Ce este Conștiința? Da, de fapt, totul. Este o melodie înfiptă în cap, dulceața unei bare de ciocolată, durerea palpitantă a unei dureri de dinți, a iubirii sălbatice, a cunoașterii că toate sentimentele vor dispărea vreodată. Originea și natura acestor experiențe, uneori numite calia, au fost un mister încă din primele zile ale antichității și până în zilele noastre. Mulți filosofi moderni care analizează mintea, inclusiv Daniel Dennett, de la Universitatea Tufts, consideră existența conștiinței ca o insultă atât de flagrantă către un univers lipsit de sens al materiei și de gol, încât o declară o iluzie. Adică, fie neagă existența calității, fie susțin că știința nu o va înțelege niciodată.
Dacă această afirmație ar fi adevărată, nu am avea nimic de discutat. Tot ceea ce trebuie explicat lui Krishtof Koch, care a scris acest eseu, este motivul pentru care tu, eu și toți ceilalți suntem ferm convinși că avem sentimente. Cu toate acestea, credința că durerea este o iluzie nu va diminua acea durere. Deci, trebuie să existe o altă soluție la problema corpului și a minții. Mai departe - de la prima persoană.
Majoritatea oamenilor de știință își iau conștiința de la sine și se străduiesc să înțeleagă conexiunea ei cu lumea obiectivă descrisă de știință. Cu mai bine de un sfert de secol în urmă, Francis Crick și cu mine am decis să lăsăm deoparte discuțiile filozofice despre conștiința care au atras oamenii de știință de la Aristotel și să căutăm amprente fizice ale acesteia. Ce se întâmplă cu partea excitată a substanței creierului care dă naștere conștiinței? După ce vom înțelege acest lucru, ne vom apropia de rezolvarea unei probleme mai fundamentale.
Căutăm, în special, corelațiile neuronale ale conștiinței (NCC), definite drept mecanismele neuronale minime care vor fi suficiente pentru orice experiență conștientă particulară. Ce trebuie să se întâmple în creierul tău pentru a experimenta o durere de dinți, de exemplu? Unele celule nervoase trebuie să vibreze la o anumită frecvență magică? Trebuie să activez niște „neuroni conștiincioși” speciali? În ce zone ale creierului trebuie localizate aceste celule?
Corelații neuronale ale conștiinței
Atunci când determinăm NCC, este important să înțelegem unde este minimul. Creierul în ansamblu poate fi considerat NCC: generează experiențe zi de zi, non-stop. Dar locația conștiinței poate fi în plus închisă. Luăm, de exemplu, măduva spinării - un „furtun” lung și flexibil de neuroni înghesuiți în os, cu un miliard de celule nervoase. Dacă măduva spinării este complet deteriorată în timpul unei leziuni în zona gâtului, persoana devine paralizată la nivelul picioarelor, brațelor și trunchiului, nu va putea controla intestinele și vezica și va pierde simțul corpului. Dar astfel de oameni paralizați continuă să se bucure de viață în toată diversitatea sa - văd, aud, miros, experimentează și își amintesc totul așa cum a fost înainte de tristul incident. Pur și simplu nu se pot plimba și defeca voluntar.
Sau luați în considerare cerebelul, „creierul mic” din spatele creierului. Este unul dintre cele mai vechi circuite ale creierului dintr-o perspectivă evolutivă, implicat în controlul secvențelor de mișcare, postură, mers și mișcare complexă. Cântarea pianului, tastarea, dansul pe gheață sau alpinismul sunt determinate de munca cerebelului. Conține neuroni magnifici - celule Purkinje, care au antene și care se răspândesc ca coralii de mare și au o dinamică electrică complexă. De asemenea, are cei mai mulți neuroni, de ordinul a 69 miliarde, de patru ori mai mulți decât restul creierului.
Video promotional:
Ce se întâmplă cu conștiința dacă cerebelul este parțial deteriorat ca urmare a unui accident vascular cerebral sau sub un cuțit al unui chirurg? Nu contează. Pacienții cu un cerebel deteriorat se plâng de unele deficiențe, nu cântă la pian sau tip, dar nu pierd niciodată niciun aspect al conștiinței. Ei aud, văd și se simt grozav, își păstrează respectul de sine, își amintesc evenimentele din trecut și continuă să se proiecteze în viitor. Chiar și a fi născut fără cerebel nu are o influență puternică asupra experienței conștiente a individului.
