A tudatos élmények származása és természete — néha latin kifejezéssel nevezik őket qualia — régóta rejtély a számunkra, kezdve a legkorábbi antikvitástól egészen a közelmúltig. Sok tudatfilozófus, beleértve a modern gondolkodókat is, a tudat létezését olyan elfogadhatatlan ellentmondásnak tartja az általa elképzelt anyagi és üres világgal szemben, hogy illúziónak nyilvánítja azt. Más szavakkal, vagy tagadják a qualia létezését, vagy kijelentik, hogy azt tudományos úton értelemszerűen nem lehet tanulmányozni.
Ha ez az állítás igaz lenne — ez a cikk nagyon rövid lenne. És a folytatásban nem lenne semmi. De van ott valami…
Ha a tudatot tudományos eszközökkel nem lehet megérteni, akkor csak el kellett volna magyarázni, hogy miért vagyunk mi, te és szinte mindenki más olyan biztos abban, hogy egyáltalán vannak érzéseink. Azonban a fájó fogam tályogot okozott. Egy kifinomult érvelés, amely arra törekszik, hogy meggyőzze az illúzióm mivoltáról, nem fog megszabadítani ezektől a gyötrelmektől. Nem kedvelem ezt a zsákutcás értelmezést a lélek és a test közötti kapcsolatról, ezért talán folytatom.
A tudat minden, amit érzel (az érzékszerveid információi alapján) és aztán megélsz (a percepció és értelmezés révén).
Fejedben ragadó dallam, csokoládés desszert íze, fúródó fogfájás, szeretet egy gyermek iránt, absztrakt gondolkodás és annak megértése, hogy egy napon minden érzésnek vége lesz.
A tudósok fokozatosan közelítenek ahhoz a rejtélyhez, amely régóta foglalkoztatja a filozófusokat. E tudományos kutatások csúcspontja egy strukturált munkateória lenne a tudatról. E teoria legszembetűnőbb alkalmazása a teljes értékű mesterséges intelligencia (ez nem zárja ki a tudat elméletével nem rendelkező mesterséges intelligencia létezését, hanem a tudományos megközelítések alapján fejlesztett mesterséges intelligenciára vonatkozik)
A tudósok többsége a tudatot adott dolognak tekinti, és arra törekszik, hogy megértse a tudat és az objektív világ közötti kapcsolatot, amelyet a tudomány ír le. Háromnegyed évszázada Francis Crick és társai úgy döntöttek, hogy félreteszik a tudatról szóló filozófiai vitákat (amelyek legalább Arisztotelész óta foglalkoztatták a tudományos közösséget), és inkább a tudat fizikai nyomainak keresésébe fognak.
Mi okoz tudatot az agy szuper izgatott területén? Ha a tudósok ezt megtudják, remélik, hogy közelebb kerülnek egy alapvető probléma megoldásához.
Különösen a neurobiológusok a tudat neurális korrelátumait (NKK) keresik — a legkisebb neuronális mechanizmusokat, amelyek összességében elegendőek bármilyen konkrét tudatos tapasztalat érzékelésére.
Mi kell ahhoz, hogy fájdalmat érezz a fogadban, például? Néhány idegsejtnek valamilyen varázslatos frekvencián kell rezegnie? Aktiválni kell valamilyen különleges „tudatneuront”? Milyen agyi területeken találhatók ilyen sejtek?
A tudat neurális korrelátumai
A NKK meghatározásában fontos a „minimális” kitétel. Hiszen az agy, mint egy egységes egész, tekinthető NKK-nak — napról napra érzéseket generál. Mégis, a lokalizációt pontosabban is meg kellene határozni. Vegyük a gerincvelőt — a gerincben található, 46 centiméter hosszú rugalmas idegszövetcsövet, amely körülbelül egymilliárd idegsejtet tartalmaz. Ha a gerincvelő a nyaki szintig teljesen megsérül, a sérült személy lábai, karjai és törzse megbénul, nem tudja irányítani a bél- és húgyhólyagműködését, és megfosztódik a testi érzékeléstől. Ennek ellenére az ilyen bénult emberek továbbra is felfedezik az életet annak minden sokszínűségében: látnak, hallanak, szagolnak, érzelmeket tapasztalnak és ugyanolyan jól emlékeznek, mint a tragikus esemény előtt.
