Apa itu Kesedaran? Ya, sebenarnya, semuanya. Ini adalah melodi yang melekat di kepala, kemanisan coklat bar, kesakitan sakit gigi yang berdenyut, cinta liar, pengetahuan bahawa semua perasaan akan luntur. Asal dan sifat pengalaman ini, kadang-kadang disebut qualia, telah menjadi misteri dari zaman awal zaman dahulu hingga sekarang. Banyak ahli falsafah moden yang menganalisis fikiran, termasuk Daniel Dennett dari Tufts University, menganggap kewujudan kesadaran sebagai penghinaan terang-terangan terhadap alam semesta yang tidak bermakna dan batal sehingga mereka menyatakannya sebagai ilusi. Maksudnya, mereka sama ada menafikan adanya qualia, atau berpendapat bahawa sains tidak akan pernah memahaminya.
Sekiranya kenyataan ini benar, kami tidak akan membincangkannya. Semua yang perlu dijelaskan kepada Krishtof Koch, yang menulis karangan ini, adalah mengapa anda, saya dan orang lain sangat yakin bahawa kita mempunyai perasaan. Namun, kepercayaan bahawa sakit adalah khayalan tidak akan mengurangkan rasa sakit itu. Jadi, mesti ada penyelesaian lain untuk masalah badan dan minda. Lebih jauh - dari orang pertama.
Sebilangan besar saintis merasa sedar dan berusaha untuk memahami kaitannya dengan dunia objektif yang digambarkan oleh sains. Lebih dari seperempat abad yang lalu, Francis Crick dan saya memutuskan untuk mengetepikan perbincangan falsafah mengenai kesedaran yang telah menarik minat para saintis sejak Aristoteles dan mencari cetakan fizikalnya. Apa yang berlaku pada bahagian otak yang teruja yang menimbulkan kesedaran? Setelah memahami perkara ini, kita akan semakin dekat untuk menyelesaikan masalah yang lebih mendasar.
Kami mencari, khususnya, untuk korelasi kesedaran neural (NCC, NCC), yang didefinisikan sebagai mekanisme saraf minimum yang akan mencukupi untuk pengalaman sedar tertentu. Apa yang mesti berlaku di otak anda untuk anda mengalami sakit gigi, misalnya? Adakah beberapa sel saraf mesti bergetar pada frekuensi sihir tertentu? Adakah saya perlu mengaktifkan "neuron kesedaran" khas? Kawasan otak apa sel-sel ini mesti berada?
Neural berkorelasi kesedaran
Semasa menentukan NCC, penting untuk memahami di mana minimumnya. Otak secara keseluruhan dapat dianggap sebagai NCC: ia menghasilkan pengalaman hari demi hari, tanpa henti. Tetapi lokasi kesedaran juga dapat dipagari. Contohnya, ambil saraf tunjang - selang neuron panjang dan fleksibel yang dijejalkan ke tulang, dengan satu bilion sel saraf. Sekiranya saraf tunjang rosak sepenuhnya semasa berlaku kecederaan di kawasan leher, orang itu menjadi lumpuh di kaki, lengan dan batang badan, dia tidak akan dapat mengawal usus dan pundi kencing dan kehilangan rasa badan. Tetapi orang yang lumpuh seperti itu terus menikmati kehidupan dalam semua kepelbagaian - mereka melihat, mendengar, mencium, mengalami dan mengingat semuanya seperti sebelum kejadian menyedihkan itu. Mereka tidak dapat berjalan, dan mereka membuang air besar secara sukarela.
Atau pertimbangkan otak kecil, "otak kecil" di bawah bahagian belakang otak. Ini adalah salah satu rangkaian otak yang paling kuno dari perspektif evolusi, yang terlibat dalam mengawal pergerakan, postur, gaya berjalan, dan urutan gerakan yang kompleks. Memainkan piano, menaip, menari ais atau panjat tebing semuanya ditentukan oleh kerja otak kecil. Ia mengandungi sel-sel neuron yang luar biasa - sel Purkinje, yang mempunyai antena dan yang menyebar seperti karang laut dan mempunyai dinamika elektrik yang kompleks. Ia juga mempunyai neuron paling banyak, sebanyak 69 bilion, empat kali lebih banyak daripada otak yang dikumpulkan.
