Podrijetlo i priroda svjesnih iskustava - ponekad se nazivaju latinskom riječju qualia - bili su nam zagonetka od rane antike do nedavno. Mnogi filozofi svijesti, uključujući i moderne, smatraju postojanje svijesti toliko neprihvatljivom kontradikcijom onoga za što vjeruju da je svijet materije i praznine da ga proglašavaju iluzijom. Drugim riječima, oni ili poriču postojanje kvalia u načelu ili tvrde da se one ne mogu smisleno proučavati kroz znanost.
Da je ova prosudba istinita, ovaj bi članak bio vrlo kratak. A ispod kroja ne bi bilo ništa. Ali ima tu nešto...
Ako se svijest ne može shvatiti pomoću alata znanosti, sve što bi bilo potrebno je objasniti zašto smo ti, ja i gotovo svi ostali tako sigurni da uopće imamo osjećaje. Međutim, loš zub mi je dao žvakanje. Sofisticirani argument koji me uvjerava da je moja bol iluzorna neće me osloboditi niti mrvice ove boli. Nemam razumijevanja za takvo bezizlazno tumačenje veze između duše i tijela, pa ću možda nastaviti.
Svijest je sve što osjetite (putem osjetilnog unosa), a zatim doživite (putem percepcije i razumijevanja).
Melodija koja vam je ostala u glavi, okus čokoladnog deserta, dosadna zubobolja, ljubav prema djetetu, apstraktno razmišljanje i shvaćanje da će jednog dana svim senzacijama doći kraj.
Znanstvenici se postupno približavaju rješavanju misterija koji je dugo zabrinjavao filozofe. Očekuje se da će kulminacija ovog znanstvenog istraživanja biti strukturirana radna teorija svijesti. Najupečatljiviji primjer primjene ove teorije je potpuna umjetna inteligencija (ovo ne isključuje mogućnost nastanka umjetne inteligencije bez teorije svijesti, ali na temelju već postojećih empirijskih pristupa u razvoju umjetne inteligencije)
Većina znanstvenika prihvaća svijest kao danost i nastoji razumjeti njezinu povezanost s objektivnim svijetom koji znanost opisuje. Prije četvrt stoljeća, Francis Crick i ostali odlučio ostaviti po strani filozofske rasprave o svijesti (koje su zabrinjavale znanstvenike barem od vremena Aristotela) i umjesto toga krenuti u potragu za njezinim fizičkim tragovima.
Što je to točno u visoko ekscitabilnom dijelu moždane tvari što dovodi do svijesti? Učeći ovo, znanstvenici se mogu nadati da će se približiti rješavanju temeljnijeg problema.
Konkretno, neuroznanstvenici traže neuralne korelate svijesti (NCC) - najmanji neuralni mehanizmi kolektivno dovoljni za bilo koje posebno svjesno iskustvo osjeta.
Što se mora događati u mozgu da biste doživjeli npr. zubobolju? Trebaju li neke živčane stanice vibrirati na nekoj magičnoj frekvenciji? Moramo li aktivirati neke posebne “neurone svijesti”? U kojim dijelovima mozga bi se takve stanice mogle nalaziti?
Neuralni korelati svijesti
U definiciji NKS-a važna je klauzula “minimalna”. Uostalom, mozak kao cjelina može se smatrati NCS-om - dan za danom stvara osjete. Ipak, mjesto se može još preciznije odrediti. Razmotrite leđnu moždinu, 46-centimetarsku fleksibilnu cijev živčanog tkiva unutar kralježnice koja sadrži oko milijardu živčanih stanica. Ako ozljeda uzrokuje potpuno oštećenje leđne moždine do područja vrata, žrtva će biti paralizirana u nogama, rukama i torzu, neće imati kontrolu nad crijevima ili mjehurom i bit će lišena tjelesnih osjeta. Unatoč tome, takvi paraplegičari i dalje doživljavaju život u svoj njegovoj raznolikosti: vide, čuju, mirišu, doživljavaju emocije i sjećaju se kao i prije nego što im je tragični događaj radikalno promijenio život.
