Što je svijest? Da, zapravo, sve. To je melodija zaglavljena u glavi, slatkoća čokoladne šipke, gipka bol zubobolje, divlja ljubav, saznanje da će svi osjećaji ikada izblijediti. Podrijetlo i priroda ovih iskustava, koja se ponekad nazivaju i qualia, bila su misterija od najranijih dana antike do današnjih dana. Mnogi suvremeni filozofi koji analiziraju um, uključujući Daniela Dennetta sa Sveučilišta Tufts, smatraju da je postojanje svijesti tako gruba uvreda za besmisleni svemir materije i ništav da ga proglašavaju iluzijom. Odnosno, ili negiraju postojanje qualia, ili tvrde da ga znanost nikada neće razumjeti.
Da je ta izjava istinita, ne bismo imali o čemu razgovarati. Sve to treba objasniti Krishtofu Kochu, koji je napisao ovaj esej, zašto ste vi, ja i svi ostali, uvjereni u to da mi imamo osjećaja. Međutim, vjerovanje da je bol iluzija neće umanjiti tu bol. Dakle, mora postojati drugo rješenje problema tijela i uma. Nadalje - od prve osobe.
Većina znanstvenika uzima svijest zdravo za gotovo i nastoji razumjeti njezinu povezanost s objektivnim svijetom koji je opisala znanost. Prije više od četvrt stoljeća Francis Crick i ja odlučili smo staviti na stranu filozofske rasprave svijesti koje su privlačile znanstvenike još od Aristotela i tražiti njegove fizičke otiske. Što se događa s uzbuđenim dijelom moždane tvari koji rađa svijest? Kad to shvatimo, približit ćemo se rješavanju temeljnijeg problema.
Tražimo posebno neuronske korelate svijesti (NCC), definirane kao minimalne neuronske mehanizme koji će biti dovoljni za bilo koje određeno svjesno iskustvo. Što se u vašem mozgu mora dogoditi da na primjer osjetite zubobolju? Moraju li neke živčane stanice vibrirati određenom čarobnom frekvencijom? Trebam li aktivirati neke posebne "neurone svijesti"? U kojim područjima mozga se ove stanice trebaju nalaziti?
Neuralni korelati svijesti
Pri određivanju NCC-a važno je razumjeti gdje je minimum. Mozak se u cjelini može smatrati NCC-om: on stvara iskustva iz dana u dan, non-stop. Ali mjesto svijesti može biti dodatno ograđeno. Uzmimo, na primjer, kičmenu moždinu - dugo, fleksibilno „crijevo“neurona skučenih u kosti, s milijardom živčanih stanica. Ako je leđna moždina tijekom ozljede u području vrata potpuno oštećena, osoba postaje paralizirana u nogama, rukama i trupu, neće moći kontrolirati crijeva i mjehur, a izgubit će osjećaj za tijelo. Ali takvi paralizirani ljudi i dalje uživaju u životu u svoj svojoj raznolikosti - vide, čuju, mirišu, doživljavaju i pamte sve kao što je bilo prije tužnog incidenta. Oni samo ne mogu hodati, pa dobrovoljno defeciraju.
Ili razmislite o moždanom mozgu koji je "mali mozak" ispod stražnjeg dijela mozga. To je jedan od najstarijih krugova mozga s evolucijske perspektive, uključen u kontrolu kretanja, držanja, hodanja i složenih kretanja. Sviranje klavira, tipkanje, plesanje na ledu ili penjanje na stijene određeni su radom cerebeluma. Sadrži veličanstvene neurone - Purkinje stanice, koje imaju antene i koji se šire poput morskih korala i imaju složenu električnu dinamiku. Ima i najviše neurona, reda 69 milijardi, četiri puta više od ostatka mozga zajedno.