Video promosi:
Apa yang berlaku pada kesedaran jika otak kecilnya rosak sebahagiannya akibat strok atau di bawah pisau pakar bedah? Tidak mengapa. Pesakit dengan otak kecil yang rosak mengadu kekurangan, tidak bermain piano atau menaip juga, tetapi tidak pernah kehilangan aspek kesedaran. Mereka mendengar, melihat dan merasa hebat, mempertahankan harga diri, mengingati peristiwa masa lalu, dan terus memproyeksikan diri mereka ke masa depan. Walaupun dilahirkan tanpa otak kecil tidak mempunyai pengaruh yang kuat terhadap pengalaman individu yang sedar.
Ternyata alat otak kecil itu tidak ada kaitan dengan pengalaman subjektif. Kenapa? Petunjuk penting boleh didapati di litarnya, yang sangat homogen dan selari (seperti bateri boleh disambungkan secara selari). Cerebellum berfungsi dengan sangat mudah: satu set neuron mempengaruhi yang berikutnya, dan yang satu melewati tongkat ke yang ketiga. Tidak ada gelung maklum balas kompleks yang tercermin dalam aktiviti elektrik yang berlalu. (Mengingat masa yang diperlukan untuk berkembangnya persepsi sedar, kebanyakan ahli teori percaya bahawa ia harus merangkumi gelung maklum balas dalam rangkaian otak otak.) Di samping itu, otak kecil secara fungsinya dibahagikan kepada beratus-ratus atau lebih modul pengkomputeran bebas. Masing-masing berfungsi selari, dengan input dan output yang terpisah dan tidak bertindih,mengawal pergerakan pelbagai sistem motor atau kognitif. Mereka berinteraksi dengan lemah - dan kesedaran, sebaliknya, memerlukan penglibatan bersama banyak sistem.
Satu pelajaran penting yang telah kita pelajari dari kajian kita mengenai saraf tunjang dan otak kecil adalah bahawa jin kesedaran tidak muncul setiap kali tisu saraf dirangsang. Perlukan lebih. Faktor tambahan ini terdapat pada bahan kelabu yang membentuk korteks serebrum yang terkenal, permukaan luarnya. Ia adalah kepingan berlapis tisu saraf yang saling berkaitan, ukuran dan lebar pizza 14 inci. Dua kepingan seperti itu, dilipat berkali-kali, bersama dengan beratus-ratus juta wayarnya - benda putih - dipalu rapat ke tengkorak. Segala-galanya menunjukkan bahawa tisu neokortikal menimbulkan perasaan.
Anda dapat mengecilkan lagi lokasi kesedaran. Contohnya, lakukan eksperimen di mana rangsangan yang berbeza diterapkan pada mata kanan dan kiri. Katakan mata kiri anda memandang Donald Trump dan mata kanan anda memandang Hillary Clinton. Seseorang akan membayangkan bahawa seseorang akan melihat superposisi Trump dan Clinton. Pada kenyataannya, anda akan melihat Trump selama beberapa saat, selepas itu dia menghilang dan Clinton muncul. Kemudian dia akan hilang dan Trump akan kembali. Dua gambar akan saling berganti tanpa henti kerana persaingan teropong - perang antara mata untuk keutamaan. Oleh kerana otak menerima input dua kali, otak tidak dapat memilih antara Trump dan Clinton.
Sekiranya, pada masa yang sama, anda menggunakan pengimbas magnetik yang merekodkan aktiviti otak, para eksperimen akan mendapati bahawa pelbagai kawasan korteks - korteks parietal posterior - akan memainkan peranan penting dalam mengesan apa yang kita lihat. Hebatnya, korteks visual utama, yang menerima dan menyampaikan maklumat yang diterimanya dari mata, tidak memberi isyarat apa yang dilihat oleh subjek. Pembahagian tenaga kerja yang sama berlaku untuk suara dan sentuhan: korteks somatosensori pendengaran dan primer primer tidak secara langsung mempengaruhi kandungan pengalaman pendengaran atau somatosensori. Sebaliknya, prosesnya merangkumi tahap seterusnya - di zon aktif korteks parietal posterior - yang menimbulkan persepsi sedar.
