Mi a tudat? Igen, valójában mindent. A fejbe ragadt dallam, a csokoládé édessége, a fogfájás lüktető fájdalma, vad szerelem, az a tudat, hogy minden érzés elmúlik. Ezen élmények eredete és jellege, amelyeket néha qualia-nak hívnak, rejtély volt az antikvitás legkorábbi napjaitól napjainkig. Számos, az elmét elemző filozófus, köztük Daniel Dennett a Tuftsi Egyetemen úgy véli, hogy a tudatosság létezése olyan nyilvánvaló sértés az anyag értelmetlen univerzumára és az semmiségre, hogy illúziónak nyilvánítják. Vagyis vagy tagadják a kvália létezését, vagy azzal érvelnek, hogy a tudomány soha nem fogja megérteni.
Ha ez az állítás igaz lenne, akkor semmit nem beszélhetnénk. Mindent meg kell magyarázni Krishtof Koch-nak, aki ezt az esszét írta, ezért mi, én és mindenki másunk szilárdan meg vagyunk győződve arról, hogy érzéseink vannak. Ugyanakkor az a hit, hogy a fájdalom illúzió, nem csökkenti ezt a fájdalmat. Tehát, a test és az elme problémájának újabb megoldást kell találni. Tovább - az első személytől.
A legtöbb tudós magától értetődik, és igyekszik megérteni annak kapcsolatát a tudomány által leírt objektív világgal. Több mint egy negyed évszázaddal ezelőtt, Francis Crick és én úgy döntöttünk, hogy félreteszik a tudatosság filozófiai megbeszéléseit, amelyek Arisztotelész óta vonzták a tudósokat, és ennek fizikai nyomait keresték. Mi történik az agy anyagának izgatott részével, amely tudatosságot eredményez? Amint ezt megértjük, közelebb kerülünk egy alapvető probléma megoldásához.
Különösen a tudatosság neurális korrelációit (NCC, NCC) keressük, amelyeket minimális idegi mechanizmusokként definiálunk, amelyek elegendőek bármilyen konkrét tudatos tapasztalathoz. Mi történhet az agyadban, hogy például fogfájást szenvedjen? Vajon az idegsejteknek bizonyos mágikus frekvencián kell rezegni? Be kell aktiválnom néhány speciális "tudatosság neuront"? Az agy mely területein helyezkedjenek el ezek a sejtek?
A tudat neurális korrelációja
Az NCC meghatározásakor fontos megérteni, hogy hol van a minimum. Az agy egészét tekinthetjük NCC-nek: napról napra folyamatosan tapasztalatokat generál. De a tudatosság helyét ezenkívül elválaszthatjuk. Vegyük például a gerincvelőt - egy hosszú, rugalmas idegsejtek „tömlőjét”, amely csontba szorul, egy milliárd idegsejttel. Ha a gerincvelő teljes mértékben megsérül a nyaki sérülés során, akkor az ember megbénul a lábakban, a karokban és a törzsben, nem lesz képes ellenőrizni a belek és a hólyag kezelését, és elveszíti a testérzékét. De az ilyen bénult emberek továbbra is élvezik az életet annak minden sokszínűségében - mindent látnak, hallanak, szagolnak, megtapasztalnak és emlékeznek mindenre, ahogy a szomorú esemény előtt volt. Csak nem tudnak járni, és önként végzik el az ürítést.
Vagy vegye figyelembe a kisajt, az agy hátsó része alatt található „kis agyat”. Ez az evolúció szempontjából az egyik legrégibb agyi áramlás, mozgás, testtartás, járás és összetett mozgásvezérlés irányításával foglalkozik. A zongorázást, a gépelést, a jégtáncot vagy a sziklamászást mind a kisagyi munka határozza meg. Csodálatos idegsejteket tartalmaz - Purkinje sejteket, amelyek antennákkal rendelkeznek és tengeri korallokként terjednek és összetett elektromos dinamikájukkal rendelkeznek. Ugyancsak a legtöbb neuronnal rendelkezik, 69 milliárd nagyságrendű, négyszer annyi, mint az agy többi része összesen.
