Asal dan sifat pengalaman sedar - kadang-kadang dipanggil dengan perkataan Latin kualiti - telah menjadi misteri kepada kita sejak awal zaman dahulu sehinggalah kebelakangan ini. Ramai ahli falsafah kesedaran, termasuk yang moden, menganggap kewujudan kesedaran sebagai percanggahan yang tidak boleh diterima tentang apa yang mereka percaya sebagai dunia kebendaan dan kekosongan sehingga mereka mengisytiharkannya sebagai ilusi. Dalam erti kata lain, mereka sama ada menafikan kewujudan qualia pada dasarnya atau mendakwa bahawa mereka tidak boleh dipelajari secara bermakna melalui sains.
Sekiranya penghakiman ini benar, artikel ini akan menjadi sangat pendek. Dan tidak akan ada apa-apa di bawah pemotongan. Tetapi ada sesuatu di sana...
Jika kesedaran tidak dapat difahami menggunakan alat sains, semua yang diperlukan adalah untuk menjelaskan mengapa anda, saya, dan hampir semua orang begitu yakin bahawa kita mempunyai perasaan sama sekali. Namun, gigi yang buruk membuatkan saya gumboil. Hujah yang canggih untuk meyakinkan saya bahawa kesakitan saya adalah ilusi tidak akan melegakan saya sedikit pun daripada kesakitan ini. Saya tidak mempunyai simpati untuk tafsiran buntu tentang hubungan antara jiwa dan badan, jadi mungkin saya akan meneruskan.
Kesedaran ialah segala yang anda rasa (melalui input deria) dan kemudian alami (melalui persepsi dan pemahaman).
Melodi terlekat di kepala anda, rasa pencuci mulut coklat, sakit gigi yang membosankan, cinta kepada kanak-kanak, pemikiran abstrak dan pemahaman bahawa suatu hari nanti semua sensasi akan berakhir.
Para saintis secara beransur-ansur semakin hampir untuk menyelesaikan misteri yang telah lama membimbangkan ahli falsafah. Dan kemuncak penyelidikan saintifik ini dijangka menjadi teori kesedaran kerja berstruktur. Contoh yang paling ketara bagi penerapan teori ini ialah AI sepenuhnya (ini tidak mengecualikan kemungkinan kemunculan AI tanpa teori kesedaran, tetapi berdasarkan pendekatan empirikal yang sedia ada dalam pembangunan AI)
Kebanyakan saintis menerima kesedaran sebagai sesuatu yang diberikan dan berusaha untuk memahami hubungannya dengan dunia objektif yang diterangkan oleh sains. Suku abad yang lalu, Francis Crick dan yang lain memutuskan untuk mengetepikan perbincangan falsafah tentang kesedaran (yang telah membimbangkan saintis sekurang-kurangnya sejak zaman Aristotle) ββdan sebaliknya mencari jejak fizikalnya.
Apakah sebenarnya di bahagian otak yang sangat teruja yang menimbulkan kesedaran? Dengan mempelajari ini, para saintis boleh berharap untuk lebih dekat untuk menyelesaikan masalah yang lebih asas.
Khususnya, ahli sains saraf sedang mencari korelasi saraf kesedaran (NCC) - mekanisme saraf terkecil secara kolektif mencukupi untuk mana-mana pengalaman sedar tertentu sensasi.
Apa yang mesti berlaku dalam otak untuk anda mengalami sakit gigi, contohnya? Adakah sesetengah sel saraf sepatutnya bergetar pada beberapa frekuensi ajaib? Adakah kita perlu mengaktifkan mana-mana "neuron kesedaran" khas? Di bahagian otak manakah sel-sel tersebut boleh ditemui?
Hubungan saraf kesedaran
Dalam takrifan NKS, klausa "minimum" adalah penting. Lagipun, otak secara keseluruhan boleh dianggap sebagai NCS - hari demi hari ia menghasilkan sensasi. Namun lokasi boleh ditetapkan dengan lebih tepat lagi. Pertimbangkan saraf tunjang, tiub fleksibel 46 sentimeter tisu saraf di dalam tulang belakang yang mengandungi kira-kira satu bilion sel saraf. Jika kecederaan menyebabkan saraf tunjang rosak sepenuhnya sehingga ke kawasan leher, mangsa akan lumpuh pada kaki, lengan, dan batang badan, tidak akan mempunyai kawalan usus atau pundi kencing, dan akan kehilangan sensasi badan. Namun begitu, orang lumpuh seperti itu terus mengalami kehidupan dalam semua kepelbagaiannya: mereka melihat, mendengar, menghidu, mengalami emosi dan mengingati serta sebelum kejadian tragis itu mengubah hidup mereka secara radikal.
