A orixe e natureza das experiencias conscientes, ás veces chamadas pola palabra latina cualia - foron un misterio para nós dende a antigüidade ata hai pouco. Moitos filósofos da conciencia, incluídos os modernos, consideran que a existencia da conciencia é unha contradición tan inaceptable do que cren que é un mundo de materia e baleiro que o declaran unha ilusión. Noutras palabras, ou ben negan a existencia de qualia en principio ou afirman que non poden ser estudados de forma significativa a través da ciencia.
Se este xuízo fose certo, este artigo sería moi breve. E non habería nada baixo o corte. Pero hai algo alí...
Se a conciencia non se pode comprender usando as ferramentas da ciencia, o único que sería necesario é explicar por que ti, eu e case todos os demais estamos tan seguros de que temos sentimentos. Porén, un mal dente deume a goma. Un argumento sofisticado para convencerme de que a miña dor é ilusoria non me aliviará nin un ápice desta dor. Non teño simpatía por unha interpretación tan sen saída da conexión entre alma e corpo, así que quizais continúe.
A conciencia é todo o que sentes (a través da entrada sensorial) e despois experimentas (a través da percepción e da comprensión).
Unha melodía metida na cabeza, o sabor da sobremesa de chocolate, unha aburrida dor de dentes, o amor por un neno, o pensamento abstracto e a comprensión de que algún día todas as sensacións chegarán ao seu fin.
Os científicos están cada vez máis preto de resolver un misterio que preocupa aos filósofos durante moito tempo. E espérase que a culminación desta investigación científica sexa unha teoría de traballo estruturada da conciencia. O exemplo máis rechamante da aplicación desta teoría é a IA de pleno dereito (isto non exclúe a posibilidade da aparición da IA sen unha teoría da conciencia, senón baseándose en enfoques empíricos xa existentes no desenvolvemento da IA)
A maioría dos científicos aceptan a conciencia como algo dado e esfórzanse por comprender a súa conexión co mundo obxectivo que describe a ciencia. Hai un cuarto de século, Francis Crick e o resto decidiu deixar de lado as discusións filosóficas sobre a conciencia (que preocuparon aos científicos polo menos desde a época de Aristóteles) e en cambio partiu á procura das súas trazas físicas.
Que é exactamente a parte altamente excitable da materia cerebral que dá lugar á conciencia? Ao aprender isto, os científicos poden esperar achegarse a resolver un problema máis fundamental.
En particular, os neurocientíficos buscan correlatos neuronais da conciencia (NCC). os mecanismos neuronais máis pequenos suficientes colectivamente para calquera experiencia consciente particular de sensación.
Que debe estar pasando no cerebro para que experimentes dor de dentes, por exemplo? Suponse que algunhas células nerviosas vibran con algunha frecuencia máxica? Necesitamos activar algunha "neurona da conciencia" especial? En que zonas do cerebro se poderían localizar esas células?
Correlatos neuronais da conciencia
Na definición de NKS, a cláusula "mínima" é importante. Despois de todo, o cerebro no seu conxunto pódese considerar o NCS: día tras día xera sensacións. E aínda así, a localización pódese designar con máis precisión. Considere a medula espiñal, o tubo flexible de 46 centímetros de tecido nervioso dentro da columna que contén preto de mil millóns de células nerviosas. Se a lesión fai que a medula espiñal estea completamente danada ata a zona do pescozo, a vítima quedará paralizada nas pernas, os brazos e o tronco, non terá control intestino nin vexiga e quedará privada de sensacións corporais. Non obstante, estes parapléxicos seguen experimentando a vida en toda a súa diversidade: ven, oen, cheiran, experimentan emocións e lembran, así como antes de que o tráxico incidente cambiase radicalmente as súas vidas.
Ou toma o cerebelo, o "cerebro pequeno" na parte traseira do cerebro. Este sistema cerebral, un dos máis antigos en termos evolutivos, está implicado no control da motricidade, a postura corporal e a marcha, e tamén é o responsable da execución hábil de secuencias complexas de movementos.
Tocar o piano, escribir nun teclado, patinaxe artística ou escalar en roca - todas estas actividades implican o cerebelo. Está equipado coas neuronas máis famosas chamadas células de Purkinje, que teñen zarcillos que revolotean como un abanico marino de coral e albergan unha complexa dinámica eléctrica. O cerebelo tamén contén maior número de neuronas, uns 69 millóns (na súa maioría son mastocitos cerebelosos en forma de estrela) - catro veces máisque todo o cerebro combinado (lembra que este é un punto importante).
