A origem e a natureza das experiências conscientes - às vezes chamadas pela palavra latina qualia - têm sido um mistério para nós desde a antiguidade até recentemente. Muitos filósofos da consciência, incluindo os modernos, consideram a existência da consciência uma contradição tão inaceitável do que acreditam ser um mundo de matéria e vazio que a declaram uma ilusão. Por outras palavras, ou negam a existência de qualia em princípio ou afirmam que não podem ser estudados de forma significativa através da ciência.
Se este julgamento fosse verdadeiro, este artigo seria muito curto. E não haveria nada sob o corte. Mas há algo aí...
Se a consciência não pode ser compreendida usando as ferramentas da ciência, tudo o que seria necessário é explicar por que você, eu e quase todo mundo temos tanta certeza de que temos sentimentos. No entanto, um dente estragado me deu chiclete. Um argumento sofisticado para me convencer de que minha dor é ilusória não me aliviará nem um pouco dessa dor. Não tenho nenhuma simpatia por uma interpretação tão sem saída da ligação entre a alma e o corpo, por isso talvez continue.
Consciência é tudo que você sente (por meio de informações sensoriais) e depois experimenta (por meio de percepção e compreensão).
Uma melodia presa na cabeça, o sabor da sobremesa de chocolate, uma dor de dente chata, o amor por uma criança, o pensamento abstrato e a compreensão de que um dia todas as sensações chegarão ao fim.
Os cientistas estão gradualmente se aproximando de resolver um mistério que há muito preocupa os filósofos. E espera-se que o culminar desta investigação científica seja uma teoria funcional estruturada da consciência. O exemplo mais marcante da aplicação desta teoria é a IA completa (isso não exclui a possibilidade do surgimento da IA sem uma teoria da consciência, mas com base em abordagens empíricas já existentes no desenvolvimento da IA)
A maioria dos cientistas aceita a consciência como um dado e se esforça para compreender a sua ligação com o mundo objetivo que a ciência descreve. Há um quarto de século, Francis Crick e o resto decidiu deixar de lado as discussões filosóficas sobre a consciência (que preocupam os cientistas pelo menos desde a época de Aristóteles) e, em vez disso, partiu em busca de seus vestígios físicos.
O que há exatamente na parte altamente excitável da matéria cerebral que dá origem à consciência? Ao aprender isto, os cientistas podem esperar estar mais perto de resolver um problema mais fundamental.
Em particular, os neurocientistas estão à procura de correlatos neurais da consciência (NCC) - os menores mecanismos neurais coletivamente suficientes para qualquer experiência consciente particular de sensação.
O que deve estar acontecendo no cérebro para você sentir dor de dente, por exemplo? Algumas células nervosas deveriam vibrar em alguma frequência mágica? Precisamos ativar algum “neurônio de consciência” especial? Em que áreas do cérebro essas células poderiam estar localizadas?
Correlatos neurais da consciência
Na definição de NKS, a cláusula “mínima” é importante. Afinal, o cérebro como um todo pode ser considerado o NCS – dia após dia ele gera sensações. E ainda assim o local pode ser designado com ainda mais precisão. Consideremos a medula espinhal, o tubo flexível de 46 centímetros de tecido nervoso dentro da coluna vertebral que contém cerca de um bilhão de células nervosas. Se a lesão causar danos completos à medula espinhal até a região do pescoço, a vítima ficará paralisada nas pernas, braços e tronco, não terá controle intestinal ou da bexiga e ficará privada de sensações corporais. No entanto, esses paraplégicos continuam a experimentar a vida em toda a sua diversidade: vêem, ouvem, cheiram, experimentam emoções e lembram-se tão bem como antes do trágico incidente ter mudado radicalmente as suas vidas.
Ou pegue o cerebelo, o “pequeno cérebro” na parte de trás do cérebro. Este sistema cerebral, um dos mais antigos em termos evolutivos, está envolvido no controle das habilidades motoras, da postura corporal e da marcha, sendo também responsável pela execução hábil de sequências complexas de movimentos.
Tocar piano, digitar no teclado, patinação artística ou escalada - todas essas atividades envolvem o cerebelo. Ele é equipado com os neurônios mais famosos, chamados células de Purkinje, que possuem gavinhas que vibram como um leque de coral e abrigam dinâmicas elétricas complexas. O cerebelo também contém maior número de neurônios, cerca de 69 bilhões (a maioria são mastócitos cerebelares em forma de estrela) - quatro vezes maisdo que todo o cérebro combinado (lembre-se, este é um ponto importante).
