristoteleen ajoista lähtien) ja lähtivät sen sijaan etsimään sen fyysisiä jälkiä.
Mikä tarkalleen on se aivojen aineen erittäin kiihottava osa, joka saa aikaan tajunnan? Oppimalla tämän tutkijat voivat toivoa pääsevänsä lähemmäs perustavanlaatuisemman ongelman ratkaisemista.
Erityisesti neurotieteilijät etsivät tajunnan hermokorrelaatteja (NCC) - pienimmät hermomekanismit, jotka yhdessä riittävät mihin tahansa tietoiseen aistinkokokemukseen.
Mitä aivoissa täytyy tapahtua, jotta voisit kokea esimerkiksi hammassärkyä? Onko joidenkin hermosolujen tarkoitus värähtää jollain maagisella taajuudella? Tarvitseeko meidän aktivoida erityisiä "tietoisuuden neuroneja"? Millä aivoalueilla tällaiset solut voisivat sijaita?
Tietoisuuden hermokorrelaatit
NKS:n määritelmässä "minimilauseke" on tärkeä. Loppujen lopuksi aivoja kokonaisuutena voidaan pitää NCS:nä - päivästä toiseen se tuottaa tuntemuksia. Ja silti sijainti voidaan määrittää vieläkin tarkemmin. Harkitse selkäydintä, 46 senttimetrin joustavaa hermokudoksen putkea selkärangan sisällä, joka sisältää noin miljardi hermosolua. Jos vamma aiheuttaa selkäytimen vaurioitumisen täysin kaulan alueelle asti, uhri halvaantuu jaloissa, käsivarsissa ja vartalossa, hänellä ei ole suoliston tai virtsarakon hallintaa ja häneltä puuttuu kehon tuntemukset. Siitä huolimatta tällaiset halvaantuneita kokevat edelleen elämän kaikessa sen monimuotoisuudessa: he näkevät, kuulevat, haistavat, kokevat tunteita ja muistavat samoin kuin ennen traagista tapausta muutti heidän elämänsä radikaalisti.
Tai ota pikkuaivot, "pienet aivot" aivojen takaosassa. Tämä aivojärjestelmä, yksi evoluution kannalta vanhimmista, osallistuu motoristen taitojen, kehon asennon ja kävelyn hallintaan ja on myös vastuussa monimutkaisten liikesarjojen taitavasta suorittamisesta.
Pianon soitto, koskettimilla kirjoittaminen, taitoluistelu tai kalliokiipeily – kaikki nämä toiminnot liittyvät pikkuaivoon. Se on varustettu tunnetuimmilla neuroneilla, Purkinje-soluilla, joilla on lonkeroita, jotka lepattavat kuin korallien ja sataman monimutkaisen sähködynamiikan merifani. Pikkuaivo sisältää myös suurin määrä neuroneja, noin 69 miljardia (useimmiten nämä ovat tähden muotoisia pikkuaivojen syöttösoluja) - neljä kertaa enemmänkuin koko aivot yhteensä (muista, tämä on tärkeä kohta).
Mitä tapahtuu tajunnolle, jos henkilö menettää pikkuaivot osittain aivohalvauksen seurauksena tai kirurgin veitsen alaisena?
Kyllä, ei juuri mitään tietoisuuden kannalta kriittistä!
Potilaat, joilla on tämä vaurio, valittavat muutamista ongelmista, kuten pianon soittamisesta heikommin tai koskettimistolla kirjoittamisesta, mutta he eivät koskaan menetä tajuntansa kokonaan.
Yksityiskohtaisin tutkimus pikkuaivojen vaurioiden vaikutuksista kognitiiviseen toimintaan, jota on tutkittu laajasti . Mutta myös näissä tapauksissa koordinointi- ja tilaongelmien (yllä) lisäksi vain ei-kriittisiä johtamisen toimeenpanonäkökohtien loukkauksia, joille on ominaista , hajamielisyys ja lievä oppimiskyvyn heikkeneminen.
