Asal usul dan sifat pengalaman sadar - kadang-kadang disebut dengan kata Latin kualitas - telah menjadi misteri bagi kita sejak jaman dahulu hingga saat ini. Banyak filsuf kesadaran, termasuk filsuf modern, menganggap keberadaan kesadaran sebagai kontradiksi yang tidak dapat diterima terhadap apa yang mereka yakini sebagai dunia materi dan kekosongan sehingga mereka menyatakannya sebagai ilusi. Dengan kata lain, mereka menyangkal keberadaan qualia secara prinsip atau mengklaim bahwa qualia tidak dapat dipelajari secara bermakna melalui sains.
Jika penilaian ini benar, artikel ini akan sangat singkat. Dan tidak akan ada apa pun di bawah pemotongan itu. Tapi ada sesuatu di sana...
Jika kesadaran tidak dapat dipahami dengan menggunakan alat sains, yang diperlukan hanyalah menjelaskan mengapa Anda, saya, dan hampir semua orang begitu yakin bahwa kita memiliki perasaan. Namun, gigi yang buruk membuat saya bingung. Argumen canggih untuk meyakinkan saya bahwa rasa sakit saya hanyalah ilusi tidak akan membebaskan saya sedikit pun dari rasa sakit ini. Saya tidak bersimpati terhadap penafsiran buntu tentang hubungan antara jiwa dan tubuh, jadi mungkin saya akan melanjutkannya.
Kesadaran adalah segala sesuatu yang Anda rasakan (melalui masukan sensorik) dan kemudian dialami (melalui persepsi dan pemahaman).
Melodi yang melekat di kepala, rasa makanan penutup coklat, sakit gigi yang membosankan, cinta pada seorang anak, pemikiran abstrak dan pemahaman bahwa suatu saat semua sensasi akan berakhir.
Para ilmuwan secara bertahap semakin dekat untuk memecahkan misteri yang telah lama mengkhawatirkan para filsuf. Dan puncak dari penelitian ilmiah ini diharapkan menjadi teori kerja kesadaran yang terstruktur. Contoh paling mencolok dari penerapan teori ini adalah AI yang lengkap (hal ini tidak menutup kemungkinan munculnya AI tanpa teori kesadaran, tetapi berdasarkan pendekatan empiris yang sudah ada dalam pengembangan AI)
Kebanyakan ilmuwan menerima kesadaran begitu saja dan berusaha memahami hubungannya dengan dunia objektif yang dijelaskan oleh sains. Seperempat abad yang lalu, Francis Crick dan yang lainnya memutuskan untuk mengesampingkan diskusi filosofis tentang kesadaran (yang telah menjadi perhatian para ilmuwan setidaknya sejak zaman Aristoteles) dan malah mulai mencari jejak fisiknya.
Apa sebenarnya bagian otak yang sangat terangsang yang memunculkan kesadaran? Dengan mempelajari hal ini, para ilmuwan berharap bisa lebih dekat dalam memecahkan masalah yang lebih mendasar.
Secara khusus, ahli saraf mencari korelasi saraf kesadaran (NCC) - mekanisme saraf terkecil yang secara kolektif cukup untuk pengalaman sensasi sadar tertentu.
Apa yang pasti terjadi di otak Anda hingga Anda bisa mengalami sakit gigi, misalnya? Apakah beberapa sel saraf seharusnya bergetar pada frekuensi ajaib? Apakah kita perlu mengaktifkan “neuron kesadaran” khusus? Di area otak manakah sel-sel tersebut dapat ditemukan?
Korelasi saraf kesadaran
Dalam pengertian NKS, klausa “minimal” menjadi penting. Bagaimanapun, otak secara keseluruhan dapat dianggap sebagai NCS - hari demi hari ia menghasilkan sensasi. Namun lokasinya dapat ditentukan dengan lebih tepat. Misalnya sumsum tulang belakang, tabung fleksibel sepanjang 46 sentimeter berisi jaringan saraf di dalam tulang belakang yang berisi sekitar satu miliar sel saraf. Jika cedera menyebabkan sumsum tulang belakang rusak total hingga ke area leher, korban akan mengalami kelumpuhan pada kaki, lengan, dan dada, tidak dapat mengontrol buang air besar atau kandung kemih, dan kehilangan sensasi tubuh. Namun demikian, para penderita lumpuh tersebut terus mengalami kehidupan dalam segala keragamannya: mereka melihat, mendengar, mencium, mengalami emosi dan mengingat seperti sebelum kejadian tragis tersebut mengubah hidup mereka secara radikal.