Lebih banyak cahaya akan diturunkan oleh dua punca penyebab klinikal: rangsangan elektrik tisu kortikal dan pemeriksaan pesakit setelah kawasan tertentu hilang akibat kecederaan atau penyakit. Sebagai contoh, sebelum mengeluarkan tumor otak atau lokus serangan epilepsi, pakar bedah saraf memetakan fungsi tisu korteks berdekatan dengan secara langsung merangsangnya dengan elektrod. Merangsang zon panas posterior boleh menyebabkan aliran sensasi dan perasaan yang berbeza. Ini boleh menjadi kilatan cahaya, bentuk geometri, meringis, halusinasi pendengaran atau visual, perasaan deja vu, keinginan untuk menggerakkan anggota badan tertentu, dll. Merangsang korteks anterior adalah perkara yang berbeza sama sekali: pada umumnya, ia tidak menimbulkan pengalaman langsung.
Sumber maklumat kedua adalah pesakit neurologi dari separuh pertama abad ke-20. Kadang-kadang pakar bedah terpaksa memotong tali pinggang besar korteks prefrontal untuk menghilangkan tumor atau melegakan sawan epilepsi. Sungguh luar biasa betapa tidak biasa pesakit ini. Kehilangan sebahagian lobus frontal mempunyai beberapa akibat buruk: pesakit mengalami keengganan untuk menahan emosi atau tindakan yang tidak dapat diterima, kekurangan motor, pengulangan tindakan atau kata-kata yang tidak terkawal. Namun, setelah operasi, mereka merasa lebih baik dan terus hidup tanpa tanda-tanda kehilangan atau kemerosotan pengalaman sedar. Sebaliknya, membuang kawasan kecil korteks posterior, di mana zon panas berada, boleh menyebabkan masalah dengan kesedaran keseluruhan: pesakit tidak dapat mengenali wajah, mengenali pergerakan, warna, atau menavigasi di angkasa.
Oleh itu, seseorang akan berfikir bahawa rupa, suara, dan sensasi kehidupan lain yang kita alami dilahirkan di kawasan korteks posterior. Sejauh yang kita tahu, hampir semua pengalaman sedar muncul di sana. Apakah perbezaan mendasar antara kawasan posterior ini dan sebahagian besar korteks prefrontal, yang tidak langsung mempengaruhi kandungan subjektif? Kami tidak tahu. Walau bagaimanapun, penemuan baru-baru ini menunjukkan bahawa ahli sains saraf mungkin dekat dengan petunjuk.
Kaunter kesedaran
Perubatan memerlukan alat yang dapat dengan pasti mengesan kehadiran atau ketiadaan kesedaran pada orang kurang upaya atau kekurangan. Semasa pembedahan, misalnya, pesakit terbenam dalam anestesia untuk tetap tidak bergerak dan dengan tekanan darah yang stabil - ini membolehkan mereka merasa bebas rasa sakit dan mengelakkan kenangan trauma. Malangnya, matlamat ini tidak selalu tercapai: setiap tahun beratus-ratus pesakit entah bagaimana sedar dalam keadaan anestesia.
Kategori pesakit lain yang mengalami kecederaan otak traumatik yang teruk akibat kemalangan, jangkitan, atau keracunan teruk mungkin hidup selama bertahun-tahun tanpa dapat berbicara atau menanggapi permintaan lisan. Bayangkan seorang angkasawan melayang di angkasa mendengar pusat kawalan cuba menghubunginya. Mikrofonnya yang rosak tidak memancarkan suaranya dan dia kelihatan terputus dari dunia. Begitu juga, pesakit yang mengalami kerosakan otak yang menghalangnya daripada berkomunikasi dengan dunia mengalami sel isolasi yang sangat teruk.
Pada awal tahun 2000an, Giulio Tononi dari University of Wisconsin-Madison dan Marcello Massimini dari University of Milan di Itali mencipta teknik zip-zap untuk menentukan sama ada seseorang itu sedar atau tidak. Para saintis meletakkan gegelung wayar di tengkorak dan "menembak" - mereka menghantar denyut tenaga magnet yang kuat ke dalam tengkorak, secara ringkas mendorong arus elektrik di neuron. Gangguan ini, pada gilirannya, membangkitkan dan menghalang sel-sel pasangan neuron di kawasan yang bersambung, menyapu otak dalam gelombang sehingga mati. Rangkaian sensor EEG yang terletak di luar tengkorak membaca isyarat elektrik ini. Seiring berjalannya waktu, jejak-jejak ini, masing-masing sesuai dengan tempat tertentu di otak di bawah tengkorak, menambah gambar.