Promotivni video:
Što se događa sa sviješću ako je mozak djelomično oštećen kao posljedica moždanog udara ili pod kirurškim nožem? Nema veze. Bolesnici s oštećenom moždanom dušom žale se na neke nedostatke, ne sviraju ni klavir ni vrstu, ali nikada ne gube niti jedan aspekt svijesti. Čuju, vide i osjećaju se sjajno, zadržavaju samopoštovanje, sjećaju se prošlih događaja i nastavljaju projicirati u budućnost. Čak i ako se rodite bez mozak, nema snažan utjecaj na svjesno iskustvo pojedinca.
Ispada da ogromni moždani aparat nema nikakve veze s subjektivnim iskustvom. Zašto? Važni tragovi mogu se naći u njegovom krugu, koji je izuzetno homogen i paralelan (slično kao što se baterije mogu spojiti paralelno). Na mozak djeluje sasvim jednostavno: jedan niz neurona utječe na sljedeći, a jedan prenosi štap u treći. Ne postoje složene povratne petlje koje se odražavaju na prolaznu električnu aktivnost. (S obzirom na vrijeme koje je potrebno da se razvije svjesna percepcija, većina teoretičara vjeruje da bi on trebao uključivati povratne petlje u kavernozni krug mozga.) Osim toga, mozak je funkcionalno podijeljen na stotine ili više neovisnih računskih modula. Svaki od njih radi paralelno, s odvojenim ulazima i izlazima koji se ne preklapaju,kontroliranje pokreta raznih motoričkih ili kognitivnih sustava. Međusobno djeluju - a svijest je, naprotiv, potrebna uzajamna uključenost mnogih sustava.
Jedna važna lekcija koju smo naučili iz našeg proučavanja leđne moždine i moždanog mozga je da se genij svijesti ne pojavljuje kad god se stimulira neko živčano tkivo. Treba više. Ovaj dodatni faktor nalazi se u sivoj tvari koja čini poznati moždani korteks, njegovu vanjsku površinu. To je laminirani lim od složenog, međusobno povezanog živčanog tkiva, veličine i širine pice od 14 inča. Dva takva lista, presavijena više puta, zajedno sa njihovim stotinama milijuna žica - bijelom tvarom - usko su zabijena u lubanju. Sve sugerira da neokortikalno tkivo rađa osjećaje.
Možete dodatno suziti mjesto svijesti. Uzmimo, na primjer, eksperimente u kojima se na različite desne i lijeve oči primjenjuju različiti podražaji. Recimo da vaše lijevo oko gleda Donalda Trumpa, a desno oko Hillary Clinton. Čovjek bi zamislio da bi osoba vidjela superpoziciju Trumpa i Clintona. U stvarnosti ćete Trumpa vidjeti nekoliko sekundi, nakon čega on nestaje i pojavljuje se Clinton. Tada će ona nestati i Trump će se vratiti. Dvije slike će se beskonačno zamijeniti jedna od druge zbog binokularnog suparništva - rata između očiju za primat. Budući da mozak prima dvostruki ulaz, ne može birati između Trumpa i Clintona.
Ako istovremeno ležiš u magnetskom skeneru koji bilježi moždane aktivnosti, eksperimentatori će otkriti da će široki raspon područja korteksa - stražnji parijetalni korteks - igrati značajnu ulogu u praćenju onoga što vidimo. Značajno je da primarni vizualni korteks, koji informacije koje prima od očiju i prenosi im informacije, ne signalizira ono što subjekt vidi. Ista podjela rada vrijedi za zvuk i dodir: primarni slušni i primarni somatosenzorni korteks ne utječu izravno na sadržaj slušnog ili somatosenzornog iskustva. Umjesto toga, postupak uključuje sljedeću fazu - u aktivnoj zoni stražnje parietalne kore - koja potiče svjesnu percepciju.
