Ка фундаменталној теорији свести

Порекло и природа свесних искустава - понекад се назива латинском речју куалиа - били су за нас мистерија од ране антике до недавно. Многи филозофи свести, укључујући и модерне, сматрају постојање свести толико неприхватљивом противречношћу онога што верују да је свет материје и празнине да га проглашавају илузијом. Другим речима, они или поричу постојање куалиа у принципу или тврде да се они не могу смислено проучавати кроз науку.

Да је ова пресуда тачна, овај чланак би био веома кратак. И не би било ништа испод реза. Али ту има нешто...

Ако се свест не може схватити помоћу научних алата, све што би требало је да се објасни зашто смо ти, ја и скоро сви остали толико сигурни да уопште имамо осећања. Међутим, због лошег зуба ми је нанела ђубре. Софистицирани аргумент да ме убеди да је мој бол илузоран неће ме ослободити ни трунке овог бола. Немам симпатије за такво ћорсокак тумачења везе душе и тела, па ћу можда наставити.

Свест је све што осећате (путем чулног уноса), а затим доживљавате (кроз перцепцију и разумевање).

У глави вам се заглавила мелодија, укус чоколадног десерта, досадна зубобоља, љубав према детету, апстрактно размишљање и схватање да ће једног дана свим сензацијама доћи крај.

Научници се постепено приближавају решавању мистерије која дуго брине филозофе. А кулминација овог научног истраживања очекује се да буде структурирана радна теорија свести. Најупечатљивији пример примене ове теорије је пуноправна АИ (ово не искључује могућност појаве АИ без теорије свести, већ на основу већ постојећих емпиријских приступа у развоју АИ)

Већина научника прихвата свест као датост и настоји да разуме њену везу са објективним светом који наука описује. Пре четврт века, Френсис Крик и остали когнитивни неуронаучници одлучио је да остави по страни филозофске расправе о свести (које се тичу научника барем од Аристотеловог времена) и уместо тога крену у потрагу за њеним физичким траговима.

Шта је то у веома ексцитативном делу мождане материје што ствара свест? Научивши ово, научници се могу надати да ће се приближити решавању фундаменталнијег проблема.
Конкретно, неуронаучници траже неуронске корелате свести (НЦЦ) - најмањи неуронски механизми који су колективно довољни за било које посебно свесно искуство сензације.

Шта се мора дешавати у мозгу да бисте, на пример, осетили зубобољу? Да ли неке нервне ћелије треба да вибрирају на некој магичној фреквенцији? Да ли треба да активирамо неке посебне „неуроне свести“? У којим деловима мозга би се такве ћелије могле налазити?

Неурални корелати свести

У дефиницији НКС-а важна је клаузула „минимална“. На крају крајева, мозак се у целини може сматрати НЦС - дан за даном он ствара сензације. А ипак се локација може још прецизније одредити. Узмите у обзир кичмену мождину, 46-центиметарску флексибилну цев од нервног ткива унутар кичме која садржи око милијарду нервних ћелија. Ако повреда проузрокује потпуно оштећење кичмене мождине до предела врата, жртва ће бити парализована у ногама, рукама и трупу, неће имати контролу над цревима или бешиком и биће лишена телесних сензација. Ипак, такви параплегичари настављају да доживљавају живот у свој његовој разноликости: виде, чују, миришу, доживљавају емоције и сећају се као и пре трагичног инцидента који им је коренито променио живот.

Или узмите мали мозак, „мали мозак“ у задњем делу мозга. Овај мождани систем, један од најстаријих у еволуционом смислу, укључен је у контролу моторичких вештина, држања тела и хода, а одговоран је и за спретно извођење сложених секвенци покрета.
Свирање клавира, куцање на тастатури, уметничко клизање или пењање по стенама - све ове активности укључују мали мозак. Опремљен је најпознатијим неуронима званим Пуркиње ћелије, које имају витице које лепршају попут морске лепезе корала и луче сложену електричну динамику. Мали мозак такође садржи највећи број неурона, око 69 милијарди (углавном су то звездасти церебеларни мастоцити) - четири пута вишенего цео мозак заједно (запамтите, ово је важна тачка).