Gambar ini tidak menunjukkan sebarang corak, tetapi sama sekali tidak rawak. Ia membolehkan anda menentukan bagaimana otak bebas dari kesedaran, mengikut irama. Para saintis mengukur data ini dengan memampatkannya ke dalam arkib dengan algoritma.zip biasa, dan mendapatkan kerumitan tindak balas otak. Sukarelawan yang bangun mengalami "indeks kesukaran gangguan" antara 0.31 dan 0.7, yang jatuh di bawah 0.31 dengan tidur nyenyak atau anestesia. Massimini dan Tononi menguji kaedah mereka pada 48 pesakit yang mengalami kerosakan otak, tetapi yang responsif dan terjaga, dan mendapati bahawa dalam setiap kes, kaedah tersebut membolehkan anda menentukan kehadiran kesedaran pada seseorang.
Kumpulan kemudian menerapkan kaedah tersebut kepada 81 pesakit yang kurang sedar atau berada dalam keadaan vegetatif. Dalam kumpulan pertama, yang menunjukkan beberapa tanda-tanda tingkah laku tidak reflektif, kaedah itu dengan tepat mengenal pasti 36 orang yang sedar dalam jumlah 38 daripadanya. Dia secara keliru mengenal pasti dua pesakit sebagai tidak sedarkan diri. Dari 43 pesakit vegetatif yang tidak bertindak balas, 34 ditandakan tidak sedarkan diri, tetapi 9 orang sedar. Otak mereka bertindak balas sama dengan otak mereka yang sedar, yang bermaksud mereka sedar, tetapi tidak dapat menyampaikannya kepada orang yang mereka sayangi.
Penyelidikan semasa bertujuan untuk menyeragamkan dan meningkatkan kaedah zip-zap untuk pesakit neurologi dan memperluasnya kepada pesakit psikiatri dan pediatrik. Cepat atau lambat, para saintis akan menemui satu set mekanisme saraf tertentu yang menghasilkan semacam pengalaman sedar. Walaupun penemuan ini akan mempunyai implikasi klinikal yang penting dan membantu keluarga dan rakan, mereka gagal menjawab soalan asas: Mengapa neuron ini dan bukan? Mengapa pada frekuensi ini, dan tidak pada tahap itu? Misteri yang menggembirakan semua orang adalah bagaimana dan mengapa sebarang bahan aktif yang teratur menghasilkan sensasi sedar. Bagaimanapun, otak, seperti organ lain, mematuhi undang-undang fizik yang sama dengan jantung dan buah pinggang. Apa yang membuat mereka berbeza? Apa biofizik mengubah jisim kelabu,masalah kelabu dalam warna yang megah dan kekayaan suara yang dikurniakan oleh pengalaman seharian kita dengan dunia ini?
Pada akhirnya, kita memerlukan teori kesedaran saintifik yang memuaskan yang meramalkan dalam keadaan apa sistem fizikal yang diberikan - sama ada rangkaian neuron kompleks atau transistor silikon - mula mengalami pengertian sebenarnya. Mengapa kualiti pengalaman ini berbeza? Mengapa langit biru jernih sangat berbeza dengan jeritan biola yang kurang baik? Adakah fungsi untuk perbezaan pengalaman ini, dan jika demikian, apa? Teori sedemikian akan membolehkan kita menentukan pengalaman apa yang akan dimiliki oleh sistem tertentu. Sebelum muncul, sebarang perbincangan mengenai kesedaran mesin hanya akan berdasarkan intuisi kita, yang, seperti yang ditunjukkan oleh sejarah saintifik, adalah petunjuk yang tidak boleh dipercayai.