Laajalla pikkuaivolaitteistolla ei ole mitään yhteyttä subjektiivisiin kokemuksiin. Miksi? Sen hermoverkko sisältää tärkeän vihjeen - se on erittäin yhtenäinen ja yhdensuuntainen.
Pikkuaivot ovat lähes kokonaan myötäkytkentäpiiri: yksi neuronirivi ruokkii seuraavaa, joka puolestaan vaikuttaa kolmanteen. Ei ole takaisinkytkentäsilmukoita, jotka resonoivat edestakaisin sähköisen toiminnan sisällä. Lisäksi pikkuaivot on toiminnallisesti jaettu satoihin, ellei useampaankin itsenäiseen laskentamoduuliin. Jokainen toimii rinnakkain erillisillä ja ei-päällekkäisillä tuloilla ja lähdöillä, jotka ohjaavat liikettä tai erilaisia motorisia tai kognitiivisia järjestelmiä. Ne tuskin ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, kun taas tietoisuuden tapauksessa tämä on toinen välttämätön ominaisuus.
Tärkeä opetus, joka voidaan oppia selkäytimen ja pikkuaivojen analyysistä, on se, että tietoisuuden nero ei synny niin helposti missään hermokudoksen virityspisteessä. Jotain muuta tarvitaan. Tämä lisätekijä on harmaassa aineessa, joka muodostaa pahamaineisen aivokuoren - sen ulkopinnan. Kaikki saatavilla olevat todisteet osoittavat, että aistimukset sisältävät kudosta.
Voit kaventaa vielä enemmän aluetta, jossa tietoisuuden fokus sijaitsee. Otetaan esimerkiksi kokeet, joissa oikea ja vasen silmä altistuvat erilaisille ärsykkeille. Kuvittele, että valokuva Lada Priorasta näkyy vain vasemmalla silmälläsi ja valokuva Tesla S:stä vain oikealla. Voimme olettaa, että näet jonkun uuden auton Ladan ja Teslan päällekkäisistä toistensa päällä. Itse asiassa näet Ladan muutaman sekunnin, jonka jälkeen hän katoaa ja Tesla ilmestyy - ja sitten hän katoaa ja Lada ilmestyy uudelleen. Kaksi kuvaa korvaa toisensa loputtomassa tanssissa - tiedemiehet kutsuvat tätä kiikarit tai verkkokalvokilpailua. Aivot vastaanottavat moniselitteistä tietoa ulkopuolelta eivätkä voi päättää: onko se Lada vai Tesla?
Kun makaat aivoskannerin sisällä, tutkijat löytävät toimintaa useilla kortikaalisilla alueilla, joita kutsutaan yhteisesti posterioriksi kuumaksi vyöhykkeeksi. Nämä ovat aivojen takaosan parietaaliset, takaraivo- ja temporaaliset alueet, ja niillä on tärkein rooli näkemämme seurannassa.
Mielenkiintoista on, että ensisijainen näkökuori, joka vastaanottaa ja välittää tietoa silmistä, ei heijasta sitä, mitä ihminen näkee. Samanlainen työnjako on havaittavissa myös kuulossa ja kosketuksessa: primaariset kuulo- ja primaariset somatosensoriset aivokuoret eivät vaikuta suoraan kuulo- ja somatosensorisen kokemuksen sisältöön. Tietoinen havainto (mukaan lukien kuvat Ladasta ja Teslasta) saa aikaan myöhempiä prosessointivaiheita - takana kuumalla alueella.
Osoittautuu, että visuaaliset kuvat, äänet ja muut elämän tunteet ovat peräisin aivojen takakuoresta. Sikäli kuin neurotieteilijät voivat kertoa, melkein kaikki tietoiset kokemukset ovat peräisin sieltä.
Tietoisuuden laskuri
Esimerkiksi leikkauksia varten potilaat nukutetaan, jotta he eivät liiku, verenpaine pysyy vakaana, ei koe kipua ja sen jälkeen traumaattisia muistoja. Valitettavasti tähän ei aina päästä: joka vuosi sadat anestesiapotilaat ovat tavalla tai toisella tajuissaan.