Promóciós videó:
Mi történik a tudatossággal, ha a kisagy stroke-ban vagy sebész késén részlegesen károsodik? Nem fontos. A károsodott kisagyban szenvedő betegek bizonyos hiányosságokról panaszkodnak, nem játsszanak zongorát vagy típust sem, de soha nem veszítik el a tudat egyik aspektusát sem. Nagyon hallják, látják és érzik magukat, megtartják önértékelésüket, emlékeznek a múltbeli eseményekre és folytatják maguknak a jövőbe vetítését. Még a kisagy nélkül történő születés sem befolyásolja erősen az egyén tudatos tapasztalatait.
Kiderült, hogy a hatalmas kisagyi készüléknek semmi köze sincs a szubjektív tapasztalatokhoz. Miért? Fontos nyomokat talál az áramkörében, amely rendkívül homogén és párhuzamos (ugyanúgy, mint az elemek párhuzamosan csatlakoztathatók). A kisagy meglehetősen egyértelműen működik: az egyik neuronkészlet befolyásolja a következőt, és az egyik átadja a botot a harmadikhoz. Nincsenek olyan komplex visszacsatolási hurkok, amelyek tükröződnének az áthaladó elektromos aktivitásban. (Tekintettel a tudatos észlelés kialakulásához szükséges időre, a legtöbb teoretikus úgy gondolja, hogy ennek tartalmaznia kell a visszacsatolási hurkokat az agy üreges áramkörében.) Ezenkívül a kisagy funkcionálisan több száz vagy több független számítási modulra van felosztva. Mindegyik párhuzamosan működik, különálló, nem átfedő bemenetekkel és kimenetekkel,különféle motoros vagy kognitív rendszerek mozgásának vezérlése. Gyengén kölcsönhatásba lépnek - és a tudatosság éppen ellenkezőleg, sok rendszer kölcsönös bevonását igényli.
Az egyik fontos tanulság, amelyet a gerincvelő és a kisagy tanulmányozása során tanultak, az, hogy a tudat dzsinnája nem jelenik meg, amikor bármilyen idegszövet stimulálódik. Több kell. Ez a kiegészítő tényező a szürke anyagban található, amely a híres agykéreg külső felületét alkotja. Ez egy összetett, összekapcsolt idegszövet laminált lapja, amelynek mérete és szélessége egy 14 hüvelykes pizza. Két ilyen, többször hajtogatott lap, több száz millió huzalukkal - fehér anyaggal - szorosan be van ütve a koponyába. Minden arra utal, hogy a neocorticalis szövetek érzéseket keltenek.
A tudatosság helyét tovább szűkítheti. Vegyünk például olyan kísérleteket, amelyek során különböző ingereket alkalmaznak a jobb és a bal szemre. Tegyük fel, hogy a bal szem Donald Trumpra, a jobb szem Hillary Clintonra néz. Elképzelhető, hogy egy ember Trump és Clinton szuperpozícióját látja. A valóságban néhány másodpercre látni fogja Trumpot, miután eltűnik, és Clinton megjelenik. Akkor eltűnik, és Trump visszatér. Két kép végtelenül helyettesíti egymást a binokuláris rivalizáció miatt - a szem közötti háború az elsőbbségért. Mivel az agy kettős bemenetet kap, nem választhat Trump és Clinton között.
Ha egyidejűleg egy mágneses szkennerben fekszik, amely rögzíti az agyi tevékenységet, a kísérletezők azt tapasztalják, hogy a kéreg sokféle régiója - a hátsó parietális kéreg - jelentős szerepet játszik a látás nyomon követésében. Figyelemre méltó, hogy az elsődleges vizuális kéreg, amely a szemtől kapott információt átveszi és továbbítja, nem jelzi, hogy mit lát az alany. Ugyanez a munkamegosztás érvényes a hang és a tapintás vonatkozásában is: az elsődleges hallás- és elsődleges szomatoszenzoros kéreg közvetlenül nem befolyásolja a halló- vagy szomatoszenzoros tapasztalatok tartalmát. Ehelyett a folyamat magában foglalja a következő fázist - a hátsó parietális kéreg aktív zónájában -, amely tudatos észlelést eredményez.