Ili uzmite mali mozak, "mali mozak" u stražnjem dijelu mozga. Ovaj moždani sustav, jedan od najstarijih u evolucijskom smislu, uključen je u kontrolu motoričkih sposobnosti, držanja tijela i hoda, a odgovoran je i za spretno izvođenje složenih sekvenci pokreta.
Sviranje klavira, tipkanje po tipkovnici, umjetničko klizanje ili penjanje - sve ove aktivnosti uključuju mali mozak. Opremljen je najpoznatijim neuronima zvanim Purkinjeove stanice, koje imaju vitice koje lepršaju poput morske lepeze koralja i nose složenu električnu dinamiku. Mali mozak također sadrži najveći broj neurona, oko 69 milijardi (uglavnom su to zvjezdaste cerebelarne mastocite) - četiri puta višenego cijeli mozak zajedno (zapamtite, ovo je važna točka).
Što se događa sa sviješću ako osoba djelomično izgubi mali mozak uslijed moždanog udara ili pod nožem kirurga?
Da, gotovo ništa kritično za svijest!
Pacijenti s ovim oštećenjem žale se na nekoliko problema, poput slabijeg sviranja klavira ili tipkanja po tipkovnici, ali nikada na potpuni gubitak bilo kojeg aspekta svijesti.
Najdetaljnija studija o učincima oštećenja malog mozga na kognitivnu funkciju, opsežno proučavana u kontekstu . Ali čak iu tim slučajevima, uz koordinacijske i prostorne probleme (gore), samo nekritična kršenja izvršnih aspekata upravljanja, karakterizirana , odsutnost i blago smanjenje sposobnosti učenja.
Opsežni cerebelarni aparat nema veze sa subjektivnim iskustvima. Zašto? Njegova neuronska mreža sadrži važan trag - izuzetno je ujednačena i paralelna.
Mali mozak je gotovo u potpunosti strujni krug: jedan red neurona hrani sljedeći, koji zauzvrat utječe na treći. Ne postoje povratne sprege koje rezoniraju naprijed-natrag unutar električne aktivnosti. Štoviše, mali mozak je funkcionalno podijeljen na stotine, ako ne i više, neovisnih računalnih modula. Svaki radi paralelno, s odvojenim ulazima i izlazima koji se ne preklapaju i koji kontroliraju kretanje ili različite motoričke ili kognitivne sustave. Jedva međusobno djeluju, dok je u slučaju svijesti to još jedna neizostavna karakteristika.
Važna lekcija koja se može naučiti iz analize leđne moždine i malog mozga je da se genij svijesti ne rađa tako lako u bilo kojoj točki ekscitacije živčanog tkiva. Još nešto je potrebno. Ovaj dodatni čimbenik leži u sivoj tvari koja čini ozloglašeni moždani korteks - njegovu vanjsku površinu. Svi raspoloživi dokazi pokazuju da senzacije uključuju tkiva.
Možete još više suziti područje gdje se nalazi fokus svijesti. Uzmimo za primjer pokuse u kojima su desno i lijevo oko izložene različitim podražajima. Zamislite da je fotografija Lade Priore vidljiva samo vašem lijevom oku, a fotografija Tesle S vidljiva samo desnom. Možemo pretpostaviti da ćete vidjeti neki novi automobil iz superpozicija Lade i Tesle jedne na druge. Naime, vidjet ćete Ladu na nekoliko sekundi, nakon čega će on nestati i pojavit će se Tesla – a onda će ona nestati i opet će se pojaviti Lada. Dvije slike zamijenit će jedna drugu u beskrajnom plesu - znanstvenici to zovu binokularno natjecanje ili natjecanje mrežnice. Mozak izvana prima dvosmislene informacije i ne može odlučiti je li to Lada ili Tesla?