Toinen potilasryhmä, jolla on vakava aivovaurio trauman, infektion tai vakavan myrkytyksen seurauksena, voi elää vuosia pystymättä puhumaan tai vastaamaan puheluihin. Todistaminen, että he kokevat elämän, on erittäin vaikea tehtävä.
Kuvittele astronautti eksyneenä maailmankaikkeuteen, joka kuuntelee tehtävänohjausta yrittäessään ottaa häneen yhteyttä. Rikkinäinen radio ei lähetä hänen ääntään, minkä vuoksi maailma pitää häntä kadonneena. Karkeasti näin voitaisiin kuvata niiden potilaiden epätoivoista tilannetta, joiden vaurioituneet aivot ovat vieneet heiltä yhteyden maailmaan - eräänlaista äärimmäistä eristysselliä.
2000-luvun alussa Giulio Tononi Wisconsin-Madisonin yliopistosta ja Marcello Massimini aloittivat menetelmän ns. määrittää, onko henkilö tajuissaan vai ei.
Tiedemiehet kiinnittivät päähän käämin vaipallisia johtoja ja lähettivät iskun (zap) - voimakkaan magneettisen energian varauksen, joka aiheutti lyhytaikaisen sähkövirran. Tämä kiihotti ja esti kumppanin neuronisoluja piirin yhdistetyillä alueilla, ja aalto resonoi koko aivokuoressa, kunnes aktiivisuus loppui.
Päähän asennettujen elektroenkefalogrammi-anturien verkko tallensi sähköisiä signaaleja. Kun signaalit vähitellen levisivät, niiden jäljet, joista jokainen vastasi tiettyä kohtaa kallon pinnan alla, muuttuivat kalvoksi.
Tallenteet eivät osoittaneet mitään tyypillistä algoritmia - mutta ne eivät myöskään olleet täysin satunnaisia.
Mielenkiintoista on, että mitä ennakoitavampia päälle ja pois -rytmit olivat, sitä todennäköisemmin aivot olivat tajuttomat. Tutkijat mittasivat tämän oletuksen pakkaamalla videotiedot algoritmilla, jota käytetään tietokonetiedostojen arkistointiin ZIP-muodossa. Kompressio antoi arvion aivojen vasteen monimutkaisuudesta. Vapaaehtoisten, jotka olivat tajuissaan, "häiriöiden kompleksisuusindeksi" oli 0,31–0,70, ja indeksi laski alle 0,31:n, jos he olivat syvässä unessa tai nukutuksessa.
Tämän jälkeen ryhmä testasi vetoketjua 81 potilaalla, jotka olivat joko vähän tajuissaan tai tajuttomia (koomassa). Ensimmäisessä ryhmässä, joka osoitti joitain merkkejä heijastamattomasta käyttäytymisestä, menetelmä osoitti oikein, että 36 38:sta oli tajuissaan. Niistä 43 "kasvistilassa" olevasta potilaasta, joiden kanssa sairaalasängyn päässä olevat omaiset eivät koskaan pystyneet saamaan yhteyttä, 34 luokiteltiin tajuttomaksi ja yhdeksän ei. Heidän aivonsa reagoivat samalla tavalla tajuissaan olevien, eli he olivat myös tietoisia, mutta eivät kyenneet kommunikoimaan perheensä kanssa.
Nykyisen tutkimuksen tavoitteena on standardoida ja parantaa neurologisten potilaiden tekniikkaa sekä laajentaa sitä psykiatristen ja lastenosastojen potilaisiin. Ajan myötä tutkijat tunnistavat tietyn joukon hermomekanismeja, jotka synnyttävät kokemuksia.