Atau ambil contoh otak kecil, “otak kecil” di bagian belakang otak. Sistem otak ini, salah satu yang tertua dalam hal evolusi, terlibat dalam pengendalian keterampilan motorik, postur tubuh dan gaya berjalan, dan juga bertanggung jawab atas pelaksanaan rangkaian gerakan kompleks yang cekatan.
Bermain piano, mengetik di keyboard, figure skating, atau panjat tebing - semua aktivitas ini melibatkan otak kecil. Ia dilengkapi dengan neuron paling terkenal yang disebut sel Purkinje, yang memiliki sulur yang berkibar seperti kipas laut karang dan menampung dinamika listrik yang kompleks. Otak kecil juga mengandung jumlah neuron terbesar, sekitar 69 miliar (kebanyakan adalah sel mast otak kecil berbentuk bintang) - empat kali lebih banyakdaripada gabungan seluruh otak (ingat, ini adalah poin penting).
Apa yang terjadi pada kesadaran jika seseorang kehilangan sebagian otak kecilnya akibat stroke atau karena pisau bedah?
Ya, hampir tidak ada yang penting bagi kesadaran!
Pasien dengan kerusakan ini mengeluhkan beberapa masalah, seperti kurang lancar bermain piano atau mengetik di keyboard, namun tidak pernah kehilangan seluruh aspek kesadarannya.
Studi paling rinci tentang dampak kerusakan otak kecil pada fungsi kognitif, dipelajari secara ekstensif dalam konteks . Namun bahkan dalam kasus-kasus ini, selain masalah koordinasi dan tata ruang (di atas), hanya pelanggaran non-kritis terhadap aspek eksekutif pengelolaan, yang ditandai dengan , linglung dan sedikit penurunan kemampuan belajar.
Aparatus serebelum yang luas tidak ada hubungannya dengan pengalaman subjektif. Mengapa? Jaringan sarafnya berisi petunjuk penting - jaringan ini sangat seragam dan paralel.
Otak kecil hampir seluruhnya merupakan sirkuit umpan maju: satu baris neuron memberi umpan ke baris berikutnya, yang pada gilirannya mempengaruhi baris ketiga. Tidak ada putaran umpan balik yang beresonansi bolak-balik dalam aktivitas listrik. Selain itu, otak kecil secara fungsional dibagi menjadi ratusan, bahkan lebih, modul komputasi independen. Masing-masing beroperasi secara paralel, dengan masukan dan keluaran terpisah dan tidak tumpang tindih yang mengontrol gerakan atau sistem motorik atau kognitif yang berbeda. Mereka jarang berinteraksi satu sama lain, sedangkan dalam kasus kesadaran, ini adalah karakteristik lain yang sangat diperlukan.
Pelajaran penting yang dapat dipetik dari analisis sumsum tulang belakang dan otak kecil adalah bahwa kejeniusan kesadaran tidak begitu mudah lahir pada titik eksitasi jaringan saraf mana pun. Sesuatu yang lain diperlukan. Faktor tambahan ini terletak pada materi abu-abu yang membentuk korteks serebral yang terkenal - permukaan luarnya. Semua bukti yang ada menunjukkan bahwa sensasi melibatkan jaringan.
Anda dapat lebih mempersempit area di mana fokus kesadaran berada. Ambil contoh, eksperimen di mana mata kanan dan kiri terkena rangsangan yang berbeda. Bayangkan foto Lada Priora hanya terlihat oleh mata kiri Anda, dan foto Tesla S hanya terlihat oleh mata kanan Anda. Kami dapat berasumsi bahwa Anda akan melihat beberapa mobil baru dari superimposisi Lada dan Tesla di atas satu sama lain. Faktanya, Anda akan melihat Lada selama beberapa detik, setelah itu ia akan menghilang dan Tesla akan muncul - lalu ia akan menghilang dan Lada akan muncul kembali. Dua gambar akan saling menggantikan dalam tarian tanpa akhir - para ilmuwan menyebutnya kompetisi binokular, atau kompetisi retinal. Otak menerima informasi yang ambigu dari luar, dan tidak dapat memutuskan: apakah itu Lada atau Tesla?