O que acontece com a consciência se uma pessoa perde parcialmente o cerebelo como resultado de um acidente vascular cerebral ou sob a faca de um cirurgião?
Sim, quase nada crítico para a consciência!
Pacientes com esse dano queixam-se de alguns problemas, como tocar piano com menos fluência ou digitar no teclado, mas nunca com perda completa de qualquer aspecto de sua consciência.
O estudo mais detalhado sobre os efeitos do dano cerebelar na função cognitiva, extensivamente estudado no contexto da . Mas mesmo nestes casos, além dos problemas de coordenação e espaciais (acima), apenas violações não críticas dos aspectos executivos da gestão, caracterizadas por , distração e uma ligeira diminuição na capacidade de aprendizagem.
O extenso aparelho cerebelar não tem relação com experiências subjetivas. Por que? Sua rede neural contém uma pista importante: ela é extremamente uniforme e paralela.
O cerebelo é quase inteiramente um circuito feedforward: uma fileira de neurônios alimenta a próxima, que por sua vez influencia a terceira. Não há ciclos de feedback que ressoem de um lado para outro dentro da atividade elétrica. Além disso, o cerebelo é funcionalmente dividido em centenas, senão mais, de módulos computacionais independentes. Cada um opera em paralelo, com entradas e saídas separadas e não sobrepostas que controlam o movimento ou diferentes sistemas motores ou cognitivos. Dificilmente interagem entre si, mas no caso da consciência esta é outra característica indispensável.
A lição importante que pode ser aprendida com a análise da medula espinhal e do cerebelo é que o gênio da consciência não nasce tão facilmente em qualquer ponto de excitação do tecido nervoso. Algo mais é necessário. Esse fator adicional reside na substância cinzenta que constitui o notório córtex cerebral – sua superfície externa. Todas as evidências disponíveis indicam que as sensações envolvem tecido.
Você pode restringir ainda mais a área onde o foco da consciência está localizado. Tomemos, por exemplo, experimentos em que os olhos direito e esquerdo são expostos a estímulos diferentes. Imagine que a foto de um Lada Priora seja visível apenas pelo seu olho esquerdo e a foto de um Tesla S seja visível apenas pelo seu olho direito. Podemos supor que você verá algum carro novo a partir de sobreposições de Lada e Tesla um sobre o outro. Na verdade, você verá Lada por alguns segundos, após os quais ele desaparecerá e Tesla aparecerá - e então ela desaparecerá e Lada aparecerá novamente. Duas imagens se substituirão em uma dança sem fim - os cientistas chamam isso de competição binocular ou competição retinal. O cérebro recebe informações ambíguas de fora e não consegue decidir: é um Lada ou um Tesla?
Quando você se deita dentro de um scanner cerebral, os cientistas encontram atividade em uma ampla gama de áreas corticais, chamadas coletivamente de zona quente posterior. Estas são as regiões parietal, occipital e temporal da parte posterior do cérebro e desempenham o papel mais importante no rastreamento do que vemos.
Curiosamente, o córtex visual primário, que recebe e transmite informações dos olhos, não reflete o que a pessoa vê. Uma divisão de trabalho semelhante também é observada no caso da audição e do tato: os córtices auditivo e somatossensorial primários não contribuem diretamente para o conteúdo da experiência auditiva e somatossensorial. A percepção consciente (incluindo imagens de Lada e Tesla) dá origem a estágios subsequentes de processamento - na zona quente traseira.
Acontece que imagens visuais, sons e outras sensações vitais se originam no córtex posterior do cérebro. Até onde os neurocientistas sabem, quase todas as experiências conscientes se originam aí.
Contador de conscientização
Para operações, por exemplo, os pacientes são anestesiados para que não se movam, mantenham a pressão arterial estável, não sintam dor e, posteriormente, não tenham memórias traumáticas. Infelizmente, isso nem sempre é conseguido: todos os anos, centenas de pacientes sob anestesia ficam conscientes em um grau ou outro.
Outra categoria de pacientes com lesões cerebrais graves resultantes de trauma, infecção ou envenenamento grave pode viver durante anos sem conseguir falar ou responder a chamadas. Provar que vivenciam a vida é uma tarefa extremamente difícil.
Imagine um astronauta perdido no universo, ouvindo o controle da missão tentando contatá-lo. O rádio quebrado não transmite sua voz, por isso o mundo o considera desaparecido. É assim que se pode descrever a situação desesperadora dos pacientes cujos cérebros danificados os privaram do contacto com o mundo – uma espécie de forma extrema de confinamento solitário.