Se dovedește că uriașul aparat cerebelos nu are nicio legătură cu experiența subiectivă. De ce? Pot fi găsite indicii importante în circuitul său, care este extrem de omogen și paralel (la fel ca bateriile pot fi conectate în paralel). Cerebelul funcționează destul de simplu: un set de neuroni afectează următorul, iar acesta trece bastonul la al treilea. Nu există bucle de feedback complexe care se reflectă în activitatea electrică care trece. (Având în vedere timpul necesar pentru a se dezvolta percepția conștientă, majoritatea teoreticienilor consideră că ar trebui să includă bucle de feedback în circuitele cavernoase ale creierului.) În plus, cerebelul este împărțit funcțional în sute sau mai multe module de calcul independente. Fiecare dintre ele funcționează în paralel, cu intrări și ieșiri separate, care nu se suprapun,controlul mișcărilor diverselor sisteme motorii sau cognitive. Ei interacționează slab - iar conștiința, dimpotrivă, necesită implicarea reciprocă a multor sisteme.
O lecție importantă pe care am învățat-o din studiul nostru asupra măduvei spinării și a cerebelului este că geniul conștiinței nu apare de fiecare dată când este stimulat niciun țesut nervos. Nevoie de mai mult. Acest factor suplimentar se regăsește în materia cenușie care alcătuiește celebrul cortex cerebral, suprafața sa exterioară. Este o foaie laminată de țesut nervos complex, interconectat, dimensiunea și lățimea unei pizza de 14 inci. Două astfel de foi, împăturite de mai multe ori, împreună cu sutele de milioane de fire - materia albă - sunt strânse în craniu. Totul sugerează că țesutul neocortical dă naștere la sentimente.
Puteți restrânge în continuare locația conștiinței. Luați, de exemplu, experimente în care diferiți stimuli sunt aplicați asupra ochilor drept și stâng. Să spunem că ochiul stâng îl privește pe Donald Trump, iar ochiul drept îl privește pe Hillary Clinton. Unul și-ar imagina că o persoană ar vedea o superpoziție a lui Trump și Clinton. În realitate, îl vei vedea pe Trump timp de câteva secunde, după care dispare și apare Clinton. Apoi va dispărea și Trump se va întoarce. Două imagini se vor înlocui între ele datorită rivalității binoculare - un război între ochi pentru primat. Întrucât creierul primește o contribuție dublă, nu poate alege între Trump și Clinton.
Dacă, în același timp, vă aflați într-un scaner magnetic care înregistrează activitatea creierului, experimentatorii vor constata că o mare varietate de regiuni ale cortexului - cortexul parietal posterior - va juca un rol semnificativ în urmărirea a ceea ce vedem. Remarcabil, cortexul vizual primar, care primește și transmite informația pe care o primește de la ochi, nu semnalează ceea ce subiectul vede. Aceeași diviziune a muncii este valabilă pentru sunet și atingere: cortexul auditiv primar și somatosenzorial primar nu afectează în mod direct conținutul experienței auditive sau somato-senzoriale. În schimb, procesul include următoarea etapă - în zona activă a cortexului parietal posterior - care dă naștere percepției conștiente.
Mai multă lumină va fi aruncată de două surse clinice de cauzalitate: stimularea electrică a țesutului cortical și examinarea pacienților după ce anumite zone au fost pierdute prin accidentare sau boală. De exemplu, înainte de a îndepărta o tumoră cerebrală sau un locus de criză epileptică, neurochirurgii mapează funcțiile țesutului cortical din apropiere, stimulându-l direct cu electrozii. Stimularea zonei calde posterioare poate induce un flux de senzații și sentimente diferite. Acestea pot fi sclipiri de lumină, forme geometrice, grimase, halucinații auditive sau vizuale, senzația de deja vu, dorința de a mișca un anumit membru etc. Stimularea scoarței anterioare este o chestiune diferită în întregime: în mare, nu creează nicio experiență directă.
A doua sursă de informații o reprezintă pacienții neurologilor din prima jumătate a secolului XX. Uneori, chirurgii au trebuit să taie o centură mare a cortexului prefrontal pentru a îndepărta tumorile sau pentru a ameliora convulsiile epileptice. Este remarcabil cât de neobișnuiți sunt acești pacienți. Pierderea unei părți a lobului frontal a avut câteva consecințe dăunătoare: pacienții au dezvoltat o reticență de a restrânge emoții sau acțiuni inacceptabile, deficite motorii și repetări necontrolate de acțiuni sau cuvinte. Cu toate acestea, după operație, s-au simțit mai bine și au continuat să trăiască fără semne de pierdere sau deteriorare a experienței conștiente. În schimb, îndepărtarea chiar a unor zone mici ale cortexului posterior, unde au fost localizate zone fierbinți, ar putea duce la o întreagă clasă de probleme cu conștiința: pacienții nu puteau recunoaște fețele, nu pot recunoaște mișcările, culorile sau pot naviga în spațiu.