Saat Anda berbaring di dalam pemindai otak, para ilmuwan menemukan aktivitas di berbagai area kortikal, yang secara kolektif disebut zona panas posterior. Ini adalah daerah parietal, oksipital, dan temporal di bagian belakang otak, dan memainkan peran paling penting dalam melacak apa yang kita lihat.
Menariknya, korteks visual primer, yang menerima dan mengirimkan informasi dari mata, tidak mencerminkan apa yang dilihat seseorang. Pembagian kerja serupa juga diamati dalam kasus pendengaran dan sentuhan: korteks pendengaran dan somatosensori primer tidak secara langsung berkontribusi pada isi pengalaman pendengaran dan somatosensori. Persepsi sadar (termasuk gambaran Lada dan Tesla) memunculkan tahap pemrosesan selanjutnya - di zona panas belakang.
Ternyata gambaran visual, suara, dan sensasi kehidupan lainnya berasal dari korteks posterior otak. Sejauh yang diketahui para ilmuwan saraf, hampir semua pengalaman sadar berasal dari sana.
Penghitung kesadaran
Untuk operasi misalnya, pasien dibius agar tidak bergerak, tekanan darah tetap stabil, tidak nyeri, dan selanjutnya tidak memiliki kenangan traumatis. Sayangnya, hal ini tidak selalu tercapai: setiap tahun ratusan pasien yang menjalani anestesi sadar sampai tingkat tertentu.
Kategori lain dari pasien dengan kerusakan otak serius akibat trauma, infeksi, atau keracunan parah dapat hidup bertahun-tahun tanpa dapat berbicara atau merespons panggilan. Membuktikan bahwa mereka mengalami kehidupan adalah tugas yang sangat sulit.
Bayangkan seorang astronot tersesat di alam semesta, mendengarkan kendali misi mencoba menghubunginya. Radio yang rusak tidak menyiarkan suaranya, itulah sebabnya dunia menganggapnya hilang. Ini kira-kira adalah bagaimana seseorang dapat menggambarkan situasi putus asa pasien yang otaknya rusak telah membuat mereka kehilangan kontak dengan dunia luar – semacam bentuk ekstrim dari kurungan isolasi.
Pada awal tahun 2000an, Giulio Tononi dari Universitas Wisconsin-Madison dan Marcello Massimini memelopori metode yang disebut untuk mengetahui apakah seseorang sadar atau tidak.
Para ilmuwan menempelkan gulungan kabel berselubung ke kepala dan mengirimkan kejutan (zap) - muatan energi magnet yang kuat yang menyebabkan arus listrik jangka pendek. Sel-sel neuron mitra yang tereksitasi dan terhambat ini di wilayah sirkuit yang terhubung, dan gelombang tersebut beresonansi di seluruh korteks serebral hingga aktivitas tersebut padam.
Jaringan sensor elektroensefalogram yang dipasang di kepala merekam sinyal listrik. Saat sinyal menyebar secara bertahap, jejaknya, yang masing-masing berhubungan dengan titik tertentu di bawah permukaan tengkorak, diubah menjadi sebuah film.
Rekaman tersebut tidak menunjukkan algoritma yang khas - tetapi juga tidak sepenuhnya acak.
Menariknya, semakin mudah diprediksi ritme hidup dan matinya, semakin besar kemungkinan otak berada dalam keadaan tidak sadar. Para ilmuwan mengukur asumsi ini dengan mengompresi data video menggunakan algoritma yang digunakan untuk mengarsipkan file komputer dalam format ZIP. Kompresi memberikan penilaian terhadap kompleksitas respon otak. Relawan yang sadar menunjukkan “indeks kompleksitas gangguan” sebesar 0,31 hingga 0,70, dengan indeks tersebut turun di bawah 0,31 jika mereka dalam keadaan tidur nyenyak atau di bawah pengaruh bius.
Tim kemudian menguji zip dan zap pada 81 pasien yang berada dalam kondisi sadar minimal atau tidak sadarkan diri (koma). Pada kelompok pertama, yang menunjukkan beberapa tanda perilaku tidak reflektif, metode ini dengan tepat menunjukkan bahwa 36 dari 38 orang dalam keadaan sadar. Dari 43 pasien dalam kondisi “sayuran” yang tidak dapat berkomunikasi dengan kerabat di kepala tempat tidur rumah sakit, 34 pasien diklasifikasikan tidak sadarkan diri, dan sembilan lainnya tidak. Otak mereka merespons serupa dengan mereka yang sadar, artinya mereka juga sadar tetapi tidak mampu berkomunikasi dengan keluarganya.