További fényt okoz az okozati összefüggés két klinikai forrása: a kéregszövet elektromos stimulálása és a betegek vizsgálata, miután bizonyos területek elvesztek sérülés vagy betegség miatt. Például, mielőtt eltávolítanák az agydaganatot vagy az epilepsziás rohamok helyét, az idegsebészek feltérképezik a közeli kéregszövetek funkcióit azáltal, hogy azokat elektródokkal közvetlenül stimulálják. A hátsó forró zóna stimulálása különféle érzések és érzések áramlását válthatja ki. Ezek lehetnek villogó fények, geometriai alakzatok, grimaszok, halló- vagy hallucinációk, deja vu érzés, egy bizonyos végtag mozgatásának vágya stb. Az elülső kéreg stimulálása teljesen más kérdés: összességében nem teremt közvetlen élményt.
A második információforrás a 20. század első felének neurológusai. A daganatok eltávolításához vagy az epilepsziás rohamok enyhítéséhez a sebészeknek ki kellett vágniuk a prefrontalis cortex nagy övét. Figyelemre méltó, hogy ezek a betegek szokatlanok. A frontális lebeny egy részének elvesztése káros következményekkel jár: a betegek vonakodtak az elfogadhatatlan érzelmek vagy cselekedetek visszatartására, motoros rendellenességekre, a műveletek vagy szavak ellenőrizetlen ismétléseire. A műtét után azonban jobban érezték magukat és tovább éltek anélkül, hogy a tudatos tapasztalatok elvesztésére vagy romlására utaltak volna. Ezzel szemben, még a hátsó kéreg kis részeinek eltávolítása is, ahol forró zónák találhatók, egész tudatosságproblémákhoz vezethet: a betegek nem voltak képesek felismerni az arcokat, felismerni a mozgásokat, a színeket és navigálni az űrben.
Így azt gondolhatnánk, hogy az élet megjelenése, hangja és egyéb érzései, amelyeket megtapasztalunk, a hátsó kéreg területein születnek. Amennyire meg tudjuk mondani, szinte minden tudatos tapasztalat ott megjelenik. Mi az alapvető különbség ezen hátsó régiók és a prefrontalis kéreg nagy része között, amely nem befolyásolja közvetlenül a szubjektív tartalmat? Nem tudjuk. Egy közelmúltbeli felfedezés azonban azt jelzi, hogy az idegtudósok közel állhatnak egy nyomhoz.
Tudatosság számláló
Az orvostudománynak olyan eszközre van szüksége, amely megbízhatóan képes észlelni a fogyatékossággal élő vagy fogyatékossággal élő emberek tudatának jelenlétét vagy hiányát. Például a műtét során a betegeket érzéstelenítésbe merítik, hogy mozdulatlanul és stabil vérnyomás mellett maradjanak - ez lehetővé teszi számukra fájdalommentességüket és a traumatikus emlékek elkerülését. Sajnos ezt a célt nem mindig érik el: minden évben a betegek százai valamilyen módon tudatában vannak érzéstelenítés alatt.
A betegek egy másik kategóriája, akik baleset, fertőzés vagy súlyos mérgezés következtében súlyos traumás agyi sérüléssel rendelkeznek, évekig élhet anélkül, hogy beszélni vagy válaszolni tudna volna a szóbeli kérésekre. Képzeljen el egy űrhajósat, aki az űrben lebeg, és hallgatja a vezérlőközpontot, és megpróbál vele kapcsolatba lépni. Sérült mikrofonja nem továbbítja a hangját, és úgy tűnik, hogy teljesen levágott a világtól. Hasonlóképpen, agykárosodásban szenvedő betegek, amelyek megakadályozzák őket a világgal való kommunikációban, a magányos szülés extrém formáját tapasztalják meg.
A 2000-es évek elején Giulio Tononi (a Wisconsin-Madison Egyetem) és Marcello Massimini (az olaszországi Milánói Egyetem) feltalálta a zip-zap technikát annak meghatározására, hogy az ember tudatos-e vagy sem. A tudósok huzaltekercset helyeznek a koponyára és "lelőtik" - erõs mágneses energiát adnak a koponyához, rövid ideig indukálva az elektromos áramot az idegsejtekben. Ez az interferencia viszont gerjeszti és gátolja a kapcsolódó neuronok partnersejtjeit, hullámokon söpörve az agyon, amíg el nem pusztul. A koponyán kívül található EEG-érzékelők hálózata leolvassa ezeket az elektromos jeleket. Amint kibontakoznak, ezek a nyomok, amelyek az agyban a koponya alatti adott helynek felelnek meg, képet képeznek.