Que pasa coa conciencia se unha persoa perde parcialmente o cerebelo como resultado dun derrame cerebral ou baixo o coitelo dun cirurxián?
Si, case nada crítico para a conciencia!
Os pacientes con este dano quéixanse dalgúns problemas, como tocar o piano con menos fluidez ou escribir nun teclado, pero nunca unha perda completa de ningún aspecto da súa conciencia.
O estudo máis detallado sobre os efectos do dano cerebeloso na función cognitiva, estudado amplamente no contexto da . Pero mesmo nestes casos, ademais de problemas de coordinación e espaciais (arriba), só violacións non críticas dos aspectos executivos da xestión, caracterizadas por , distración e unha lixeira diminución da capacidade de aprendizaxe.
O extenso aparato cerebeloso non ten relación coas experiencias subxectivas. Por que? A súa rede neuronal contén unha pista importante: é extremadamente uniforme e paralela.
O cerebelo é case na súa totalidade un circuíto de avance: unha fila de neuronas alimenta á seguinte, que á súa vez inflúe na terceira. Non hai bucles de retroalimentación que resoen cara atrás e cara atrás dentro da actividade eléctrica. Ademais, o cerebelo está funcionalmente dividido en centos, se non máis, módulos computacionais independentes. Cada un funciona en paralelo, con entradas e saídas separadas e non solapadas que controlan o movemento ou sistemas motores ou cognitivos diferentes. Apenas interactúan entre si, mentres que no caso da conciencia, esta é outra característica indispensable.
A lección importante que se pode aprender da análise da medula espiñal e do cerebelo é que o xenio da conciencia non nace tan facilmente en ningún punto de excitación do tecido nervioso. Precísase outra cousa. Este factor adicional reside na materia gris que constitúe o notorio córtex cerebral: a súa superficie exterior. Toda a evidencia dispoñible indica que as sensacións implican tecido.
Podes estreitar aínda máis a área onde se atopa o foco da conciencia. Tomemos, por exemplo, experimentos nos que os ollos dereito e esquerdo están expostos a diferentes estímulos. Imaxina que a foto dun Lada Priora só é visible para o teu ollo esquerdo, e unha foto dun Tesla S só é visible ao teu dereito. Podemos supoñer que verás algún coche novo de superposicións de Lada e Tesla un encima do outro. De feito, verás a Lada durante uns segundos, despois de que el desaparecerá e aparecerá Tesla, e despois ela desaparecerá e Lada aparecerá de novo. Dúas imaxes substituiranse nunha danza interminable: os científicos chaman a esta competición binocular ou competición retiniana. O cerebro recibe información ambigua do exterior e non pode decidir: é un Lada ou un Tesla?
Cando te atopas dentro dun escáner cerebral, os científicos atopan actividade nunha ampla gama de áreas corticais, chamadas colectivamente a zona quente posterior. Estas son as rexións parietal, occipital e temporais da parte posterior do cerebro, e desempeñan o papel máis importante no seguimento do que vemos.
Curiosamente, a cortiza visual primaria, que recibe e transmite información dos ollos, non reflicte o que unha persoa ve. Tamén se observa unha división do traballo similar no caso da audición e do tacto: a corteza auditiva primaria e a corteza somatosensorial primaria non contribúen directamente ao contido da experiencia auditiva e somatosensorial. A percepción consciente (incluídas as imaxes de Lada e Tesla) dá lugar a etapas posteriores de procesamento - na zona quente traseira.
Resulta que as imaxes visuais, os sons e outras sensacións vitais orixínanse no córtex posterior do cerebro. Polo que os neurocientíficos poden dicir, case todas as experiencias conscientes orixínanse alí.
Contador de concienciación
Para as operacións, por exemplo, os pacientes son sometidos a anestesia para que non se movan, manteñan a presión arterial estable, non experimenten dor e, posteriormente, non teñan recordos traumáticos. Desafortunadamente, isto non sempre se consegue: cada ano centos de pacientes baixo anestesia están conscientes nun ou outro grao.
Outra categoría de pacientes con dano cerebral grave como resultado de trauma, infección ou intoxicación grave pode vivir durante anos sen poder falar nin responder ás chamadas. Demostrar que experimentan a vida é unha tarefa extremadamente difícil.
Imaxina un astronauta perdido no universo, escoitando o control da misión tentando contactar con el. A radio rota non emite a súa voz, por iso o mundo dá por desaparecido. Así é aproximadamente como se podería describir a situación desesperada dos pacientes cuxos cerebros danados os privaron do contacto co mundo, unha especie de forma extrema de illamento.