Penelitian saat ini bertujuan untuk membakukan dan meningkatkan teknik untuk pasien neurologis, serta memperluasnya ke pasien di departemen psikiatri dan anak. Seiring waktu, para ilmuwan akan mengidentifikasi serangkaian mekanisme saraf spesifik yang memunculkan pengalaman.
Pada akhirnya, kita memerlukan teori kesadaran ilmiah yang meyakinkan yang akan menjawab pertanyaan dalam kondisi apa sistem fisik tertentu—baik itu rantai neuron atau transistor silikon yang kompleks—mengalami sensasi. Dan mengapa kualitas pengalamannya berbeda? Mengapa langit biru cerah terasa berbeda dibandingkan suara biola yang tidak disetel dengan baik? Apakah perbedaan sensasi ini mempunyai fungsi tertentu? Jika ya, yang mana? Teori ini akan memungkinkan kita memprediksi sistem mana yang mampu merasakan sesuatu. Dengan tidak adanya teori dengan prediksi yang dapat diuji, kesimpulan apa pun tentang kesadaran mesin hanya didasarkan pada naluri kita, yang, sebagaimana telah ditunjukkan oleh sejarah sains, harus diandalkan dengan hati-hati.
Salah satu teori utama kesadaran adalah teori (GWT), dikemukakan oleh psikolog Bernard Baars dan ahli saraf Stanislas Dean dan Jean-Pierre Changeux.
Pertama-tama, mereka berpendapat bahwa ketika seseorang menyadari sesuatu, banyak area otak berbeda yang mengakses informasi ini. Sedangkan jika seseorang bertindak secara tidak sadar, informasi tersebut terlokalisasi pada sistem sensorik-motorik tertentu (sensory-motor) yang terlibat. Misalnya, saat Anda mengetik dengan cepat, Anda melakukannya secara otomatis. Jika Anda ditanya bagaimana melakukan hal ini, Anda tidak akan dapat menjawab karena Anda memiliki akses terbatas terhadap informasi ini, yang terletak di sirkuit saraf yang menghubungkan mata dengan gerakan cepat jari.
Aksesibilitas global hanya menghasilkan satu aliran kesadaran, karena jika suatu proses dapat diakses oleh semua proses lainnya, maka proses tersebut dapat diakses oleh semuanya - segala sesuatunya terhubung dengan segala sesuatu. Ini adalah bagaimana mekanisme untuk menekan gambar-gambar alternatif diterapkan.
Teori ini menjelaskan dengan baik segala macam gangguan mental, di mana kegagalan pusat fungsional individu, yang dihubungkan oleh pola aktivitas saraf (atau seluruh area otak), menyebabkan distorsi pada aliran umum "ruang kerja", sehingga mendistorsi gambarannya dibandingkan dengan keadaan “normal” (orang sehat).
Dalam perjalanan menuju teori fundamental
Teori GWT menyatakan bahwa kesadaran berasal dari jenis pemrosesan informasi khusus: hal ini sudah kita kenal sejak awal AI, ketika program khusus memiliki akses ke penyimpanan data kecil yang dapat diakses publik. Setiap informasi yang dicatat di "papan buletin" menjadi tersedia untuk sejumlah proses tambahan - memori kerja, bahasa, modul perencanaan, pengenalan wajah, objek, dll. Menurut teori ini, kesadaran muncul ketika informasi sensorik yang masuk dicatat di papan tulis. ditransmisikan ke banyak sistem kognitif - dan mereka memproses data untuk reproduksi ucapan, penyimpanan dalam memori, atau kinerja tindakan.
Karena ruang pada papan buletin terbatas, kami hanya dapat menyediakan sejumlah kecil informasi pada saat tertentu. Jaringan neuron yang menyampaikan pesan-pesan ini diperkirakan terletak di lobus frontal dan parietal.
Setelah data yang langka (tersebar) ini ditransfer ke jaringan dan tersedia untuk umum, informasi tersebut menjadi sadar. Artinya, subjek menyadarinya. Mesin modern belum mencapai tingkat kompleksitas kognitif ini, namun ini hanya masalah waktu saja.