Ez a kép nem mutat mintákat, de nem teljesen véletlenszerű. Ez lehetővé teszi, hogy ritmusok segítségével meghatározza, hogy az agy mentes a tudattól. A tudósok ezeket az adatokat mennyiségileg meghatározzák azáltal, hogy tömörítik azokat archívumba a szokásos.zip algoritmussal, és megkapják az agyi válasz összetettségét. A felébredt önkéntesek „perturbációs nehézségi mutatója” 0,31 és 0,7 között volt, amely mély alvás vagy érzéstelenítés esetén 0,31 alá esett. Massimini és Tononi 48 agykárosodásban szenvedő, de reagáló és ébren lévő betegnél tesztelték módszerüket, és megállapították, hogy a módszer mindegyik esetben lehetővé teszi az öntudat jelenlétének meghatározását egy személyben.
A csoport ezután 81 betegnél alkalmazta a módszert, akik minimálisan tudatosak vagy vegetatív állapotban voltak. Az első csoportban, amely a nem reflektív viselkedés néhány jeleit mutatta, a módszer pontosan azonosította a 38 tudatosságból 36 embert, és tévesen azonosította két beteget öntudatlanként. 43 olyan vegetatív beteg közül, akik semmilyen módon nem reagáltak, 34-et észlelték öntudatlanul, 9 pedig öntudatlan volt. Agyuk hasonlóan reagált azoknak, akik tudatosak voltak, vagyis tudatosak, de nem tudták ezt kommunikálni szeretteikkel.
A jelenlegi kutatás célja a zip-zap módszer egységesítése és fejlesztése a neurológiai betegek számára, és kiterjesztése a pszichiátriai és gyermekkori betegekre. Előbb vagy utóbb a tudósok felfedezik a neurális mechanizmusok egy meghatározott sorozatát, amelyek valamilyen tudatos élményt generálnak. Noha ezek a megállapítások fontos klinikai következményekkel járnak, és segítenek a családoknak és a barátoknak, nem válaszolnak az alapvető kérdésekre: Miért ezek az idegsejtek, nem azok? Miért ilyen frekvencián, és nem ilyen? A rejtély, amely mindenkit felizgat, az, hogy hogyan és miért hoz létre bármilyen szervezett hatóanyag-darab tudatos érzéseket. Végül is, az agy, mint bármely más szerv, ugyanazokat a fizikai törvényeket követi, mint a szív és a vesék. Mi teszi őket különlegessé? A biofizika átalakítja a szürke tömeget,egy szürke anyag a grandiózus technikában és a hanggazdagságban, amelyet e világgal kapcsolatos mindennapi tapasztalataink adnak?
Végül szükségünk van egy kielégítő tudatos tudományos elméletre, amely megjósolja, hogy az adott fizikai rendszer milyen feltételek mellett - legyen az neuronok komplex áramköre vagy szilícium-tranzisztorok - megtapasztalható a szó legmegfelelőbb értelmében. Miért különbözik ezeknek a tapasztalatoknak a minősége? Miért különbözik annyira a tiszta kék ég a rosszul hangolt hegedű hangjától? Van-e funkció ezeknek a tapasztalati különbségeknek, és ha igen, akkor mi van? Egy ilyen elmélet lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározzuk, milyen tapasztalatokkal jár egy adott rendszer. Mielőtt megjelenne, a gépi tudatosságról szóló bármilyen beszélgetés kizárólag az intuíción fog alapulni, amely - amint a tudományos történelem azt mutatja - megbízhatatlan útmutató.