Astfel, s-ar crede că privirile, sunetele și alte senzații de viață pe care le experimentăm se nasc în zone ale scoarței posterioare. Din câte putem spune, aproape toate experiențele conștiente apar acolo. Care este diferența fundamentală între aceste regiuni posterioare și cea mai mare parte a cortexului prefrontal, care nu afectează în mod direct conținutul subiectiv? Nu știm. Cu toate acestea, o descoperire recentă indică faptul că neuroștiștii ar putea fi aproape de un indiciu.
Contor de conștiință
Medicina are nevoie de un dispozitiv care poate detecta în mod fiabil prezența sau absența conștiinței la persoanele cu dizabilități sau deficiențe. În timpul operației, de exemplu, pacienții sunt cufundați în anestezie pentru a rămâne imobili și cu o tensiune arterială stabilă - acest lucru le permite să nu simtă nicio durere sau să dezvolte amintiri traumatice. Din păcate, acest obiectiv nu este întotdeauna atins: în fiecare an, sute de pacienți rămân oarecum conștienți sub anestezie.
O altă categorie de pacienți care prezintă leziuni cerebrale traumatice severe din cauza unui accident, infecție sau intoxicații severe poate trăi ani de zile fără a putea să vorbească sau să răspundă la solicitări verbale. Imaginează-ți un astronaut plutind în spațiu ascultând centrul de control încercând să-l contacteze. Microfonul său deteriorat nu-i transmite vocea și pare complet tăiat din lume. De asemenea, pacienții cu leziuni cerebrale care îi împiedică să comunice cu lumea experimentează o formă extremă de închisoare solitară.
La începutul anilor 2000, Giulio Tononi de la Universitatea din Wisconsin-Madison și Marcello Massimini de la Universitatea din Milano din Italia au inventat tehnica zip-zap pentru a determina dacă o persoană este conștientă sau nu. Oamenii de știință au pus pe craniu o bobină de fire și o „trag” - ei trimit un impuls puternic de energie magnetică în craniu, inducând scurt un curent electric în neuroni. La rândul său, această interferență excită și inhibă celulele partenere ale neuronilor din zonele conectate, trecând prin creier în valuri până când moare. O rețea de senzori EEG localizați în afara craniului citește aceste semnale electrice. Pe măsură ce se desfășoară în timp, aceste urme, care corespund fiecărui loc specific în creierul de sub craniu, se adaugă la o imagine.
Această imagine nu arată niciun model, dar nici nu este complet aleatorie. Vă permite să determinați cum creierul este liber de conștiință, prin ritmuri. Oamenii de știință cuantifică aceste date comprimându-le într-o arhivă cu algoritmul obișnuit.zip și obțin complexitatea răspunsului cerebral. Voluntarii care s-au trezit au avut un „indice de dificultate de perturbație” între 0,31 și 0,7, care a scăzut sub 0,31 odată cu somnul profund sau anestezia. Massimini și Tononi și-au testat metoda pe 48 de pacienți care aveau leziuni cerebrale, dar care erau receptivi și treaz, și au descoperit că în fiecare caz, metoda vă permite să determinați prezența conștiinței la o persoană.
Apoi, grupul a aplicat metoda la 81 de pacienți care au fost minim conștienți sau în stare vegetativă. În primul grup, care a prezentat unele semne ale comportamentului care nu reflectă, metoda a identificat cu exactitate 36 de oameni din 38 conștienți. El a identificat greșit doi pacienți ca fiind inconștienți. Din 43 de pacienți vegetativi care nu au răspuns în niciun fel, 34 au fost marcați inconștienți, dar 9 au fost conștienți. Creierul lor a răspuns în mod similar creierelor celor care erau conștienți, ceea ce înseamnă că erau conștienți, dar nu puteau comunica acest lucru celor dragi.
Cercetările curente vizează standardizarea și îmbunătățirea metodei zip-zap pentru pacienții neurologici și extinderea acesteia la pacienții psihiatrici și pediatri. Mai devreme sau mai târziu, oamenii de știință vor descoperi un set specific de mecanisme neuronale care generează un fel de experiență conștientă. În timp ce aceste descoperiri vor avea implicații clinice importante și vor ajuta familiile și prietenii, nu reușesc să răspundă la întrebări fundamentale: De ce sunt acești neuroni și nu aceștia? De ce la această frecvență, și nu la asta? Misterul care îi încântă pe toți este cum și de ce orice bucată organizată de substanță activă generează senzații conștiente. La urma urmei, creierul, ca orice alt organ, respectă aceleași legi ale fizicii ca inima și rinichii. Ce le face diferite? Ce biofizică transformă masa gri,o materie cenușie în grandiosul tehnicolor și bogăția sunetului cu care este înzestrată experiența noastră de zi cu zi cu această lume?