Viime kädessä tarvitsemme vakuuttavan tieteellisen tietoisuusteorian, joka vastaa kysymykseen, missä olosuhteissa mikä tahansa fyysinen järjestelmä - olipa kyseessä monimutkainen neuronien tai piitransistorien ketju - kokee aistimuksia. Ja miksi kokemuksen laatu on erilainen? Miksi kirkas sininen taivas tuntuu erilaiselta kuin huonosti viritetyn viulun ääni? Onko näillä tunneeroilla jokin erityinen tehtävä? Jos kyllä, mikä? Teoria antaa meille mahdollisuuden ennustaa, mitkä järjestelmät pystyvät aistimaan jotain. Testattavissa olevia ennusteita sisältävän teorian puuttuessa kaikki päätelmät konetietoisuudesta perustuvat yksinomaan vaistoomme, johon, kuten tieteen historia on osoittanut, tulee luottaa varoen.
Yksi tärkeimmistä tietoisuuden teorioista on teoria (GWT), jonka ovat esittäneet psykologi Bernard Baars ja neurotieteilijät Stanislas Dean ja Jean-Pierre Changeux.
Aluksi he väittävät, että kun henkilö on tietoinen jostakin, monet eri aivojen alueet pääsevät käsiksi tähän tietoon. Sen sijaan jos henkilö toimii tiedostamatta, tieto lokalisoituu kyseiseen aistinmotoriseen järjestelmään (sensomotoriseen järjestelmään). Esimerkiksi kun kirjoitat nopeasti, teet sen automaattisesti. Jos sinulta kysytään, miten teet tämän, et voi vastata, koska sinulla on rajoitettu pääsy näihin tietoihin, jotka sijaitsevat hermopiireissä, jotka yhdistävät silmät sormien nopeisiin liikkeisiin.
Globaali saavutettavuus synnyttää vain yhden tietoisuuden virran, koska jos jokin prosessi on kaikkien muiden prosessien ulottuvilla, niin se on kaikkien saatavilla - kaikki liittyy kaikkeen. Näin vaihtoehtoisten kuvien vaimennusmekanismi toteutetaan.
Tämä teoria selittää hyvin kaikenlaiset mielenterveyden häiriöt, joissa yksittäisten toiminnallisten keskusten epäonnistumiset, joita yhdistävät hermotoiminnan kuviot (tai kokonaisen aivojen alueen), aiheuttavat vääristymiä "työtilan" yleiseen virtaukseen, mikä vääristää kuva verrattuna "normaaliin" tilaan (terveen ihmisen) .
Matkalla perusteoriaan
GWT-teoria väittää, että tietoisuus syntyy erityisestä tiedonkäsittelystä: se on ollut meille tuttua tekoälyn kynnyksellä, jolloin erityisohjelmilla oli pääsy pieneen, julkisesti saatavilla olevaan tietovarastoon. Kaikki "ilmoitustaululle" tallennetut tiedot tulivat saataville useille apuprosesseille - työmuisti, kieli, suunnittelumoduuli, kasvojen, esineiden tunnistus jne. Tämän teorian mukaan tietoisuus syntyy, kun taululle tallennettua aistitietoa siirretään moniin kognitiivisiin järjestelmiin - ja ne käsittelevät tietoja puheen toistoa, muistiin tallentamista tai toimintojen suorittamista varten.
Koska tällaisella ilmoitustaululla on rajoitetusti tilaa, meillä voi olla vain pieni määrä tietoa kulloinkin saatavilla. Näitä viestejä välittävien neuronien verkon uskotaan olevan etu- ja parietaalilohkoissa.
Kun tämä niukka (hajallaan oleva) data on siirretty verkkoon ja tulee julkisesti saataville, tieto tulee tietoiseksi. Eli kohde on tietoinen siitä. Nykyaikaiset koneet eivät ole vielä saavuttaneet tätä kognitiivisen monimutkaisuuden tasoa, mutta se on vain ajan kysymys.