Kada ležite unutar skenera mozga, znanstvenici otkrivaju aktivnost u širokom rasponu kortikalnih područja, zajednički nazvanih stražnja vruća zona. To su parijetalna, okcipitalna i temporalna regija stražnjeg dijela mozga, a igraju najvažniju ulogu u praćenju onoga što vidimo.
Zanimljivo je da primarni vizualni korteks, koji prima i prenosi informacije iz očiju, ne odražava ono što osoba vidi. Slična podjela rada uočena je i u slučaju sluha i dodira: primarni slušni i primarni somatosenzorni korteks ne pridonose izravno sadržaju slušnog i somatosenzornog iskustva. Svjesna percepcija (uključujući slike Lade i Tesle) dovodi do kasnijih faza obrade - u stražnjoj vrućoj zoni.
Ispostavilo se da vizualne slike, zvukovi i drugi životni osjećaji potječu iz stražnjeg korteksa mozga. Koliko neuroznanstvenici mogu reći, gotovo sva svjesna iskustva potječu tamo.
Brojač svijesti
Za operacije se, primjerice, pacijenti stavljaju pod anesteziju kako se ne bi pomicali, održavali stabilan krvni tlak, ne osjećali bolove, a potom i traumatična sjećanja. Nažalost, to se ne postiže uvijek: svake godine stotine pacijenata pod anestezijom su pri svijesti u jednoj ili drugoj mjeri.
Druga kategorija pacijenata s ozbiljnim oštećenjem mozga kao posljedicom traume, infekcije ili teškog trovanja može živjeti godinama bez mogućnosti govora ili odgovaranja na pozive. Dokazati da doživljavaju život iznimno je težak zadatak.
Zamislite astronauta izgubljenog u svemiru koji sluša kontrolu misije koja ga pokušava kontaktirati. Pokvareni radio ne emitira njegov glas, zbog čega ga svijet smatra nestalim. Otprilike tako bi se mogla opisati očajna situacija pacijenata kojima je oštećeni mozak uskratio kontakt sa svijetom - svojevrsni ekstremni oblik samice.
Početkom 2000-ih Giulio Tononi sa Sveučilišta Wisconsin-Madison i Marcello Massimini uveli su metodu tzv. kako bi se utvrdilo je li osoba pri svijesti ili ne.
Znanstvenici su stavili zavojnicu obloženih žica na glavu i poslali šok (zap) - snažan naboj magnetske energije koji je izazvao kratkotrajnu električnu struju. Ovo je pobudilo i inhibiralo partnerske neuronske stanice u povezanim regijama kruga, a val je rezonirao kroz cerebralni korteks sve dok aktivnost nije prestala.
Mreža elektroencefalogramskih senzora postavljenih na glavu bilježila je električne signale. Kako su se signali postupno širili, njihovi tragovi, od kojih svaki odgovara određenoj točki ispod površine lubanje, transformirani su u film.
Snimke nisu pokazale nikakav tipičan algoritam - ali nisu bile ni potpuno nasumične.
Zanimljivo, što su ritmovi uključivanja i isključivanja bili predvidljiviji, to je vjerojatnije bilo da je mozak bio u nesvijesti. Znanstvenici su izmjerili ovu pretpostavku komprimiranjem video podataka pomoću algoritma koji se koristi za arhiviranje računalnih datoteka u ZIP formatu. Kompresija je omogućila procjenu složenosti odgovora mozga. Volonteri koji su bili pri svijesti pokazali su "indeks složenosti perturbacije" od 0,31 do 0,70, pri čemu je indeks pao ispod 0,31 ako su bili u stanju dubokog sna ili pod anestezijom.