Vagy vegyük az agy kisagyát — a „kis agy”, amely az agy hátsó részében helyezkedik el. Ez az agyi rendszer, amely evolúciós értelemben az egyik legősibb, részt vesz a motorikus kontrollban, a test helyzetének és járásának szabályozásában, és felelős a bonyolult mozgássorozatok ügyes végrehajtásáért.
Zongorán játszani, billentyűzettel írni, műkorcsolyázni vagy mászni — valamennyi ilyen tevékenységhez a kisagy is szükséges. A legismertebb idegsejtekkel, az úgynevezett Purkinje-sejtekkel van felszerelve, amelyek uszonyai úgy lobognak, mint a tengerifű korallja, és bonyolult elektromos dinamikát rejtenek. Ezenkívül a kisagy tartalmazza a legtöbb idegsejtet, körülbelül 69 milliárd (ezek főleg csillagalakú kisagyi laborsejtek) — a négyszerese, mint az egész agy együttvéve (jegyezd meg — ez fontos pont).
Mi történik a tudattal, ha egy ember agyvérzés vagy műtét következtében részben elveszíti a kisagyát?
Hát, szinte semmi kritikus nem történik a tudattal!
Az ilyen sérüléssel rendelkező betegek néhány problémára panaszkodnak, például a zongorázás kevésbé folyékony végzésére vagy a billentyűzés ügyetlenségére, — de sosem az tudatuk valamely aspektusának teljes elvesztésére.
A kisagy sérüléseinek kognitív funkciókra gyakorolt hatásáról a legátfogóbb kutatásokat a területén végezték. De még ezekben az esetekben is, a koordinációs és térbeli problémákon kívül csak nem kritikus végrehajtási zavarokat állapítottak meg, amelyek jellemzően a , szórakozottság és enyhe tanulási képességcsökkenés formájában jelentkeznek.
A kisagy kiterjedt rendszere nem kapcsolódik a szubjektív élményekhez. Miért? Fontos nyom, hogy az idegsejthálózata rendkívül egységes és párhuzamos.
A kisagy gyakorlatilag teljesen a közvetlen terjedés láncát alkotja: az egyik neuronsor táplálja a következőt, amely viszont a harmadikra hat. Nincsenek visszacsatoló hurkok, amelyek az elektromos aktivitás keretein belül rezonálnának. Sőt, a kisagy funkcionálisan több száz, ha nem több, független számítási modulra oszlik. Mindegyik párhuzamosan működik, elkülönített és egymásra nem helyezett bemenettel és kimenettel, amelyek mozgásokat vagy különböző motoros vagy kognitív rendszereket irányítanak. Szinte nem kölcsönhatnak egymással, míg a tudat esetében — ez egy másik elengedhetetlen jellemző.
A gerincvelő és a kisagy elemzéséből levonható fontos tanulság az, hogy a tudás géniusza nem születik könnyen az idegszövet bármely izgatott területén. Másra is szükség van. Ez a kiegészítő tényező a szürke állományban rejlik, amely a hírhedt agykéreg — annak külső felülete. Minden rendelkezésre álló adat azt mutatja, hogy az érzések létrehozásában részt vesznek szövetek.
A tudat helyének területét még tovább lehet szűkíteni. Például vegyünk olyan kísérleteket, amelyek során a jobb- és balszem különféle ingereknek van kitéve. Képzelje el, hogy a "Lada Priora" fotója csak a bal szemének látható, míg a "Tesla S" képe csak a jobb szemének. Fel lehet tételezni, hogy Ön egy új autót fog látni, amely a Lada és a Tesla egymásra vetített képeiből áll. Valójában azonban néhány másodpercig a Ladát fogja látni, majd az eltűnik, és megjelenik a Tesla – aztán a Tesla eltűnik, és újra megjelenik a Lada. A két kép végtelen táncban váltogatja egymást – a tudósok ezt binokuláris versenyzésnek, vagy a retina rivalizálásának nevezik. A az agyba ellentmondásos információ érkezik a környezetből, és az nem tudja eldönteni: Lada vagy Tesla?