Шта се дешава са свешћу ако особа делимично изгуби мали мозак као резултат можданог удара или под хируршким ножем?

Да, скоро ништа критично за свест!

Пацијенти са овим оштећењем жале се на неколико проблема, као што је мање течно свирање клавира или куцање на тастатури, али никада потпуни губитак било ког аспекта њихове свести.

Најдетаљнија студија о ефектима оштећења церебелара на когнитивне функције, опсежно проучавана у контексту церебеларни афективни синдром након можданог удара. Али чак иу овим случајевима, поред координационих и просторних проблема (горе), само некритична кршења извршних аспеката управљања, које карактерише истрајности, расејаност и благи пад способности учења.

Екстензивни церебеларни апарат нема везе са субјективним искуствима. Зашто? Његова неуронска мрежа садржи важан траг - изузетно је уједначена и паралелна.

Мали мозак је скоро у потпуности струјни круг: један ред неурона храни следећи, што заузврат утиче на трећи. Не постоје повратне петље које резонирају напред-назад унутар електричне активности. Штавише, мали мозак је функционално подељен на стотине, ако не и више, независних рачунарских модула. Сваки ради паралелно, са засебним улазима и излазима који се не преклапају који контролишу кретање или различите моторне или когнитивне системе. Они једва да ступају у интеракцију једни са другима, док је у случају свести ово још једна неопходна карактеристика.

Важна поука која се може научити из анализе кичмене мождине и малог мозга је да се генијалност свести не рађа тако лако ни у једној тачки ексцитације нервног ткива. Нешто друго је потребно. Овај додатни фактор лежи у сивој материји која чини озлоглашени церебрални кортекс - његову спољашњу површину. Сви доступни докази указују на то да сензације укључују неокортикални ткиво.

Можете још више сузити област у којој се налази фокус свести. Узмимо, на пример, експерименте у којима су десно и лево око изложене различитим надражајима. Замислите да је фотографија Ладе Приоре видљива само вашим левим оком, а фотографија Тесле С само вашим десним. Можемо претпоставити да ћете видети неки нови аутомобил из суперпонирања Ладе и Тесле један на други. У ствари, видећете Ладу неколико секунди, након чега ће он нестати и Тесла ће се појавити – а онда ће она нестати и Лада ће се поново појавити. Две слике ће заменити једна другу у бескрајном плесу - научници ово зову бинокуларно такмичење, или такмичење мрежњаче. Мозак споља прима двосмислене информације и не може да одлучи: да ли је Лада или Тесла?

Када лежите унутар скенера мозга, научници проналазе активност у широком спектру кортикалних области, које се заједнички називају задња врућа зона. Ово су паријетални, окципитални и темпорални региони задњег дела мозга и они играју најважнију улогу у праћењу онога што видимо.

Занимљиво је да примарни визуелни кортекс, који прима и преноси информације из очију, не одражава оно што особа види. Слична подела рада примећује се и у случају слуха и додира: примарни слушни и примарни соматосензорни кортекси не доприносе директно садржају слушног и соматосензорног искуства. Свесна перцепција (укључујући слике Ладе и Тесле) доводи до наредних фаза обраде - у задњој врућој зони.

Испоставило се да визуелне слике, звуци и друге животне сензације потичу из задњег кортекса мозга. Колико неуронаучници могу да кажу, скоро сва свесна искуства потичу одатле.

Бројач свести

За операције, на пример, пацијенти се стављају под анестезију да се не крећу, одржавају стабилан крвни притисак, не осећају бол и после тога немају трауматска сећања. Нажалост, то се не постиже увек: сваке године стотине пацијената под анестезијом су свесни у овом или оном степену.

Друга категорија пацијената са озбиљним оштећењем мозга као последица трауме, инфекције или тешког тровања може да живи годинама без могућности да разговара или одговара на позиве. Доказати да доживљавају живот је изузетно тежак задатак.

Замислите астронаута изгубљеног у свемиру, слушајући контролу мисије покушавајући да га контактира. Покварени радио не емитује његов глас, због чега га свет сматра несталим. Отприлике тако би се могло описати очајно стање пацијената чији су оштећени мозгови лишили контакта са светом – својеврсни екстремни облик самице.