Atau ambil cerebellum, "otak kecil" di bahagian belakang otak. Sistem otak ini, salah satu yang tertua dari segi evolusi, terlibat dalam kawalan kemahiran motor, postur badan dan gaya berjalan, dan juga bertanggungjawab untuk melaksanakan urutan pergerakan yang kompleks.
Bermain piano, menaip pada papan kekunci, meluncur angka atau memanjat batu - semua aktiviti ini melibatkan otak kecil. Ia dilengkapi dengan neuron paling terkenal yang dipanggil sel Purkinje, yang mempunyai sulur yang berkibar seperti kipas laut karang dan pelabuhan dinamik elektrik yang kompleks. Serebelum juga mengandungi bilangan neuron terbesar, kira-kira 69 bilion (kebanyakannya adalah sel mast cerebellar berbentuk bintang) - empat kali ganda lagidaripada keseluruhan otak digabungkan (ingat, ini adalah perkara penting).
Apakah yang berlaku kepada kesedaran jika seseorang kehilangan sebahagian otak kecil akibat strok atau di bawah pisau pakar bedah?
Ya, hampir tiada yang kritikal untuk kesedaran!
Pesakit dengan kerosakan ini mengadu tentang beberapa masalah, seperti bermain piano dengan kurang lancar atau menaip pada papan kekunci, tetapi tidak pernah kehilangan sepenuhnya mana-mana aspek kesedaran mereka.
Kajian yang paling terperinci tentang kesan kerosakan serebelar pada fungsi kognitif, dikaji secara meluas dalam konteks . Tetapi dalam kes ini, sebagai tambahan kepada penyelarasan dan masalah spatial (di atas), hanya pelanggaran bukan kritikal aspek eksekutif pengurusan, yang dicirikan oleh , hilang akal dan sedikit penurunan dalam keupayaan pembelajaran.
Alat cerebellar yang luas tidak mempunyai kaitan dengan pengalaman subjektif. kenapa? Rangkaian sarafnya mengandungi petunjuk penting - ia sangat seragam dan selari.
Serebelum hampir keseluruhannya adalah litar suapan hadapan: satu baris neuron memberi makan seterusnya, yang seterusnya mempengaruhi yang ketiga. Tiada gelung maklum balas yang bergema bolak-balik dalam aktiviti elektrik. Selain itu, otak kecil secara fungsional dibahagikan kepada ratusan, jika tidak lebih, modul pengiraan bebas. Setiap satu beroperasi secara selari, dengan input dan output yang berasingan dan tidak bertindih yang mengawal pergerakan atau sistem motor atau kognitif yang berbeza. Mereka hampir tidak berinteraksi antara satu sama lain, sedangkan dalam kes kesedaran, ini adalah satu lagi ciri yang sangat diperlukan.
Pengajaran penting yang boleh dipelajari daripada analisis saraf tunjang dan otak kecil adalah bahawa genius kesedaran tidak begitu mudah dilahirkan pada mana-mana titik pengujaan tisu saraf. Sesuatu yang lain diperlukan. Faktor tambahan ini terletak pada jirim kelabu yang membentuk korteks serebrum yang terkenal - permukaan luarnya. Semua bukti yang ada menunjukkan bahawa sensasi melibatkan tisu.
Anda boleh menyempitkan lagi kawasan di mana tumpuan kesedaran terletak. Ambil, sebagai contoh, eksperimen di mana mata kanan dan kiri terdedah kepada rangsangan yang berbeza. Bayangkan bahawa foto Lada Priora hanya boleh dilihat oleh mata kiri anda dan foto Tesla S hanya kelihatan di sebelah kanan anda. Kami boleh mengandaikan bahawa anda akan melihat beberapa kereta baharu daripada superimposisi Lada dan Tesla di atas satu sama lain. Malah, anda akan melihat Lada selama beberapa saat, selepas itu dia akan hilang dan Tesla akan muncul - dan kemudian dia akan hilang dan Lada akan muncul semula. Dua gambar akan menggantikan satu sama lain dalam tarian yang tidak berkesudahan - saintis memanggil pertandingan binokular ini, atau pertandingan retina. Otak menerima maklumat yang samar-samar dari luar, dan ia tidak dapat memutuskan: adakah ia Lada atau Tesla?