Tim je potom testirao zip i zap na 81 pacijentu koji su bili ili pri minimalnoj svijesti ili bez svijesti (komatozni). U prvoj skupini, koja je pokazivala neke znakove nereflektiranog ponašanja, metoda je ispravno pokazala da je 36 od 38 bilo pri svijesti. Od 43 pacijenta u "biljnom" stanju s kojima rodbina na čelu bolničkog kreveta nikada nije uspjela uspostaviti komunikaciju, 34 su klasificirana kao onesviještena, a još devet nije. Njihovi su mozgovi reagirali slično onima koji su bili pri svijesti, što znači da su i oni bili svjesni, ali nisu mogli komunicirati sa svojom obitelji.
Trenutna istraživanja imaju za cilj standardizirati i poboljšati tehniku za neurološke pacijente, kao i proširiti je na pacijente na psihijatrijskim i pedijatrijskim odjelima. S vremenom će znanstvenici identificirati specifičan skup neuralnih mehanizama koji dovode do iskustava.
U konačnici, trebamo uvjerljivu znanstvenu teoriju svijesti koja će odgovoriti na pitanje pod kojim uvjetima bilo koji fizički sustav - bio to složen lanac neurona ili silicijskih tranzistora - doživljava osjete. I zašto je kvaliteta iskustva drugačija? Zašto je vedro plavo nebo drugačije od zvuka loše ugođene violine? Imaju li te razlike u osjetima neku posebnu funkciju? Ako da, koji? Teorija će nam omogućiti da predvidimo koji će sustavi moći nešto osjetiti. U nedostatku teorije s provjerljivim predviđanjima, svaki zaključak o strojnoj svijesti temelji se isključivo na našem instinktu, na koji se, kao što je povijest znanosti pokazala, treba oprezno računati.
Jedna od glavnih teorija svijesti je teorija (GWT), koju su iznijeli psiholog Bernard Baars i neuroznanstvenici Stanislas Dean i Jean-Pierre Changeux.
Za početak, oni tvrde da kada je osoba nečega svjesna, mnoga različita područja mozga pristupaju tim informacijama. Dok ako osoba djeluje nesvjesno, informacija je lokalizirana u specifičnom uključenom senzorno-motornom sustavu (senzo-motorički). Na primjer, kada tipkate brzo, to radite automatski. Ako vas pitaju kako to činite, nećete moći odgovoriti jer imate ograničen pristup tim informacijama, koje su lokalizirane u neuronskim krugovima koji povezuju oči s brzim pokretima prstiju.
Globalna dostupnost generira samo jedan tok svijesti, jer ako je neki proces dostupan svim drugim procesima, onda je dostupan svima njima - sve je povezano sa svime. Tako se provodi mehanizam za potiskivanje alternativnih slika.
Ova teorija dobro objašnjava sve vrste mentalnih poremećaja, gdje kvarovi pojedinih funkcionalnih centara, povezanih obrascima neuralne aktivnosti (ili cijelog područja mozga), unose distorzije u opći tok "radnog prostora", iskrivljujući time slika u usporedbi s “normalnim” stanjem (zdrave osobe) .
Na putu do temeljne teorije
GWT teorija kaže da svijest proizlazi iz posebne vrste obrade informacija: poznata nam je od zore umjetne inteligencije, kada su posebni programi imali pristup maloj, javno dostupnoj pohrani podataka. Sve informacije zabilježene na "oglasnoj ploči" postale su dostupne brojnim pomoćnim procesima - radnoj memoriji, jeziku, modulu planiranja, prepoznavanju lica, predmeta itd. Prema ovoj teoriji, svijest nastaje kada se ulazne senzorne informacije zabilježene na ploči prenose u mnoge kognitivne sustave - i oni obrađuju podatke za reprodukciju govora, pohranu u pamćenje ili izvođenje radnji.
Budući da je prostor na takvoj oglasnoj ploči ograničen, u svakom trenutku možemo imati samo malu količinu informacija. Smatra se da je mreža neurona koja prenosi te poruke smještena u frontalnom i parijetalnom režnju.