No início dos anos 2000, Giulio Tononi, da Universidade de Wisconsin-Madison, e Marcello Massimini foram pioneiros em um método chamado para determinar se uma pessoa está consciente ou não.
Os cientistas aplicaram uma bobina de fios revestidos na cabeça e enviaram um choque (zap) - uma forte carga de energia magnética que causou uma corrente elétrica de curto prazo. Isso excitou e inibiu células de neurônios parceiros em regiões conectadas do circuito, e a onda ressoou por todo o córtex cerebral até que a atividade desaparecesse.
Uma rede de sensores de eletroencefalograma montados na cabeça gravou sinais elétricos. À medida que os sinais se espalhavam gradualmente, seus traços, cada um correspondendo a um ponto específico sob a superfície do crânio, foram transformados em um filme.
As gravações não demonstraram nenhum algoritmo típico – mas também não foram completamente aleatórias.
Curiosamente, quanto mais previsíveis eram os ritmos de ativação e desativação, maior era a probabilidade de o cérebro estar inconsciente. Os cientistas mediram essa suposição compactando os dados de vídeo usando um algoritmo usado para arquivar arquivos de computador no formato ZIP. A compressão forneceu uma avaliação da complexidade da resposta do cérebro. Os voluntários que estavam conscientes apresentaram um “índice de complexidade de perturbação” de 0,31 a 0,70, com o índice caindo abaixo de 0,31 se estivessem em estado de sono profundo ou sob anestesia.
A equipe então testou o zip e o zap em 81 pacientes que estavam minimamente conscientes ou inconscientes (comatosos). No primeiro grupo, que apresentava alguns sinais de comportamento irrefletido, o método mostrou corretamente que 36 dos 38 estavam conscientes. Dos 43 pacientes em estado “vegetal” com os quais os familiares na cabeceira do leito nunca conseguiram estabelecer comunicação, 34 foram classificados como inconscientes e outros nove não. Seus cérebros responderam de forma semelhante aos daqueles que estavam conscientes, o que significa que eles também estavam conscientes, mas incapazes de se comunicar com a família.
A pesquisa atual visa padronizar e aprimorar a técnica para pacientes neurológicos, bem como estendê-la a pacientes de departamentos psiquiátricos e pediátricos. Com o tempo, os cientistas identificarão o conjunto específico de mecanismos neurais que dão origem às experiências.
Em última análise, precisamos de uma teoria científica convincente da consciência que responda à questão em que condições qualquer sistema físico – seja uma cadeia complexa de neurónios ou transístores de silício – experimenta sensações. E por que a qualidade da experiência é diferente? Por que um céu azul claro parece diferente do som de um violino mal afinado? Essas diferenças de sensações têm alguma função específica? Se sim, qual? A teoria nos permitirá prever quais sistemas serão capazes de sentir algo. Na ausência de uma teoria com previsões testáveis, qualquer inferência sobre a consciência das máquinas baseia-se apenas no nosso instinto, que, como a história da ciência tem mostrado, deve ser invocado com cautela.
Uma das principais teorias da consciência é a teoria (GWT), proposta pelo psicólogo Bernard Baars e pelos neurocientistas Stanislas Dean e Jean-Pierre Changeux.
Para começar, eles argumentam que quando uma pessoa está consciente de algo, muitas áreas diferentes do cérebro acessam essa informação. Já se uma pessoa age inconscientemente, a informação está localizada no sistema sensório-motor específico (sensório-motor) envolvido. Por exemplo, quando você digita rapidamente, você faz isso automaticamente. Se lhe perguntarem como fazer isso, você não saberá responder porque tem acesso limitado a essa informação, que está localizada nos circuitos neurais que conectam os olhos aos movimentos rápidos dos dedos.
A acessibilidade global gera apenas um fluxo de consciência, pois se algum processo é acessível a todos os outros processos, então é acessível a todos eles - tudo está conectado a tudo. É assim que o mecanismo de supressão de imagens alternativas é implementado.
Esta teoria explica bem todos os tipos de transtornos mentais, onde falhas de centros funcionais individuais, conectados por padrões de atividade neural (ou de uma área inteira do cérebro), introduzem distorções no fluxo geral do “espaço de trabalho”, distorcendo assim a imagem em comparação com o estado “normal” (de uma pessoa saudável) .