Apabila anda berbaring di dalam pengimbas otak, saintis mendapati aktiviti dalam pelbagai kawasan kortikal, secara kolektif dipanggil zon panas posterior. Ini adalah kawasan parietal, oksipital dan temporal bahagian belakang otak, dan mereka memainkan peranan paling penting dalam menjejaki apa yang kita lihat.
Menariknya, korteks visual utama, yang menerima dan menghantar maklumat dari mata, tidak mencerminkan apa yang dilihat oleh seseorang. Pembahagian kerja yang serupa juga diperhatikan dalam kes pendengaran dan sentuhan: korteks pendengaran dan somatosensori primer tidak secara langsung menyumbang kepada kandungan pengalaman pendengaran dan somatosensori. Persepsi sedar (termasuk imej Lada dan Tesla) menimbulkan peringkat pemprosesan seterusnya - di zon panas belakang.
Ternyata imej visual, bunyi dan sensasi kehidupan lain berasal dari korteks posterior otak. Setakat yang dapat diketahui oleh ahli sains saraf, hampir semua pengalaman sedar berasal dari sana.
Kaunter kesedaran
Untuk pembedahan, sebagai contoh, pesakit diletakkan di bawah bius supaya mereka tidak bergerak, mengekalkan tekanan darah yang stabil, tidak mengalami kesakitan, dan seterusnya tidak mempunyai kenangan traumatik. Malangnya, ini tidak selalu dicapai: setiap tahun beratus-ratus pesakit di bawah anestesia sedar ke satu tahap atau yang lain.
Satu lagi kategori pesakit yang mengalami kerosakan otak yang serius akibat trauma, jangkitan atau keracunan teruk boleh hidup selama bertahun-tahun tanpa boleh bercakap atau menjawab panggilan. Membuktikan bahawa mereka mengalami kehidupan adalah tugas yang sangat sukar.
Bayangkan seorang angkasawan hilang di alam semesta, mendengar kawalan misi cuba menghubunginya. Radio yang rosak tidak menyiarkan suaranya, itulah sebabnya dunia menganggapnya hilang. Beginilah cara seseorang menggambarkan keadaan terdesak pesakit yang otaknya rosak telah menghalang mereka daripada berhubung dengan dunia - sejenis kurungan bersendirian yang melampau.
Pada awal 2000-an, Giulio Tononi dari Universiti Wisconsin-Madison dan Marcello Massimini mempelopori kaedah yang dipanggil untuk menentukan sama ada seseorang itu sedar atau tidak.
Para saintis menggunakan gegelung wayar bersarung pada kepala dan menghantar kejutan (zap) - cas tenaga magnet yang kuat yang menyebabkan arus elektrik jangka pendek. Ini teruja dan menghalang sel neuron rakan kongsi di kawasan litar yang bersambung, dan gelombang itu bergema di seluruh korteks serebrum sehingga aktiviti itu mati.
Rangkaian penderia elektroensefalogram yang dipasang di kepala merekodkan isyarat elektrik. Apabila isyarat secara beransur-ansur merebak, jejak mereka, masing-masing sepadan dengan titik tertentu di bawah permukaan tengkorak, telah berubah menjadi filem.
Rakaman itu tidak menunjukkan sebarang algoritma biasa - tetapi ia juga tidak rawak sepenuhnya.
Menariknya, lebih mudah diramal irama on-and-off, semakin besar kemungkinan otak tidak sedarkan diri. Para saintis mengukur andaian ini dengan memampatkan data video menggunakan algoritma yang digunakan untuk mengarkibkan fail komputer dalam format ZIP. Mampatan memberikan penilaian tentang kerumitan tindak balas otak. Sukarelawan yang sedar menunjukkan "indeks kerumitan gangguan" 0,31 hingga 0,70, dengan indeks jatuh di bawah 0,31 jika mereka berada dalam keadaan tidur nyenyak atau di bawah bius.
Pasukan itu kemudiannya menguji zip dan zap pada 81 pesakit yang sama ada sedar atau tidak sedarkan diri (koma). Dalam kumpulan pertama, yang menunjukkan beberapa tanda tingkah laku tidak reflektif, kaedah dengan betul menunjukkan bahawa 36 daripada 38 sedar. Daripada 43 pesakit dalam keadaan "sayur-sayuran" yang saudara-mara di kepala katil hospital tidak pernah dapat mewujudkan komunikasi, 34 diklasifikasikan sebagai tidak sedarkan diri, dan sembilan lagi tidak. Otak mereka bertindak balas sama dengan mereka yang sedar, bermakna mereka juga sedar tetapi tidak dapat berkomunikasi dengan keluarga mereka.