Ha közben a tomográf alatt fekszik, amely a tudatelméleti aktivitást rögzíti, a tudósok a kortikális zónák széles spektrumának aktivitását állapítják meg, amelyeket közösen "hátsó forró zónának" (posterior hot zone) neveznek. Ezek a parietális, occipitális és temporális területek az agykéreg hátsó részében vannak, és a legfontosabb szerepet játsszák abban, amit látunk.
Érdekes, hogy az elsődleges vizuális kéreg, amely fogadja és továbbítja a szemekből érkező információkat, nem tükrözi azt, amit az ember lát. Hasonló munkamegosztás figyelhető meg a hallás és tapintás esetén is: az elsődleges halló és az elsődleges somatoszenzoros kéreg nem járul hozzá közvetlenül a hallási és somatoszenzoros tapasztalat tartalmához. A tudatos észlelés (beleértve a Lada és a Tesla képeit) a további feldolgozási szakaszokban keletkezik – a hátsó forró zónában.
Tehát a vizuális képek, hangok és más életérzések a fejsérülések hátsó kérgi területén keletkeznek. A neurobiológusok megítélése szerint majdnem minden tudatos élmény éppen ott kezdődik.
Tudatosság számláló
Műtéti beavatkozások során például a betegek altatásban vannak, hogy ne mozogjanak, megőrizzék a stabil vérnyomást, ne érezzenek fájdalmat, és később ne legyenek traumatikus emlékeik. Sajnos ezt nem mindig sikerül elérni: évente több száz beteg van altatás alatt, akik különböző mértékben tudatában vannak.
Egy másik betegcsoport, akiket súlyos agykár érintett traumák, fertőzések vagy súlyos mérgezések következtében, évekig létezhet anélkül, hogy képesek lennének beszélni vagy reagálni a megszólításokra. Azt bizonyítani, hogy érzik az életet, rendkívül nehéz feladat.
Képzeljünk el egy űrhajóst, aki elveszett a világmindenségben, és figyeli a földi irányító központ próbálkozásait, hogy kapcsolatba lépjen vele. A hibás rádió nem közvetíti a hangját, ezért a világ eltűntnek tekinti őt. Körülbelül így lehet leírni a betegek reménytelen helyzetét, akiket a sérült agyuk megfosztott a világgal való kapcsolattól — egyfajta végső magányos börtön.
A 2000-es évek elején Julio Tononi, a Wisconsin-Madison Egyetem kutatója és Marcello Massimini először alkalmazták a "zap and zip" nevezetű módszert. , hogy meghatározzák, van-e tudatában az embernek.
A tudósok egy vezetékekkel borított tekercset helyeztek a fejre, és elektromos áramütést (zap) alkalmaztak — egy erős mágneses energiát, amely rövid ideig tartó elektromos áramot idézett elő. Ez izgatja és lelassítja a kapcsolódó neuronok partnersejtjeit, és a hullám rezonált a kéreg területén, amíg az aktivitás le nem csökkent.
A fejre helyezett elhelyezett elektroencefalográf érzékelők rögzítették az elektromos jeleket. Ahogy a jelek fokozatosan terjedtek, azok nyomai, amelyek mindegyike egy adott pontnak felelt meg a koponya alatt, filmet alkottak.
A felvételek nem mutattak tipikus algoritmust — de nem voltak teljesen véletlenszerűek sem.
Érdekes, hogy minél kiszámíthatóbbak voltak a villogó és kialvó ritmusok, annál magasabb volt a valószínűségi arány, hogy az agy tudattalan állapotban volt. A tudósok ezt a feltételezést úgy mérték, hogy a videofelvételek adatait egy algoritmussal tömörítették, amely a számítógépes fájlokat ZIP-formátumban archiválja. A tömörítés becslést adott az agy reakciójának bonyolultságáról. Azok a önkéntesek, akik tudatánál voltak, a perturbációk bonyolultságának mutatóját 0,31 és 0,70 között mutatták, ami lecsökkent 0,31 alá, ha mély alvás vagy altatás állapotában voltak.
Ezután a csapat 81 beteget tesztelt zip and zap módszerrel, akik minimális tudatállapotban voltak vagy tudatlanok (kómában). Az első csoportban, amely némi nem reflexív viselkedést mutatott, a módszer helyesen kimutatta, hogy 36-ból 38 ember tudatánál van. A "zöldség" állapotban lévő 43 beteg közül, akikkel a hozzátartozók a kórházi ágynál soha nem tudtak kommunikálni, 34-et tudatlannak, 9-et pedig nem annak minősítettek. Az agyuk hasonlóan reagált azokéhoz, akik tudatánál voltak, ami azt jelentette, hogy ők is tudatánál voltak, de nem voltak képesek kommunikálni a családjukkal.