"GWT" teoria väittää, että tulevaisuuden tietokoneet ovat tietoisia
Tononin ja hänen työtovereidensa kehittämä yleinen tietoteoria (IIT) käyttää hyvin erilaista lähtökohtaa: itse kokemukset. Jokaisella kokemuksella on omat erityiset keskeiset ominaisuutensa. Se on immanentti, olemassa vain subjektille "mestarina"; se on jäsennelty (keltainen taksi hidastaa vauhtia, kun ruskea koira juoksee kadun poikki); ja se on konkreettista – erilaista kuin mikään muu tietoinen kokemus, kuin erillinen kehys elokuvassa. Lisäksi se on kiinteä ja määritelty. Kun istut puiston penkillä lämpimänä, kirkkaana päivänä ja katselet lasten leikkimistä, kokemuksen eri elementit – tuuli, joka puhaltaa hiusten läpi, pienten nauramisen ilo – eivät voi erota toisistaan ilman, että kokemus lakkaa. olla mitä se on.
Tononi olettaa, että sellaisilla ominaisuuksilla - eli tietyllä tietoisuuden tasolla - on mikä tahansa monimutkainen ja kytketty mekanismi, jonka rakenteessa joukko syy-seuraussuhteita on salattu. Tuntuu kuin jotain tulisi sisältä.
Mutta jos mekanismilta puuttuu monimutkaisuus ja liitettävyys, kuten pikkuaivot, se ei ole tietoinen mistään. Tämän teorian mukaan
tietoisuus on luontainen, satunnainen kyky, joka liittyy monimutkaisiin mekanismeihin, kuten ihmisen aivoihin.
Teoria johtaa myös taustalla olevan toisiinsa yhdistetyn rakenteen monimutkaisuudesta yksittäisen ei-negatiivisen luvun Φ (lausutaan "fy"), joka kvantifioi tämän tietoisuuden. Jos F on nolla, järjestelmä ei ole tietoinen itsestään ollenkaan. Sitä vastoin mitä suurempi luku, sitä suurempi on järjestelmän luontainen satunnainen teho ja sitä tietoisempi se on. Aivoilla, joille on ominaista valtava ja erittäin spesifinen yhteys, on erittäin korkea F, mikä tarkoittaa korkeaa tietoisuuden tasoa. Teoria selittää useita tosiasioita: esimerkiksi miksi pikkuaivot eivät ole mukana tietoisuudessa tai miksi zip- ja zap-laskuri todella toimii (laskurin tuottamat luvut ovat F karkeassa likimäärässä).
IIT-teoria ennustaa, että kehittynyt digitaalinen tietokonesimulaatio ihmisaivoista ei voi olla tietoinen – vaikka sen puhetta ei voi erottaa ihmisen puheesta. Aivan kuten mustan aukon massiivisen vetovoiman simulointi ei vääristä avaruus-aikajatkumoa tietokoneen ympärillä koodin avulla, ohjelmoitu tietoisuus ei koskaan synnytä tietoista tietokonetta. Giulio Tononi ja Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018)
IIT:n mukaan tietoisuutta ei voi laskea ja laskea: se on rakennettava järjestelmän rakenteeseen.
Nykyaikaisten neurotieteilijöiden päätehtävänä on käyttää käytössään olevia yhä kehittyneempiä työkaluja aivojen muodostavien erilaisten hermosolujen loputtomien yhteyksien tutkimiseen ja tajunnan hermojälkien rajaamiseen. Keskushermoston monimutkaisen rakenteen vuoksi tämä kestää vuosikymmeniä. Ja lopuksi muotoile perusteoria olemassa olevien fragmenttien perusteella. Teoria, joka selittää olemassaolomme pääpalapelin: kuinka 1,36 kg painava ja koostumukseltaan samanlainen elin kuin tofujuustoa ilmentää elämän tunnetta.
Yksi tämän uuden teorian mielenkiintoisimmista sovelluksista on mielestäni mahdollisuus luoda tekoäly, jolla on tietoisuutta ja mikä tärkeintä, aistimuksia. Lisäksi tietoisuuden perustavanlaatuinen teoria antaa meille mahdollisuuden kehittää menetelmiä ja tapoja toteuttaa ihmisen kognitiivisten kykyjen nopeampaa kehitystä. Ihminen - tulevaisuus.
Lähde: will.com