Penyelidikan semasa bertujuan untuk menyeragamkan dan menambah baik teknik untuk pesakit neurologi, serta memanjangkannya kepada pesakit di jabatan psikiatri dan pediatrik. Dari masa ke masa, saintis akan mengenal pasti set khusus mekanisme saraf yang menimbulkan pengalaman.
Pada akhirnya, kita memerlukan teori kesedaran saintifik yang meyakinkan yang akan menjawab soalan dalam keadaan apa mana-mana sistem fizikal tertentu-sama ada rantaian neuron yang kompleks atau transistor silikon-mengalami sensasi. Dan mengapa kualiti pengalaman berbeza? Mengapakah langit biru jernih terasa berbeza daripada bunyi biola yang ditala dengan teruk? Adakah perbezaan dalam sensasi ini mempunyai fungsi tertentu? Jika ya, yang mana satu? Teori ini akan membolehkan kita meramalkan sistem mana yang akan dapat merasakan sesuatu. Sekiranya tiada teori dengan ramalan yang boleh diuji, sebarang inferens tentang kesedaran mesin adalah berdasarkan semata-mata pada naluri usus kita, yang, seperti yang ditunjukkan oleh sejarah sains, harus dipercayai dengan berhati-hati.
Salah satu teori utama kesedaran ialah teori (GWT), dikemukakan oleh ahli psikologi Bernard Baars dan ahli sains saraf Stanislas Dean dan Jean-Pierre Changeux.
Sebagai permulaan, mereka berpendapat bahawa apabila seseorang menyedari sesuatu, banyak bahagian otak yang berbeza mengakses maklumat ini. Manakala jika seseorang bertindak secara tidak sedar, maklumat tersebut dilokalkan dalam sistem deria-motor tertentu (sensory-motor) yang terlibat. Sebagai contoh, apabila anda menaip dengan cepat, anda melakukannya secara automatik. Jika anda ditanya bagaimana anda melakukan ini, anda tidak akan dapat menjawab kerana anda mempunyai akses terhad kepada maklumat ini, yang disetempatkan dalam litar saraf yang menghubungkan mata dengan pergerakan pantas jari.
Kebolehcapaian global hanya menjana satu aliran kesedaran, kerana jika sesetengah proses boleh diakses oleh semua proses lain, maka ia boleh diakses oleh mereka semua - semuanya disambungkan kepada segala-galanya. Ini adalah bagaimana mekanisme untuk menyekat gambar alternatif dilaksanakan.
Teori ini menerangkan dengan baik semua jenis gangguan mental, di mana kegagalan pusat fungsi individu, yang dihubungkan dengan corak aktiviti saraf (atau seluruh kawasan otak), memperkenalkan herotan ke dalam aliran umum "ruang kerja", dengan itu memesongkan gambar berbanding dengan keadaan "normal" (orang yang sihat) .
Dalam perjalanan ke teori asas
Teori GWT menyatakan bahawa kesedaran berpunca daripada jenis pemprosesan maklumat yang istimewa: ia telah biasa kepada kita sejak fajar AI, apabila program khas mempunyai akses kepada stor data yang kecil dan boleh diakses secara umum. Sebarang maklumat yang direkodkan pada "papan buletin" menjadi tersedia untuk beberapa proses tambahan - ingatan kerja, bahasa, modul perancangan, pengecaman muka, objek, dll. Menurut teori ini, kesedaran timbul apabila maklumat deria masuk yang direkodkan di papan adalah dihantar ke banyak sistem kognitif - dan mereka memproses data untuk pembiakan pertuturan, penyimpanan dalam ingatan atau prestasi tindakan.
Memandangkan ruang pada papan buletin sedemikian adalah terhad, kami hanya boleh mempunyai sedikit maklumat yang tersedia pada bila-bila masa. Rangkaian neuron yang menyampaikan mesej ini dianggap terletak di lobus frontal dan parietal.
Sebaik sahaja data yang terhad (tersebar) ini dipindahkan ke rangkaian dan tersedia secara umum, maklumat itu menjadi sedar. Maksudnya, subjek menyedarinya. Mesin moden belum lagi mencapai tahap kerumitan kognitif ini, tetapi ia hanya menunggu masa.