A jelenlegi kutatások célja a módszer standardizálása és fejlesztése neurológiai betegek számára, valamint annak kiterjesztése pszichiátriai és gyermekgyógyászati osztályokra. Idővel a tudósok konkrét idegi mechanizmusokat fognak azonosítani, amelyek az élményeket generálják.
Alapvetően szükségünk van egy meggyőző tudományos elméletre a tudatról, amely választ ad arra a kérdésre, hogy milyen körülmények között tapasztal egy adott fizikai rendszer — legyen az egy összetett ideghálózat vagy szilícium tranzisztorok lánca — érzéseket. Miért különbözik az élmények minősége? Miért érződik másként a tiszta kék ég, mint a rosszul hangolt hegedű recsegése? Van-e ezeknek a különbségeknek valami konkrét funkciója? Ha igen, akkor mi az? Az elmélet lehetővé tenné, hogy előrejelezhessük, milyen rendszerek képesek érzékleteket tapasztalni. Elmélet hiányában, megbízható tesztelhető előrejelzésekkel, bármilyen következtetés a gépek tudatára vonatkozóan kizárólag a belső megérzésünkre támaszkodik, amelyre, ahogyan a tudomány története megmutatta, érdemes óvatosan támaszkodni.
Az egyik fő elmélet a tudatról — ez az (GWT), Bernard Baars pszichológus és Stanislas Dehaene, valamint Jean-Pierre Changeux neurobiológusok által javasolt.
A kezdet kezdetén azt állítják, hogy amikor egy ember valamit tudatosít, a hozzáférés ehhez az információhoz számos különböző agyterületet aktivál. Ezzel szemben, ha az ember tudattalanul cselekszik, az információ egy bizonyos érzéki-mozgásrendszerhez (szenzoros-motoros) lokalizálódik. Például, amikor gyorsan gépel, automatikusan végzi azt. Ha megkérdezik, hogyan csinálja, nem tud válaszolni, mivel korlátozott hozzáféréssel bír ehhez az információhoz, amely az idegi kapcsolatokban lokalizálódik, összekötve a szemet a gyorsujjmozdulatokkal.
A globális elérhetőség csupán egy tudatfolyamot generál, hiszen ha egy folyamat minden más folyamat számára elérhető, akkor mindannyian hozzáférhetnek. Ez a mechanizmus akadályozza az alternatív képek megjelenését.
Ez a teória jól magyarázza a pszichés zavarokat, ahol az egyes funkcionális központok működési zavara, a neuronális aktivitás mintázataival összefüggésben, torzítja az összes folyamat "munkafelületét", ezáltal eltorzítva a képet a "normális" állapothoz (egészséges ember) képest.
Az alapelmélet felé vezető úton
A "GWT" elmélet azt állítja, hogy a tudatosság egy különféle információfeldolgozási típusból ered: ez ismerős nekünk az MI kezdeti időkből, amikor a speciális programok hozzáfértek egy kis nyilvános adatbázishoz. Bármilyen információ, ami a "hirdetőtáblára" került, elérhetővé vált egy sor segédfolyamat számára — RAM, nyelv, tervezési modul, arc- és objektumfelismerés stb. E szerint az elmélet szerint a tudat akkor keletkezik, amikor a táblára felírt bejövő szenzoros információ átkerül számos kognitív rendszerbe — ezek dolgozzák fel az adatokat beszédre, memória tárolásra, vagy cselekedetek végrehajtására.
Mivel a hirdetőtáblán a hely korlátozott, egy adott pillanatban csak minimális mennyiségű információval rendelkezhetünk. A ezeket az üzeneteket továbbító ideghálózat állítólag a homloki és parietális lebenyekben található.
Amint ez a szegényes (széttagolt) adat átvitelre kerül a hálózatra és nyilvánossá válik, az információ tudatossá válik. Vagyis a szubjektum tudatában van. A modern gépek még nem jutottak el egy ilyen szintű kognitív komplexitásra, de ez csupán idő kérdése.