Почетком 2000-их, Ђулио Тонони са Универзитета Висконсин-Медисон и Марчело Масимини увели су метод тзв. зап и зипда се утврди да ли је особа свесна или не.

Научници су применили калем обложених жица на главу и испалили шок (зап) - снажно пуњење магнетне енергије које је изазвало краткотрајну електричну струју. Ово је побуђивало и инхибирало партнерске неуронске ћелије у повезаним регионима кола, а талас је резоновао у церебралном кортексу све док активност није престала.

Мрежа сензора електроенцефалограма постављених на главу снимала је електричне сигнале. Како су се сигнали постепено ширили, њихови трагови, од којих сваки одговара одређеној тачки испод површине лобање, трансформисани су у филм.

Снимци нису показали никакав типичан алгоритам - али нису били ни потпуно насумични.

Занимљиво, што су ритмови укључивања и искључивања били предвидљивији, већа је вероватноћа да је мозак био у несвести. Научници су измерили ову претпоставку компримовањем видео података користећи алгоритам који се користи за архивирање рачунарских датотека у ЗИП формату. Компресија је дала процену сложености одговора мозга. Волонтери који су били свесни показали су „индекс сложености пертурбације“ од 0,31 до 0,70, са индексом који је пао испод 0,31 ако су били у стању дубоког сна или под анестезијом.

Тим је затим тестирао зип и зап на 81 пацијенту који су били или минимално свесни или несвесни (коматозни). У првој групи, која је показивала неке знаке нерефлективног понашања, метода је исправно показала да је 36 од 38 било свесно. Од 43 пацијента у „биљном“ стању са којима рођаци на челу болничког кревета никада нису успели да успоставе комуникацију, 34 су класификована као без свести, а још девет није. Њихови мозгови су реаговали слично као и они који су били свесни, што значи да су они такође били свесни, али нису могли да комуницирају са својом породицом.

Актуелна истраживања имају за циљ да стандардизују и унапреде технику за неуролошке пацијенте, као и да је прошире на пацијенте на психијатријским и педијатријским одељењима. Током времена, научници ће идентификовати специфичан скуп неуронских механизама који доводе до искустава.

На крају, потребна нам је убедљива научна теорија свести која ће одговорити на питање под којим условима било који физички систем – било да се ради о сложеном ланцу неурона или силицијумским транзисторима – доживљава сензације. И зашто је квалитет искуства другачији? Зашто се чисто плаво небо осећа другачије од звука лоше подешене виолине? Да ли ове разлике у сензацијама имају неку специфичну функцију? Ако јесте, који? Теорија ће нам омогућити да предвидимо који системи ће моћи нешто да осете. У недостатку теорије са проверљивим предвиђањима, сваки закључак о свести машина заснива се искључиво на нашем инстинкту, на који, као што је историја науке показала, треба се ослањати са опрезом.

Једна од главних теорија свести је теорија глобални неуронски радни простор (ГВТ), који су предложили психолог Бернард Барс и неуронаучници Станислас Деан и Јеан-Пиерре Цхангеук.

За почетак, они тврде да када је особа нечега свесна, многа различита подручја мозга приступају овим информацијама. Док ако особа делује несвесно, информације су локализоване у специфичном сензорно-моторном систему (сензорно-моторном) који је укључен. На пример, када брзо куцате, то радите аутоматски. Ако вас питају како то радите, нећете моћи да одговорите јер имате ограничен приступ овим информацијама, које су локализоване у неуронским круговима који повезују очи са брзим покретима прстију.

Глобална доступност генерише само један ток свести, јер ако је неки процес доступан свим другим процесима, онда је доступан свима њима – све је повезано са свиме. Тако се имплементира механизам за сузбијање алтернативних слика.
Ова теорија добро објашњава све врсте менталних поремећаја, где кварови појединачних функционалних центара, повезаних обрасцима неуронске активности (или читаве области мозга), уносе дисторзије у општи ток „радног простора“, чиме се изобличују слика у поређењу са „нормалним“ стањем (здраве особе) .