Jednom kada se ti oskudni (raspršeni) podaci prenesu na mrežu i postanu javno dostupni, informacija postaje svjesna. Odnosno, subjekt je toga svjestan. Moderni strojevi još nisu dosegli ovu razinu kognitivne složenosti, ali to je samo pitanje vremena.
"GWT" teorija kaže da će računala budućnosti biti svjesna
Opća informacijska teorija svijesti (IIT), koju su razvili Tononi i njegovi suradnici, koristi sasvim drugačiju polaznu točku: sama iskustva. Svako iskustvo ima svoje posebne ključne karakteristike. Imanentan je, postoji samo za subjekt kao "gospodara"; strukturirana je (žuti taksi usporava dok smeđi pas pretrčava ulicu); i konkretan je - drugačiji od bilo kojeg drugog svjesnog iskustva, poput zasebnog kadra u filmu. Štoviše, čvrst je i definiran. Kada sjedite na klupi u parku po toplom, vedrom danu i gledate djecu kako se igraju, različiti elementi iskustva - vjetar koji vam puše kroz kosu, radost mališana koji se smiju - ne mogu se odvojiti jedan od drugog a da iskustvo ne prestane. biti ono što jest.
Tononi postulira da takva svojstva - to jest, određena razina svijesti - imaju bilo koji složeni i povezani mehanizam, u čijoj je strukturi šifriran skup uzročno-posljedičnih odnosa. Osjećat će se kao da nešto dolazi iznutra.
Ali ako, poput malog mozga, mehanizmu nedostaje složenost i povezanost, neće biti svjestan ničega. Kako ova teorija kaže,
svijest je inherentna, kontingentna sposobnost povezana sa složenim mehanizmima kao što je ljudski mozak.
Teorija također izvodi iz složenosti temeljne međusobno povezane strukture jedan nenegativan broj Φ (izgovara se "fy"), koji kvantificira ovu svijest. Ako je F jednak nuli, sustav uopće nije svjestan sebe. Suprotno tome, što je veći broj, to je veća inherentna nasumična moć koju sustav ima i on je svjesniji. Mozak, koji karakterizira kolosalna i vrlo specifična povezanost, ima vrlo visok F, a to implicira visoku razinu svijesti. Teorija objašnjava različite činjenice: na primjer, zašto mali mozak nije uključen u svijest ili zašto zip i zap brojač zapravo radi (brojevi koje proizvodi brojač su F u gruboj aproksimaciji).
Teorija IIT-a predviđa da napredna digitalna računalna simulacija ljudskog mozga ne može biti svjesna - čak i ako se njegov govor ne razlikuje od ljudskog govora. Baš kao što simulacija masivne gravitacijske sile crne rupe ne iskrivljuje prostorno-vremenski kontinuum oko računala pomoću koda, programiran svijest nikada neće roditi svjesno računalo. Giulio Tononi i Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018.)
Prema IIT-u, svijest se ne može izračunati i proračunati: ona mora biti ugrađena u strukturu sustava.
Glavni zadatak suvremenih neuroznanstvenika je korištenje sve sofisticiranijih alata koji su im na raspolaganju za proučavanje beskrajnih veza različitih neurona koji tvore mozak, kako bi se dalje ocrtavali neuralni tragovi svijesti. S obzirom na zamršenu strukturu središnjeg živčanog sustava, to će trajati desetljećima. I konačno formulirati osnovnu teoriju na temelju postojećih fragmenata. Teorija koja će objasniti glavnu zagonetku našeg postojanja: kako organ težak 1,36 kg, po sastavu sličan grahu, utjelovljuje smisao života.
Jedna od najzanimljivijih primjena ove nove teorije, po mom mišljenju, je mogućnost stvaranja umjetne inteligencije koja ima svijest i, što je najvažnije, osjete. Štoviše, temeljna teorija svijesti omogućit će nam da razvijemo metode i načine za provedbu brže evolucije ljudskih kognitivnih sposobnosti. Čovjek – budućnost.
Izvor: www.habr.com