A caminho de uma teoria fundamental
A teoria do GWT afirma que a consciência deriva de um tipo especial de processamento de informação: é-nos familiar desde os primórdios da IA, quando programas especiais tinham acesso a um pequeno armazenamento de dados acessível ao público. Qualquer informação registrada no “quadro de avisos” tornou-se disponível para uma série de processos auxiliares - memória de trabalho, linguagem, módulo de planejamento, reconhecimento de rostos, objetos, etc. são transmitidos para diversos sistemas cognitivos - e processam dados para reprodução da fala, armazenamento na memória ou execução de ações.
Dado que o espaço num quadro de avisos é limitado, só podemos ter uma pequena quantidade de informação disponível num determinado momento. Acredita-se que a rede de neurônios que transmite essas mensagens esteja localizada nos lobos frontal e parietal.
Uma vez que estes dados escassos (dispersos) são transferidos para a rede e se tornam disponíveis publicamente, a informação torna-se consciente. Ou seja, o sujeito tem consciência disso. As máquinas modernas ainda não atingiram este nível de complexidade cognitiva, mas é apenas uma questão de tempo.
A teoria "GWT" afirma que os computadores do futuro serão conscientes
A teoria geral da informação da consciência (TII), desenvolvida por Tononi e seus associados, utiliza um ponto de partida muito diferente: as próprias experiências. Cada experiência tem suas próprias características principais especiais. É imanente, existindo apenas para o sujeito como “mestre”; é estruturado (um táxi amarelo diminui a velocidade enquanto um cachorro marrom atravessa a rua); e é concreto – diferente de qualquer outra experiência consciente, como um quadro separado num filme. Além disso, é sólido e definido. Quando você se senta em um banco de parque em um dia quente e claro e observa as crianças brincando, os vários elementos da experiência – o vento soprando em seus cabelos, a alegria dos pequenos rindo – não podem ser separados uns dos outros sem que a experiência cesse. ser o que é.
Tononi postula que tais propriedades - isto é, um certo nível de consciência - possuem algum mecanismo complexo e acoplado, em cuja estrutura é criptografado um conjunto de relações de causa e efeito. Será como se algo viesse de dentro.
Mas se, tal como o cerebelo, o mecanismo carecer de complexidade e conectividade, não terá consciência de nada. Como diz esta teoria,
a consciência é uma habilidade inerente e contingente associada a mecanismos complexos como o cérebro humano.
A teoria também deriva da complexidade da estrutura interligada subjacente um único número não negativo Φ (pronuncia-se “fy”), que quantifica esta consciência. Se F for zero, o sistema não tem consciência de si mesmo. Por outro lado, quanto maior o número, maior o poder aleatório inerente ao sistema e mais consciente ele é. O cérebro, que se caracteriza por uma conectividade colossal e altamente específica, tem um F muito alto, o que implica um alto nível de consciência. A teoria explica vários fatos: por exemplo, por que o cerebelo não está envolvido na consciência ou por que o contador zip e zap realmente funciona (os números produzidos pelo contador são F numa aproximação aproximada).
A teoria do IIT prevê que uma simulação computacional digital avançada do cérebro humano não pode ser consciente – mesmo que a sua fala seja indistinguível da fala humana. Assim como simular a enorme atração gravitacional de um buraco negro não distorce o continuum espaço-tempo ao redor do computador usando o código, programado a consciência nunca dará origem a um computador consciente. Giulio Tononi e Marcello Massimini, Natureza 557, S8-S12 (2018)
Segundo o IIT, a consciência não pode ser calculada e calculada: ela deve ser incorporada à estrutura do sistema.
A principal tarefa dos neurocientistas modernos é utilizar as ferramentas cada vez mais sofisticadas à sua disposição para estudar as infinitas conexões dos diversos neurônios que formam o cérebro, para delinear ainda mais os traços neurais da consciência. Dada a intrincada estrutura do sistema nervoso central, isto levará décadas. E finalmente formular uma teoria básica baseada em fragmentos existentes. Uma teoria que explicará o principal quebra-cabeça da nossa existência: como um órgão que pesa 1,36 kg e tem composição semelhante à da coalhada de feijão encarna o sentido da vida.
Uma das aplicações mais interessantes desta nova teoria, na minha opinião, é a possibilidade de criar uma IA que tenha consciência e, o mais importante, sensações. Além disso, a teoria fundamental da consciência nos permitirá desenvolver métodos e formas de implementar uma evolução mais rápida das habilidades cognitivas humanas. Homem - o futuro.
Fonte: habr.com