A principios dos anos 2000, Giulio Tononi da Universidade de Wisconsin-Madison e Marcello Massimini foron pioneiros nun método chamado para determinar se unha persoa está consciente ou non.
Os científicos aplicaron unha bobina de fíos enfundados na cabeza e enviaron un choque (zap), unha forte carga de enerxía magnética que provocou unha corrente eléctrica a curto prazo. Isto excitou e inhibiu as células neuronales asociadas en rexións conectadas do circuíto, e a onda resoou en toda a cortiza cerebral ata que a actividade desapareceu.
Unha rede de sensores de electroencefalograma montados na cabeza rexistraba sinais eléctricos. A medida que os sinais se espallaban gradualmente, os seus trazos, cada un correspondente a un punto específico baixo a superficie do cranio, transformáronse nunha película.
As gravacións non demostraron ningún algoritmo típico, pero tampouco foron completamente aleatorias.
Curiosamente, canto máis previsibles eran os ritmos de aceso e apagado, máis probable era que o cerebro estivese inconsciente. Os científicos mediron esta suposición comprimindo os datos do vídeo mediante un algoritmo que se usa para arquivar ficheiros informáticos en formato ZIP. A compresión proporcionou unha avaliación da complexidade da resposta do cerebro. Os voluntarios que estaban conscientes mostraron un "índice de complexidade da perturbación" de 0,31 a 0,70, co índice caendo por debaixo de 0,31 se estaban nun estado de sono profundo ou baixo anestesia.
Despois, o equipo probou zip e zap en 81 pacientes que estaban mínimamente conscientes ou inconscientes (comatosos). No primeiro grupo, que mostrou algúns signos de comportamento irreflexivo, o método mostrou correctamente que 36 de cada 38 estaban conscientes. Dos 43 pacientes en estado "vexetal" cos que os familiares á cabeceira da cama hospitalaria nunca puideron establecer comunicación, 34 foron clasificados como inconscientes e outros nove non. Os seus cerebros responderon de xeito similar aos que estaban conscientes, o que significa que tamén estaban conscientes pero incapaces de comunicarse coa súa familia.
As investigacións actuais pretenden estandarizar e mellorar a técnica dos pacientes neurolóxicos, así como estendela aos pacientes dos departamentos de psiquiatría e pediatría. Co paso do tempo, os científicos identificarán o conxunto específico de mecanismos neuronais que dan lugar ás experiencias.
En definitiva, necesitamos unha teoría científica convincente da conciencia que responda á pregunta en que condicións calquera sistema físico dado, sexa unha cadea complexa de neuronas ou transistores de silicio, experimenta sensacións. E por que a calidade da experiencia é diferente? Por que un ceo azul claro se sente diferente ao son dun violín mal afinado? Teñen estas diferenzas nas sensacións algunha función específica? Se si, cal? A teoría permitiranos predecir que sistemas serán capaces de percibir algo. A falta dunha teoría con predicións comprobables, calquera inferencia sobre a conciencia da máquina baséase unicamente no noso instinto intestinal, que, como demostrou a historia da ciencia, debe confiarse con cautela.
Unha das principais teorías da conciencia é a teoría (GWT), presentado polo psicólogo Bernard Baars e os neurocientíficos Stanislas Dean e Jean-Pierre Changeux.
Para comezar, argumentan que cando unha persoa é consciente de algo, moitas áreas diferentes do cerebro acceden a esta información. Mentres que se unha persoa actúa de forma inconsciente, a información localízase no sistema sensorio-motor específico (sensorio-motor) implicado. Por exemplo, cando escribes rapidamente, faino automaticamente. Se che preguntan como fas isto, non poderás responder porque tes un acceso limitado a esta información, que se localiza nos circuítos neuronais que conectan os ollos cos movementos rápidos dos dedos.
A accesibilidade global xera só un fluxo de conciencia, xa que se algún proceso é accesible para todos os outros procesos, entón é accesible para todos eles: todo está conectado a todo. Así é como se implementa o mecanismo para suprimir imaxes alternativas.
Esta teoría explica ben todo tipo de trastornos mentais, onde os fallos dos centros funcionais individuais, conectados por patróns de actividade neuronal (ou unha área enteira do cerebro), introducen distorsións no fluxo xeral do "espazo de traballo", distorsionando así. a imaxe en comparación co estado "normal" (dunha persoa sa) .