Perbahasan yang sangat sengit telah meletus mengenai dua teori kesedaran yang paling popular. Salah satunya adalah teori ruang saraf global (GNW), yang dikembangkan oleh psikologi Bernard Baars dan ahli sains saraf Stanislas Dehanet dan Jean-Pierre Shangieux. Teorinya bermula dengan postulat bahawa apabila anda menyedari sesuatu, banyak bahagian otak anda mengakses maklumat tersebut. Sekiranya, sebaliknya, anda bertindak tanpa sedar, maklumat tersebut dilokalisasikan dalam sistem motorik sensori tertentu yang terlibat dalam proses tersebut. Contohnya, apabila anda menaip dengan cepat, anda melakukannya secara automatik. Meminta anda bagaimana anda melakukannya, dan anda tidak dapat menjawab: anda secara praktikal tidak mempunyai akses ke maklumat ini, dan maklumat ini tertumpu pada litar otak yang menghubungkan mata anda dengan pergerakan pantas jari anda.
Menuju teori asas
Menurut GNW, kesedaran timbul dari jenis pemprosesan maklumat tertentu - biasa dari awal kecerdasan buatan, ketika program khusus mengakses repositori maklumat kecil yang dikongsi. Tanpa mengira data yang ditulis di "papan" ini, pelbagai proses tambahan tersedia: memori kerja, bahasa, modul perancangan, dan sebagainya. Menurut GNW, kesadaran timbul ketika informasi sensori yang masuk yang ditulis di papan tersebut disiarkan secara meluas ke sistem kognitif yang berlainan - yang memproses data ini untuk perbualan, pemeliharaan, penarikan balik, atau tindakan.
Oleh kerana tidak ada banyak ruang di papan ini, kita mungkin tidak mengetahui banyak maklumat pada masa yang sama. Rangkaian neuron yang menghantar mesej ini dipercayai berada di lobus frontal dan parietal. Setelah data yang jarang disiarkan di seluruh rangkaian dan tersedia di seluruh dunia, maklumat menjadi sedar. Maksudnya, subjek menyedarinya. Walaupun mesin moden belum mencapai tahap kerumitan kognitif ini, ia hanya memerlukan masa sebelumnya. GNW mengandaikan bahawa komputer masa depan akan sedar.
Teori Maklumat Bersepadu (IIT), yang dikembangkan oleh Tononi dan rakan-rakannya, termasuk saya, mempunyai titik permulaan yang sama sekali berbeza: pengalaman itu sendiri. Setiap pengalaman mempunyai sifat penting tertentu. Ia bersifat dalaman, hanya ada untuk subjek sebagai "pemilik", tersusun (brek bas kuning di hadapan anjing melintasi jalan), konkrit - ia dapat dibezakan dari pengalaman sedar lain, seperti gambar yang terpisah dalam filem. Lebih-lebih lagi, ia seragam dan pasti. Semasa anda duduk di bangku taman pada hari yang hangat dan menyenangkan menyaksikan anak-anak bermain, bahagian pengalaman yang berbeza - angin di rambut anda, kegembiraan tawa bayi anda - tidak dapat dibahagikan kepada bahagian tanpa kehilangan kepenuhan pengalaman.
Tononi mendalilkan bahawa mana-mana mekanisme yang kompleks dan saling berkaitan, struktur yang merangkumi pelbagai hubungan kausal, akan mempunyai sifat ini - dan oleh itu akan mempunyai tahap kesedaran. Sekiranya, seperti otak kecil, mekanisme ini tidak mempunyai integrasi dan kerumitan, ia tidak mengetahui apa-apa. Menurut IIT, kesedaran adalah kekuatan kausal intrinsik yang dimiliki oleh mekanisme kompleks seperti otak manusia.
IIT juga meramalkan bahawa simulasi otak manusia yang canggih yang berjalan di komputer digital tidak dapat disedari - walaupun ia bercakap dengan cara yang tidak dapat dibezakan daripada orang yang sebenar. Sama seperti memodelkan tarikan graviti besar dari lubang hitam tidak akan melengkapkan jarak di sekitar komputer, pengaturcaraan minda tidak akan pernah membuat komputer yang sedar.
Kami berhadapan dengan dua tugas. Salah satunya adalah dengan menggunakan alat yang lebih banyak dan lebih maju, untuk memerhatikan dan menyiasat neuron, untuk mencari kesedaran pada neuron-neuron ini. Ia akan mengambil masa beberapa dekad, memandangkan kerumitan Byzantine dari sistem saraf pusat. Cabaran lain adalah mengesahkan atau membantah dua teori dominan. Atau buat yang terbaik pada serpihan kedua-duanya dan terangkan bagaimana organ satu setengah kilogram memberi kita rasa kenyang.
Ilya Khel