În cele din urmă, avem nevoie de o teorie științifică satisfăcătoare a conștiinței, care prezice în ce condiții orice sistem fizic dat - fie un circuit complex de neuroni sau tranzistoare de siliciu - începe să experimenteze în cel mai adevărat sens al cuvântului. De ce va diferi calitatea acestor experiențe? De ce este cerul albastru limpede atât de diferit de scrâșnitul unei vioane slab tunate? Există o funcție pentru aceste diferențe de experiență și, dacă da, ce? O astfel de teorie ne va permite să determinăm ce experiențe va avea un anumit sistem. Înainte de a apărea, orice discuție despre conștiința mașinii se va baza doar pe intuiția noastră, care, așa cum arată istoria științifică, este un ghid nesigur.
O dezbatere deosebit de aprigă a izbucnit asupra celor două cele mai populare teorii ale conștiinței. Una dintre ele este teoria spațiului neuronal global (GNW), dezvoltată de psihologul Bernard Baars și de neurologii Stanislas Dehanet și Jean-Pierre Shangyeux. Teoria începe cu postulatul că atunci când deveniți conștienți de ceva, multe părți diferite ale creierului dvs. accesează informațiile respective. Dacă, pe de altă parte, acționați inconștient, informațiile sunt localizate în sistemul senzorial-motor specific implicat în proces. De exemplu, atunci când tastați rapid, o faceți automat. Întrebându-vă cum o faceți și nu puteți răspunde: practic nu aveți acces conștient la aceste informații și este concentrat în circuitele creierului care conectează ochii la mișcarea rapidă a degetelor.
Spre teoria fundamentală
Conform GNW, conștiința provine dintr-un anumit tip de procesare a informației - familiară din primele zile ale inteligenței artificiale, când programele specializate au accesat depozite mici și partajate de informații. Indiferent de datele scrise pe acest „tablou”, au devenit disponibile diverse procese auxiliare: memorie de lucru, limbă, modul de planificare etc. Conform GNW, conștiința apare atunci când informațiile senzoriale primite, scrise pe un astfel de tablou, sunt difuzate pe scară largă către diferite sisteme cognitive - care prelucrează aceste date pentru conversație, conservare, reamintire sau acțiune.
Întrucât nu există prea mult spațiu pe această placă, este posibil să nu fim conștienți de multe informații în același timp. Se crede că rețeaua de neuroni care transmite aceste mesaje este localizată în lobii frontali și parietali. Odată ce datele rare sunt transmise prin rețea și puse la dispoziție la nivel global, informațiile devin conștiente. Adică subiectul este conștient de asta. Deși mașinile moderne nu au atins încă acest nivel de complexitate cognitivă, înainte de a fi doar o chestiune de timp. GNW presupune că calculatoarele viitorului vor fi conștiente.
Teoria informației integrate (IIT), dezvoltată de Tononi și colegii săi, am inclus eu, are un punct de plecare complet diferit: experiența în sine. Orice experiență are anumite proprietăți esențiale. Este intern, există doar pentru subiect ca „proprietar”, este structurat (un autobuz galben frânează în fața unui câine care traversează drumul), este concret - se poate distinge de alte experiențe conștiente, precum o fotografie separată într-un film. Mai mult, este uniform și definit. În timp ce stai pe o bancă din parc într-o zi caldă și frumoasă, urmărind cum se joacă copiii, diferitele părți ale experienței - briza din părul tău, bucuria râsului bebelușului tău - nu pot fi împărțite în părți fără a pierde plenitudinea experienței.
Tononi postulează că orice mecanism complex și interconectat, a cărui structură codifică mai multe relații cauzale, va avea aceste proprietăți - și, prin urmare, va avea un anumit nivel de conștiință. Dacă, la fel ca cerebelul, acest mecanism nu are integrare și complexitate, nu este conștient de nimic. Conform IIT, conștiința este o forță de cauzalitate intrinsecă posedată de mecanisme complexe precum creierul uman.
IIT prezice, de asemenea, că simulările sofisticate ale unui creier uman care rulează pe un computer digital nu pot fi conștiente - chiar dacă vorbește într-un mod care nu se distinge de la o persoană reală. La fel cum modelează atracția gravitațională masivă a unei găuri negre nu se va distruge spațiul în jurul unui computer, programarea minții nu va crea niciodată un computer conștient.
Ne confruntăm cu două sarcini. Unul dintre ei este să folosească instrumente din ce în ce mai avansate, să observe și să investigheze neuronii, să caute conștiința în acești neuroni. Va dura zeci de ani, având în vedere complexitatea bizantină a sistemului nervos central. O altă provocare este confirmarea sau respingerea celor două teorii dominante. Sau creați-l pe cel mai bun pe fragmentele acestor două și explicați cum un organ de un kilogram și jumătate ne oferă plenitudinea senzațiilor.
Ilya Khel