De camiño a unha teoría fundamental
A teoría GWT afirma que a conciencia deriva dun tipo especial de procesamento da información: énos familiar desde os albores da IA, cando os programas especiais tiñan acceso a un pequeno almacén de datos accesible ao público. Calquera información rexistrada no "taboleiro de anuncios" quedou dispoñible para unha serie de procesos auxiliares: memoria de traballo, linguaxe, módulo de planificación, recoñecemento de rostros, obxectos, etc. Segundo esta teoría, a conciencia xorde cando a información sensorial entrante rexistrada no taboleiro é. transmitidos a moitos sistemas cognitivos, e procesan datos para a reprodución da fala, o almacenamento na memoria ou a realización de accións.
Dado que o espazo neste taboleiro de anuncios é limitado, só podemos ter unha pequena cantidade de información dispoñible en cada momento. Pénsase que a rede de neuronas que transmiten estas mensaxes está situada nos lóbulos frontal e parietal.
Unha vez que estes datos escasos (dispersos) se transfiren á rede e se fan público, a información faise consciente. É dicir, o suxeito é consciente diso. As máquinas modernas aínda non alcanzaron este nivel de complexidade cognitiva, pero é só cuestión de tempo.
A teoría "GWT" afirma que as computadoras do futuro serán conscientes
A teoría xeral da información da conciencia (IIT), desenvolvida por Tononi e os seus asociados, utiliza un punto de partida moi diferente: as propias experiencias. Cada experiencia ten as súas propias características clave especiais. É inmanente, existindo só para o suxeito como “mestre”; está estruturado (un taxi amarelo ralentiza mentres un can marrón corre pola rúa); e é concreto, diferente de calquera outra experiencia consciente, como un fotograma separado dunha película. Ademais, é sólido e definido. Cando te sentas nun banco dun parque nun día cálido e claro e miras xogar aos nenos, os distintos elementos da experiencia: o vento que sopra polo teu cabelo, a alegría de rir dos máis pequenos, non se poden separar uns dos outros sen que a experiencia cese. ser o que é.
Tononi postula que tales propiedades -é dicir, un certo nivel de conciencia- teñen calquera mecanismo complexo e acoplado, en cuxa estrutura se cifra un conxunto de relacións causa-efecto. Sentirá como algo vindo de dentro.
Pero se, como o cerebelo, o mecanismo carece de complexidade e conectividade, non será consciente de nada. Segundo esta teoría,
a conciencia é unha habilidade inherente e continxente asociada a mecanismos complexos como o cerebro humano.
A teoría tamén deriva da complexidade da estrutura interconectada subxacente a un único número non negativo Φ (pronunciado "fy"), que cuantifica esta conciencia. Se F é cero, o sistema non é consciente de si mesmo. Pola contra, canto maior sexa o número, maior será o poder aleatorio inherente que ten o sistema e máis consciente é. O cerebro, que se caracteriza por unha conectividade colosal e moi específica, ten unha F moi alta, e isto implica un alto nivel de conciencia. A teoría explica varios feitos: por exemplo, por que o cerebelo non está implicado na conciencia ou por que o contador zip e zap realmente funciona (os números producidos polo contador son F nunha aproximación aproximada).
A teoría do IIT prevé que unha simulación informática dixital avanzada do cerebro humano non pode ser consciente, aínda que a súa fala sexa indistinguible da fala humana. Do mesmo xeito que simular a enorme atracción gravitatoria dun buraco negro non distorsiona o continuo espazo-tempo en torno ao ordenador usando o código, programado a conciencia nunca dará a luz un ordenador consciente. Giulio Tononi e Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018)
Segundo o IIT, a conciencia non se pode calcular nin calcular: debe integrarse na estrutura do sistema.
A principal tarefa dos neurocientíficos modernos é utilizar as ferramentas cada vez máis sofisticadas á súa disposición para estudar as infinitas conexións das diversas neuronas que forman o cerebro, para delimitar aínda máis as trazas neuronais da conciencia. Dada a complexa estrutura do sistema nervioso central, isto levará décadas. E finalmente formular unha teoría básica baseada en fragmentos existentes. Unha teoría que explicará o crebacabezas principal da nosa existencia: como un órgano que pesa 1,36 kg e é semellante en composición á requeda de feixón encarna o sentido da vida.
Unha das aplicacións máis interesantes desta nova teoría, na miña opinión, é a posibilidade de crear IA que teña conciencia e, o máis importante, sensacións. Ademais, a teoría fundamental da conciencia permitiranos desenvolver métodos e formas de implementar unha evolución máis rápida das capacidades cognitivas humanas. Home - o futuro.
Fonte: www.habr.com