Više će svjetla izliti dva klinička izvora uzroka: električna stimulacija kortikalnog tkiva i ispitivanje pacijenata nakon što su određena područja izgubljena zbog ozljede ili bolesti. Primjerice, prije uklanjanja tumora mozga ili lokaliteta epileptičnih napada, neurokirurzi mapiraju funkcije obližnjih korteksnih tkiva izravno ga stimulirajući elektrodama. Stimuliranje stražnje vruće zone može izazvati protok različitih osjećaja i osjećaja. To mogu biti bljeskovi svjetla, geometrijski oblici, grimase, slušne ili vizualne halucinacije, osjećaj deja vu, želja za pomicanjem određenog udova itd. Stimuliranje prednjeg korteksa u potpunosti je druga stvar: općenito, to ne stvara nikakvo izravno iskustvo.
Drugi izvor informacija su pacijenti neurolozi iz prve polovice 20. stoljeća. Ponekad su kirurzi morali izrezati veliki pojas prefrontalnog korteksa kako bi uklonili tumore ili ublažili epileptične napade. Izvrsno je koliko su ti pacijenti neobični. Gubitak dijela frontalnog režnja imao je neke štetne posljedice: pacijenti su razvili nesklonost suzdržavanju neprihvatljivih emocija ili radnji, motoričkih nedostataka, nekontroliranih ponavljanja radnji ili riječi. Međutim, nakon operacije, poboljšali su se i nastavili živjeti bez znakova gubitka ili pogoršanja svjesnog iskustva. Suprotno tome, uklanjanje čak i malih područja zadnjeg korteksa, gdje su bile smještene vruće zone, moglo bi dovesti do čitavog razreda problema sa sviješću: pacijenti nisu mogli prepoznati lica, prepoznati pokrete, boje ili navigaciju u prostoru.
Stoga bi se moglo pomisliti da se pogledi, zvukovi i druga osjećanja života koja doživljavamo rađaju na područjima stražnjeg korteksa. Koliko znamo, tamo se pojavljuju gotovo sva svjesna iskustva. Koja je temeljna razlika između ovih posteriornih regija i većine prefrontalnog korteksa, što ne utječe izravno na subjektivni sadržaj? Ne znamo. Međutim, nedavno otkriće upućuje na to da su neuroznanstvenici možda i blizu traga.
Brojač svijesti
Medicini je potreban uređaj koji pouzdano može otkriti prisutnost ili odsutnost svijesti kod osoba s invaliditetom ili oštećenjima. Na primjer, tijekom operacije, pacijenti su uronjeni u anesteziju kako bi ostali nepokretni i sa stabilnim krvnim tlakom - to im omogućuje da se osjećaju bez boli i izbjegavaju traumatična sjećanja. Nažalost, ovaj cilj nije uvijek postignut: svake godine stotine pacijenata nekako ostanu pri svijesti pod anestezijom.
Druga kategorija pacijenata koji imaju teške traumatične ozljede mozga uslijed nesreće, infekcije ili teškog trovanja mogu živjeti godinama bez mogućnosti govora ili odgovora na verbalne zahtjeve. Zamislite astronauta kako pluta u svemiru i sluša kontrolni centar koji pokušava kontaktirati s njim. Njegov oštećeni mikrofon ne odašilje glas, a čini se da je potpuno odsječen od svijeta. Isto tako, pacijenti s oštećenjem mozga koji im onemogućavaju komunikaciju sa svijetom doživljavaju ekstremni oblik samoće.
Početkom 2000-ih Giulio Tononi sa Sveučilišta Wisconsin-Madison i Marcello Massimini sa Sveučilišta u Milanu u Italiji izumili su tehniku zip-zap kako bi utvrdili je li osoba svjesna ili ne. Znanstvenici stavljaju zavojnicu žica na lubanju i "pucaju" u nju - šalju snažni impuls magnetske energije u lubanju, nakratko indukujući električnu struju u neuronima. Ovo ometanje zauzvrat pobuđuje i inhibira partnerske stanice neurona u povezanim područjima, prolazeći kroz mozak u valu dok ne odumire. Mreža EEG senzora smještenih izvan lubanje čita ove električne signale. Kako se tijekom vremena razvijaju, ti se tragovi, svaki koji odgovaraju određenom mjestu u mozgu ispod lubanje, dopunjuju slikom.