A «GWT» elmélet szerint a jövő számítógépei tudatosak lesznek.
Az általános információs tudat-elmélet (IIT), amelyet Tononi és munkatársai dolgoztak ki, teljesen más kiindulópontot használ - magukat az élményeket. Minden élménynek megvannak a saját különleges kulcsjellemzői. Immanens, csak a szubjektum számára létezik, mint „gazda”; strukturált (a sárga taxi megáll, amíg a barna kutya átkel az utcán); és konkrét – különbözik bármely más tudatos élménytől, mint egy különálló jelenet a filmben. Továbbá, egész és meghatározott. Amikor egy meleg, napos napon a parkban ülsz egy padon és figyeled a gyerekek játékát, a tapasztalat különböző elemei - a hajadban fújó szél, a kisgyerekek nevetéséből származó öröm érzése - nem választhatók el egymástól anélkül, hogy az élmény ne szűnjön meg azzal, ami.
Tononi azt posztulálja, hogy ilyen tulajdonságok - tehát egy bizonyos szintű tudatosság - bármely összetett és összefüggő mechanizmusra érvényesek, amelynek szerkezetében egy ok-okozati kapcsolatokból álló készlet van kódolva. Ez úgy fogható fel, mint valami, ami belülről jön.
De ha, akárcsak a kisagy, a mechanizmus nem rendelkezik a szükséges komplexitással és összefonódással, akkor nem fog semmit tudatosan észlelni. Ahogy ez az elmélet mondja,
az tudat nem elválasztható véletlenszerű képesség, amely olyan összetett mechanizmusokkal kapcsolatos, mint az emberi agy.
A teória egyetlen nem negatív számot Φ (kiejtve „fáj”) vezet le a tudatosság mögött álló bonyolult, összefonódott struktúrából, amely kvantitatívan kifejezi ezt a tudatosságot. Ha Φ nulla, a rendszer egyáltalán nem tudatára ébred. Ezzel szemben minél nagyobb a szám, annál nagyobb beágyazott véletlenszerű erővel bír a rendszer, és annál tudatosabb. Az agynak, amelynek óriási és nagyspecifikus összeköttetései vannak, nagyon magas Φ-ja van, ami magas szintű tudatosságot feltételez. A teória különböző tényeket magyaráz meg: például, hogy miért nem érintett a kisagy a tudatban, vagy hogy miért működik valóban a zip and zap számláló (a számláló által kiadott számok körülbelül Φ-t jelentik).
Az „IIT” teória előrejelzi, hogy a digitális számítógépen alapuló fejlett emberi agy szimulációnak nem lehet tudata - még akkor sem, ha a beszéde megkülönböztethetetlen az emberi beszédtől. Hasonlóan ahhoz, ahogyan a fekete lyuk gravitációs vonzása nem deformálja a téridőt a számítógép által alkalmazott kód körül, programozott a tudat soha nem fog tudatos számítógépet létrehozni. Giulio Tononi és Marcello Massimini, Nature folyóirat 557, S8-S12 (2018)
Az IIT szerint a tudat nem számítható ki és nem vonható le: be kell legyen ágyazva a rendszer struktúrájába.
A modern neurobiológusok fő feladata, hogy a rendelkezésükre álló egyre fejlettebb eszközöket használva tanulmányozzák a különféle neuronok végtelen kapcsolatait, amelyek az agyat alkotják, hogy további nyomokat rajzoljanak a tudat nyomaira. Figyelembe véve a központi idegrendszer zavaros felépítését, ez évtizedeket igénybe vehet. Végül meg kell fogalmazniuk egy alapelvet a meglévő töredékek alapján. Egy elméletet, amely megfejtette létezésünk legnagyobb rejtélyét: hogyan képes egy 1,36 kg súlyú, szója túróra hasonlító összetételű szerv megtestesíteni az élet érzetét.
Az egyik legérdekesebb alkalmazása ennek az új elméletnek, véleményem szerint, a tudatos és legfőképpen érzésekkel rendelkező MI létrehozásának lehetősége. Ráadásul az alapvető tudatelmélet lehetővé teszi a módszerek és az emberi kognitív képességek gyorsabb fejlődésének kidolgozását. Az embereké - a jövőé.
Forrás: habr.com