Teori "GWT" menyatakan bahwa komputer masa depan akan sadar
Teori kesadaran informasi umum (IIT), yang dikembangkan oleh Tononi dan rekan-rekannya, menggunakan titik awal yang sangat berbeda: pengalaman itu sendiri. Setiap pengalaman mempunyai karakteristik utama tersendiri. Ia bersifat imanen, hanya ada bagi subjek sebagai “tuan”; itu terstruktur (taksi kuning melambat sementara seekor anjing coklat berlari menyeberang jalan); dan ini nyata—berbeda dari pengalaman sadar lainnya, seperti bingkai terpisah dalam sebuah film. Selain itu, itu solid dan tegas. Saat Anda duduk di bangku taman pada hari yang hangat dan cerah dan menyaksikan anak-anak bermain, berbagai elemen pengalaman—angin bertiup melalui rambut Anda, kegembiraan anak-anak kecil yang tertawa—tidak dapat dipisahkan satu sama lain tanpa henti. menjadi apa adanya.
Tononi mendalilkan bahwa sifat-sifat tersebut - yaitu, tingkat kesadaran tertentu - memiliki mekanisme yang kompleks dan berpasangan, dalam struktur yang dienkripsi serangkaian hubungan sebab-akibat. Ini akan terasa seperti sesuatu yang datang dari dalam.
Namun jika, seperti otak kecil, mekanismenya tidak memiliki kompleksitas dan konektivitas, ia tidak akan menyadari apa pun. Seiring berjalannya teori ini,
kesadaran adalah kemampuan yang melekat dan bergantung pada mekanisme kompleks seperti otak manusia.
Teori ini juga berasal dari kompleksitas struktur yang saling berhubungan yang mendasarinya, sebuah angka non-negatif tunggal Φ (diucapkan “fy”), yang mengkuantifikasi kesadaran ini. Jika F nol, sistem tidak menyadari dirinya sendiri sama sekali. Sebaliknya, semakin besar angkanya, semakin besar pula kekuatan acak yang melekat pada sistem tersebut dan semakin sadar pula sistem tersebut. Otak, yang dicirikan oleh konektivitas kolosal dan sangat spesifik, memiliki F yang sangat tinggi, dan ini menyiratkan tingkat kesadaran yang tinggi. Teori ini menjelaskan berbagai fakta: misalnya, mengapa otak kecil tidak terlibat dalam kesadaran atau mengapa penghitung zip dan zap benar-benar berfungsi (angka yang dihasilkan oleh penghitung adalah F dalam perkiraan kasar).
Teori IIT memperkirakan bahwa simulasi komputer digital canggih terhadap otak manusia tidak dapat disadari—bahkan jika ucapannya tidak dapat dibedakan dari ucapan manusia. Sama seperti simulasi tarikan gravitasi masif lubang hitam yang tidak mendistorsi kontinum ruang-waktu di sekitar komputer menggunakan kode tersebut, diprogram kesadaran tidak akan pernah melahirkan komputer yang sadar. Giulio Tononi dan Marcello Massimini, Alam 557, S8-S12 (2018)
Menurut IIT, kesadaran tidak dapat dihitung dan dihitung: kesadaran harus dibangun ke dalam struktur sistem.
Tugas utama ahli saraf modern adalah menggunakan alat yang semakin canggih untuk mempelajari hubungan tak berujung dari beragam neuron yang membentuk otak, untuk lebih menggambarkan jejak saraf kesadaran. Mengingat struktur sistem saraf pusat yang rumit, hal ini akan memakan waktu puluhan tahun. Dan terakhir merumuskan teori dasar berdasarkan penggalan-penggalan yang ada. Sebuah teori yang akan menjelaskan teka-teki utama keberadaan kita: bagaimana organ seberat 1,36 kg dan komposisinya mirip dengan tahu bisa mewujudkan makna kehidupan.
Salah satu penerapan paling menarik dari teori baru ini, menurut saya, adalah kemungkinan menciptakan AI yang memiliki kesadaran dan, yang terpenting, sensasi. Selain itu, teori dasar kesadaran akan memungkinkan kita mengembangkan metode dan cara untuk menerapkan evolusi kemampuan kognitif manusia yang lebih cepat. Manusia adalah masa depan.
Sumber: www.habr.com