Ova slika ne pokazuje nikakve obrasce, ali nije ni posve slučajna. Omogućuje vam da odredite kako je mozak oslobođen svijesti, po ritmovima. Znanstvenici kvantitativno utvrđuju ove podatke komprimirajući ih u arhivu s uobičajenim algoritmom.zip i dobivaju složenost mozga. Volonteri koji su se probudili imali su "indeks poteškoća u poremećaju" između 0,31 i 0,7, koji je pao ispod 0,31 uz duboki san ili anesteziju. Massimini i Tononi testirali su svoju metodu na 48 pacijenata koji su imali oštećenje mozga, ali koji su bili osjetljivi i budni, te otkrili da metoda u svakom slučaju omogućuje utvrđivanje prisutnosti svijesti kod osobe.
Skupina je zatim primijenila metodu na 81 pacijentu koji su bili minimalno svjesni ili su u vegetativnom stanju. U prvoj skupini koja je pokazivala neke znakove ne-refleksnog ponašanja, metoda je točno identificirala 36 ljudi u svijesti od 38. Pogrešno je identificirao dva pacijenta kao nesvjesne. Od 43 vegetativna pacijenta koji nisu odgovorili ni na koji način, 34 su označena u nesvijesti, ali 9 su bili svjesni. Mozak im je odgovarao na mozak onih koji su bili svjesni, što znači da su bili svjesni, ali nisu mogli to prenijeti svojim voljenima.
Trenutno istraživanje usmjereno je na standardiziranje i poboljšanje zip-zap metode za neurološke pacijente i njegovo širenje na psihijatrijske i pedijatrijske bolesnike. Prije ili kasnije, znanstvenici će otkriti specifičan skup neuronskih mehanizama koji generiraju neku vrstu svjesnog iskustva. Iako će ovi nalazi imati važne kliničke posljedice i pomoći obiteljima i prijateljima, oni ne mogu odgovoriti na temeljna pitanja: Zašto su ovi neuroni, a ne oni? Zašto na ovoj frekvenciji, a ne na toj? Misterija koja svakoga uzbuđuje je kako i zašto bilo koji organizirani komadi aktivne tvari stvaraju svjesne senzacije. Uostalom, mozak se, kao i bilo koji drugi organ, pokorava istim zakonima fizike kao srce i bubrezi. Po čemu se oni razlikuju? Što biofizika transformira sivu masu,siva materija u veličanstvenoj tehnikolori i bogatstvu zvuka kojim je obdareno naše svakodnevno iskustvo s ovim svijetom?
Konačno, potrebna nam je zadovoljavajuća znanstvena teorija svijesti koja predviđa pod kojim uvjetima svaki dani fizički sustav - bilo da je to složen krug neurona ili silicijskih tranzistora - počne doživljavati u pravom smislu te riječi. Zašto će se kvaliteta tih iskustava razlikovati? Zašto se vedro plavo nebo toliko razlikuje od vriska loše podešene violine? Postoji li funkcija tih razlika u iskustvu i ako da, što? Takva teorija će nam omogućiti da odredimo koja će iskustva imati određeni sustav. Prije nego što se pojavi, svaki razgovor o strojnoj svijesti temeljit će se isključivo na našoj intuiciji, koja je, kako pokazuje znanstvena povijest, nepouzdan vodič.