На путу до фундаменталне теорије

ГВТ теорија каже да свест потиче од посебне врсте обраде информација: позната нам је још од праскозорја вештачке интелигенције, када су специјални програми имали приступ малом, јавно доступном складишту података. Било која информација снимљена на „објавној табли“ постала је доступна бројним помоћним процесима – радној меморији, језику, модулу за планирање, препознавању лица, објеката итд. преносе у многе когнитивне системе – и они обрађују податке за репродукцију говора, чување у меморији или извођење радњи.

Пошто је простор на таквој огласној табли ограничен, у сваком тренутку можемо имати на располагању само малу количину информација. Сматра се да се мрежа неурона који преносе ове поруке налази у предњем и паријеталном режњу.

Када се ови оскудни (разбацани) подаци пренесу на мрежу и постану јавно доступни, информација постаје свесна. Односно, субјект је тога свестан. Савремене машине још нису достигле овај ниво когнитивне сложености, али је само питање времена.

"ГВТ" теорија каже да ће компјутери будућности бити свесни

Општа теорија информација о свести (ИИТ), коју су развили Тонони и његови сарадници, користи сасвим другачију полазну тачку: сама искуства. Свако искуство има своје посебне кључне карактеристике. Она је иманентна, постоји само за субјекта као „господар“; структуриран је (жути такси успорава док смеђи пас трчи преко улице); и то је конкретно — другачије од било ког другог свесног искуства, као посебан кадар у филму. Штавише, чврст је и дефинисан. Када седите на клупи у парку по топлом, ведром дану и гледате децу како се играју, различити елементи доживљаја - ветар који вам дува кроз косу, радост малишана који се смеју - не могу се одвојити један од другог, а да искуство не престане да буде оно што јесте.

Тонони постулира да таква својства – односно одређени ниво свести – имају било какав сложен и спрегнут механизам, у чијој структури је шифрован скуп узрочно-последичних веза. Осећаће се као да нешто долази изнутра.

Али ако, попут малог мозга, механизму недостаје сложеност и повезаност, он неће бити свестан ничега. Како ова теорија каже,

свест је инхерентна, контингентна способност повезана са сложеним механизмима као што је људски мозак.

Теорија такође изводи из сложености основне међусобно повезане структуре један ненегативан број Φ (изговара се „фи“), који квантификује ову свест. Ако је Ф нула, систем уопште није свестан себе. Супротно томе, што је већи број, то је већа инхерентна насумична моћ коју систем има и што је свеснији. Мозак, који карактерише колосална и високо специфична повезаност, има веома висок Ф, а то имплицира висок ниво свести. Теорија објашњава различите чињенице: на пример, зашто мали мозак није укључен у свест или зашто зип и зап бројач заправо функционише (бројеви које произведе бројач су Ф у грубој апроксимацији).

Теорија ИИТ-а предвиђа да напредна дигитална компјутерска симулација људског мозга не може бити свесна — чак и ако се њен говор не разликује од људског говора. Баш као што симулација масивне гравитационе привлачења црне рупе не искривљује просторно-временски континуум око рачунара користећи код, програмирано свест никада неће родити свесни компјутер. Ђулио Тонони и Марчело Масимини, Природа 557, С8-С12 (2018)

Према ИИТ-у, свест се не може израчунати и израчунати: она мора бити уграђена у структуру система.

Главни задатак савремених неуронаучника је да користе све софистицираније алате који су им на располагању за проучавање бескрајних веза различитих неурона који формирају мозак, како би даље оцртали неуронске трагове свести. С обзиром на сложену структуру централног нервног система, ово ће трајати деценијама. И коначно формулисати основну теорију засновану на постојећим фрагментима. Теорија која ће објаснити главну загонетку нашег постојања: како орган који тежи 1,36 кг и по саставу је сличан скути од пасуља оличава осећај живота.

Једна од најзанимљивијих примена ове нове теорије, по мом мишљењу, је могућност стварања вештачке интелигенције која има свест и, што је најважније, сензације. Штавише, фундаментална теорија свести ће нам омогућити да развијемо методе и начине за спровођење брже еволуције људских когнитивних способности. Човек – будућност.

Главни извор

Извор: ввв.хабр.цом