Teori "GWT" menyatakan bahawa komputer masa depan akan sedar
Teori kesedaran maklumat am (IIT), yang dibangunkan oleh Tononi dan rakan-rakannya, menggunakan titik permulaan yang sangat berbeza: pengalaman itu sendiri. Setiap pengalaman mempunyai ciri utama khasnya sendiri. Ia adalah imanen, hanya wujud untuk subjek sebagai "tuan"; ia berstruktur (teksi kuning perlahan manakala seekor anjing coklat berjalan melintasi jalan); dan ia adalah konkritβberbeza daripada pengalaman sedar yang lain, seperti bingkai berasingan dalam filem. Lebih-lebih lagi, ia kukuh dan ditakrifkan. Apabila anda duduk di bangku taman pada hari yang hangat dan cerah dan menonton kanak-kanak bermain, pelbagai elemen pengalaman ituβangin yang bertiup di rambut anda, kegembiraan anak-anak kecil ketawaβtidak dapat dipisahkan antara satu sama lain tanpa pengalaman itu berhenti. menjadi apa adanya.
Tononi membuat postulat bahawa sifat sedemikian - iaitu, tahap kesedaran tertentu - mempunyai sebarang mekanisme yang kompleks dan berganding, dalam struktur yang mana satu set hubungan sebab-akibat disulitkan. Ia akan berasa seperti sesuatu yang datang dari dalam.
Tetapi jika, seperti cerebellum, mekanisme itu tidak mempunyai kerumitan dan ketersambungan, ia tidak akan menyedari apa-apa. Apabila teori ini berjalan,
kesedaran adalah keupayaan kontinjen yang wujud yang dikaitkan dengan mekanisme kompleks seperti otak manusia.
Teori ini juga berasal daripada kerumitan struktur saling berkait asas satu nombor bukan negatif Ξ¦ (disebut "fy"), yang mengukur kesedaran ini. Jika F adalah sifar, sistem tidak menyedari dirinya sama sekali. Sebaliknya, semakin besar bilangannya, semakin besar kuasa rawak yang wujud dalam sistem dan semakin sedar ia. Otak, yang dicirikan oleh ketersambungan yang sangat besar dan sangat spesifik, mempunyai F yang sangat tinggi, dan ini menunjukkan tahap kesedaran yang tinggi. Teori ini menerangkan pelbagai fakta: contohnya, mengapa otak kecil tidak terlibat dalam kesedaran atau mengapa kaunter zip dan zap sebenarnya berfungsi (nombor yang dihasilkan oleh kaunter adalah F dalam anggaran kasar).
Teori IIT meramalkan bahawa simulasi komputer digital lanjutan otak manusia tidak boleh sedarβwalaupun pertuturannya tidak dapat dibezakan daripada pertuturan manusia. Sama seperti mensimulasikan tarikan graviti besar lubang hitam tidak memesongkan kontinum ruang-masa di sekeliling komputer menggunakan kod itu, diprogramkan kesedaran tidak akan pernah melahirkan komputer sedar. Giulio Tononi dan Marcello Massimini, Nature 557, S8-S12 (2018)
Menurut IIT, kesedaran tidak boleh dikira dan dikira: ia mesti dibina ke dalam struktur sistem.
Tugas utama ahli sains saraf moden adalah menggunakan alat yang semakin canggih yang mereka gunakan untuk mengkaji sambungan tidak berkesudahan neuron pelbagai yang membentuk otak, untuk menggambarkan lebih lanjut kesan saraf kesedaran. Memandangkan struktur sistem saraf pusat yang rumit, ini akan mengambil masa beberapa dekad. Dan akhirnya merumuskan teori asas berdasarkan serpihan sedia ada. Teori yang akan menerangkan teka-teki utama kewujudan kita: bagaimana organ yang beratnya 1,36 kg dan komposisi serupa dengan dadih kacang merangkumi rasa kehidupan.
Salah satu aplikasi paling menarik bagi teori baharu ini, pada pendapat saya, ialah kemungkinan mencipta AI yang mempunyai kesedaran dan, yang paling penting, sensasi. Selain itu, teori asas kesedaran akan membolehkan kita membangunkan kaedah dan cara untuk melaksanakan evolusi kebolehan kognitif manusia yang lebih pesat. Lelaki - masa depan.
Sumber: www.habr.com