Különösen heves vita vált ki a tudat két legnépszerűbb elmélete kapcsán. Az egyik a globális idegi tér (GNW) elmélete, amelyet Bernard Baars pszichológus, valamint Stanislas Dehanet és Jean-Pierre Shangyeux idegtudósok fejlesztettek ki. Az elmélet azzal a feltételezéssel kezdődik, hogy amikor valamiről tudomást szerez, az agy sok különböző része hozzáfér az információhoz. Ha viszont öntudatlanul viselkedik, akkor az információ a folyamatban részt vevő specifikus szenzoros-motoros rendszerben lokalizálódik. Például, ha gyorsan gépel, automatikusan megteszi. Arra kérdezi, hogyan csinálja, és nem tud válaszolni: gyakorlatilag nincs tudatos hozzáférése ehhez az információhoz, és az agyi körzetekbe koncentrálódik, amelyek összekapcsolják a szemét az ujjainak gyors mozgásával.
Az alapvető elmélet felé
A GNW szerint a tudatosság bizonyos típusú információfeldolgozásból származik - ismeretes a mesterséges intelligencia kezdeti napjaiból, amikor a speciális programok kis, megosztott információtárakhoz juttak hozzá. A táblára írt adatoktól függetlenül, különféle kiegészítő folyamatok váltak elérhetővé: munkamemória, nyelv, tervező modul stb. A GNW szerint a tudatosság akkor fordul elő, amikor az ilyen táblára írt bejövő érzékszervi információkat széles körben továbbítják a különböző kognitív rendszerekbe - amelyek ezeket az adatokat beszélgetés, megőrzés, visszahívás vagy cselekvés céljából dolgozzák fel.
Mivel ezen a táblán nincs sok hely, lehet, hogy nem tudunk sok információt egyszerre. Az ezeket az üzeneteket továbbító idegsejtek hálózatát úgy gondolják, hogy a frontális és a parietális lebenyben található. Amint a ritka adatokat a hálózaton továbbítják és globálisan elérhetővé teszik, az információ tudatossá válik. Vagyis az alany tisztában van vele. Noha a modern gépek még nem érték el a kognitív komplexitás ilyen szintjét, ez csak idő kérdése. A GNW feltételezi, hogy a jövő számítógépei tudatosak lesznek.
Az integrált információs elmélet (IIT), amelyet Tononi és munkatársai fejlesztettek ki, köztük magam is, teljesen más kiindulópontot mutat: maga a tapasztalat. Minden tapasztalatnak van bizonyos alapvető tulajdonságai. Belső, csak az alany számára létezik, mint „tulajdonos”, felépítésű (egy sárga busz fékez egy utat átlépő kutya előtt), konkrét - megkülönböztethető a többi tudatos élménytől, mint egy külön kép a filmben. Sőt, egységes és határozott. Miközben egy meleg, szép napon egy parkban ül, és figyeli a gyerekeket, az élmény különböző részei - a szellő a hajadban, a baba nevetésének öröme - nem oszthatók részekre az élmény teljességének elvesztése nélkül.
Tononi azt állítja, hogy bármilyen összetett és összekapcsolt mechanizmusnak, amelynek szerkezete sok okozati összefüggést kódol, ezeknek a tulajdonságainak lesznek - és ezért valamilyen tudatosságúak lesznek. Ha ez a mechanizmus, mint a kisagy, hiányzik az integráció és a komplexitás, akkor semmit sem tud. Az IIT szerint a tudatosság olyan belső okozati erő, amelyet olyan bonyolult mechanizmusok tárolnak, mint például az emberi agy.
Az IIT azt is megjósolja, hogy a digitális számítógépen futó emberi agy kifinomult szimulációi nem lehetnek tudatosak - még akkor sem, ha az a valódi embertől megkülönböztethetetlen módon szól. Ugyanúgy, mint egy fekete lyuk hatalmas gravitációs vonzásának modellezése nem sodorja el az űridőt egy számítógép körül, az elmeprogramozás soha nem hoz létre tudatos számítógépet.
Két feladattal kell szembenéznünk. Az egyik egyre fejlettebb eszközök használata, idegsejtek megfigyelése és kivizsgálása, tudatosság keresése ezekben az idegsejtekben. A központi idegrendszer bizánci bonyolultsága miatt évtizedekig tart. Egy másik kihívás a két domináns elmélet megerősítése vagy megcáfolása. Vagy készítse el a kettő töredékein a legjobbat, és magyarázza meg, hogy másfél kilogramm szerv miként ad nekünk az érzések teljességét.
Ilya Khel