Između dviju najpopularnijih teorija o svijesti izbila je posebno žestoka rasprava. Jedna od njih je teorija globalnog neuronskog prostora (GNW), koju su razvili psiholog Bernard Baars i neuroznanstvenici Stanislas Dehanet i Jean-Pierre Shangyeux. Teorija započinje postulatom da kada postanete svjesni nečega, mnogo različitih dijelova vašeg mozga pristupa tim informacijama. Ako s druge strane djelujete nesvjesno, informacije su lokalizirane u specifičnom senzorno-motornom sustavu koji je uključen u proces. Na primjer, kad brzo upišete, to radite automatski. Pitajući vas kako to radite, a ne možete odgovoriti: praktički nemate svjesni pristup tim informacijama, a koncentriran je u moždanim krugovima koji povezuju vaše oči s brzim pokretom prstiju.
Prema temeljnoj teoriji
Prema GNW-u, svijest proizlazi iz određene vrste obrade informacija - poznatih od ranih dana umjetne inteligencije, kada su specijalizirani programi pristupali malim, zajedničkim spremištima informacija. Bez obzira na podatke zapisane na ovoj „ploči“, postali su dostupni razni pomoćni procesi: radna memorija, jezik, modul za planiranje i tako dalje. Prema GNW-u, svijest nastaje kada se ulazne osjetilne informacije napisane na takvoj ploči široko emitiraju u različite kognitivne sustave - koji te podatke obrađuju za razgovor, očuvanje, prisjećanje ili djelovanje.
Budući da na ovoj ploči nema puno prostora, možda nismo svjesni mnogo informacija u isto vrijeme. Smatra se da je mreža neurona koji odašilju ove poruke smještena u frontalnom i parietalnom režnjevu. Nakon što se rijetki podaci emitiraju putem mreže i postanu dostupni globalno, informacije postaju svjesne. Odnosno, subjekt je toga svjestan. Iako moderni strojevi još uvijek nisu dostigli tu razinu kognitivne složenosti, samo je pitanje vremena prije. GNW pretpostavlja da će računala budućnosti biti svjesna.
Integrirana informacijska teorija (IIT), koju su razvili Tononi i njegovi kolege, uključujući i mene, ima potpuno drugačije polazište: samo iskustvo. Svako iskustvo ima određena bitna svojstva. Ona je unutarnja, postoji samo za subjekta kao "vlasnika", strukturirana je (žuti autobus koči ispred psa koji prelazi cestu), konkretna je - može se razlikovati od ostalih svjesnih iskustava, poput zasebnog kadra u filmu. Štoviše, jednoličan je i određen. Dok sjedite na klupi za park u toplom, lijepom danu i promatrate kako se djeca igraju, različiti dijelovi iskustva - povjetarac u kosi, radost dječjeg smijeha - ne mogu se podijeliti u dijelove bez gubitka punoće iskustva.
Tononi postulira da će svaki složeni i međusobno povezani mehanizam, čija struktura kodira više kauzalnih odnosa, imati ta svojstva - i stoga će imati određenu razinu svijesti. Ako, poput moždanih žljezda, i ovom mehanizmu nedostaje integracije i složenosti, toga nije svjestan. Prema IIT-u, svijest je svojstvena uzročna sila koju posjeduju složeni mehanizmi poput ljudskog mozga.
IIT također predviđa da sofisticirane simulacije ljudskog mozga koji rade na digitalnom računalu ne mogu biti svjesne - čak i ako govori na način koji se ne razlikuje od stvarne osobe. Baš kao što modeliranje masivnog gravitacijskog povlačenja crne rupe neće preskakati prostor tijekom računala, tako i umno programiranje nikada neće stvoriti svjesno računalo.
Suočeni smo s dva zadatka. Jedan od njih je upotreba sve naprednijih alata, promatranje i istraživanje neurona, traženje svijesti u tim neuronima. Proći će desetljeća, s obzirom na bizantsku složenost središnjeg živčanog sustava. Drugi je izazov potvrditi ili opovrgnuti dvije dominantne teorije. Ili stvorite najbolji na fragmentima ove dvojice i objasnite kako nam jedan i pol kilogram organ daje puninu senzacija.
Ilya Khel