I piu ' grandi misteri: che cosa è la coscienza?

Che cosa è la coscienza? Sì, in effetti, tutto. Questa è la melodia, bloccato nella mia testa, la dolcezza del cioccolato, dolore lancinante mal di denti, amore selvaggio, la conoscenza di ciò che tutti i sentimenti mai si spengono. L'origine e la natura di queste esperienze, a volte chiamati qualia, sono stati un mistero fin dai primi giorni dell'antichità e fino al tempo presente. Molti filosofi moderni, analizzando la mente, tra cui Daniel Деннетт della Tufts University, ritengono che l'esistenza della coscienza è così palese insulto per l'assurdo universo di materia e di vuoto, che annuncia la sua illusione. Cioè, che negano l'esistenza di qualia, o sostengono che la scienza non potrà mai capire.

Se questa affermazione fosse vera, non ci sarebbe di parlare. Tutto quello che avrebbe bisogno di spiegare a san cristoforo Koch, che aveva scritto questo saggio, è perché tu, io e tutti gli altri sono fermamente convinti che i sentimenti non abbiamo ancora ci sono. Tuttavia, la convinzione che il dolore è un'illusione, questo dolore non преуменьшит. Quindi, dovrebbe essere un'altra soluzione i problemi del corpo e della mente. Di seguito – in prima persona.

La Maggior parte degli scienziati prendono coscienza come un dato di fatto e cercano di capire il suo legame con il mondo oggettivo, descritte dalla scienza. Più di un quarto di secolo fa, Francis Crick e ho deciso di rinviare la discussione filosofica sul tema della coscienza, che hanno attirato studiosi fin dai tempi di Aristotele, e cercare fisiche le sue impronte. Che succede con eccitato fase di sostanza del cervello, che crea la coscienza? Una volta che abbiamo capito, ci avviciniamo alla soluzione di un problema più importante.

Stiamo cercando, in particolare, correlati neurali della coscienza (NCC, NCC), definiti come minimo i meccanismi neurali che sarà sufficiente per ogni specifica esperienza cosciente. Che cosa deve accadere nel vostro cervello, di sperimentare mal di denti, per esempio? Se alcune cellule nervose vibrare ad una certa magia frequenza? Se è necessario attivare alcune speciali «i neuroni della coscienza»? In quali aree del cervello devono essere queste celle?

correlati Neurali della coscienza

Quando si definisce PF, è importante capire dove almeno. Il cervello nel suo complesso può essere considerato PF: genera l'esperienza di ogni giorno, senza sosta. Ma la posizione di coscienza può essere ulteriormente recintato. Prendiamo, ad esempio, il midollo spinale lungo e flessibile «tubo» con i neuroni, втиснутыми in osso, con un miliardo di cellule nervose. Se il midollo spinale è completamente danneggiato nel processo di lesioni al collo, un uomo paralizzato alle gambe, braccia e tronco, egli non sarà in grado di controllare l'intestino e la vescica e perde la sensazione del corpo. Ma come paralizzati continuano a godersi la vita in tutta la sua diversità – vedono, si sentono, odorano, stanno vivendo e ricordare tutto com'era prima sfortunato incidente. Solo camminare non possono, e arbitrariamente defecare.

O consideriamo il cervelletto, «piccolo cervello» sotto la parte posteriore del cervello. Questo è uno dei più antichi schemi del cervello dal punto di vista dell'evoluzione, coinvolta nel controllo del movimento, la postura, l'andatura e complesse sequenze di movimenti. Suonare il pianoforte, la stampa, la danza su ghiaccio o arrampicata – tutta questa attività viene determinata dal cervelletto. In esso sono splendidi i neuroni delle cellule di Purkinje, che hanno i baffi e che si diffondono come il mare di coralli e di possedere elettrico integrato dinamica. Anche di più di neuroni, di circa 69 miliardi di euro, quattro volte di più che in altre parti del cervello, messi insieme.

Che cosa sta succedendo con la coscienza, se il cervelletto è parzialmente danneggiato a seguito di un ictus o sotto il coltello del chirurgo? Sì niente. I pazienti con il cervelletto si lamentano di alcuni deficit, non così bene suonano il pianoforte o scrivono sulla tastiera, ma non perdono mai nessun aspetti della coscienza. Sentono, vedono e si sentono benissimo, conservano un senso di dignità, si ricordano gli eventi del passato e continuano a proiettare se stessi nel futuro. Anche la nascita senza il cervelletto non ha una forte influenza sul l'esperienza cosciente di personalità.

Si scopre un enorme cerebellare la macchina non ha alcun rapporto con la soggettiva esperienza. Perché? Indizi importanti si possono trovare nel suo schema, che è estremamente uniforme e parallelo (così come le batterie possono collegare in parallelo). Il cervelletto funziona abbastanza semplice: un insieme di neuroni pregiudica il prossimo, che passa il testimone a un terzo. Non ci sono complessi circuiti di feedback, che influenzano il passaggio di attività elettrica. (Considerando il tempo necessario per lo sviluppo della percezione cosciente, la maggior parte dei teorici ritengono che dovrebbe includere un ciclo di feedback in cavernoso schemi del cervello). Inoltre, il cervelletto è funzionalmente diviso in centinaia o più indipendenti dei moduli di calcolo. Ognuno di loro lavora in parallelo, con i singoli, non sovrapposti di ingresso e di uscita, controllando i movimenti di diversi motori o sistemi cognitivi. Essi interagiscono debolmente – e la coscienza, al contrario, richiede un reciproco coinvolgimento di una pluralità di sistemi.

Un'importante lezione che abbiamo imparato, studiando il midollo spinale e del cervelletto, è che il genio di coscienza non viene visualizzato ogni volta eccitato qualsiasi tessuto nervoso. Bisogno di più. Questo è un ulteriore fattore comune nella materia grigia, comprese famosa corteccia cerebrale, esterna la sua superficie. Questo foglio stratificato complesso, interconnesso tessuto nervoso, la dimensione e la larghezza con 14 pollici pizza. Due video di un foglio,più volte ripiegate, insieme con le loro centinaia di milioni di fili bianco – sostanza – è strettamente stipati nel cranio. Tutto ciò indica che неокортикальная tessuto crea sentimenti.

è Possibile restringere ulteriormente la posizione di coscienza. Prendiamo, ad esempio, gli esperimenti, in cui sul destro e l'occhio sinistro agiscono diversi stimoli. Supponiamo occhio sinistro guarda Donald Trump, e la destra su Hillary Clinton. Si potrebbe immaginare che l'uomo vede la sovrapposizione di Trump e Clinton. In realtà, si sta andando a vedere Trump alcuni secondi, dopo di che scompare e viene visualizzato Clinton. Poi scompare e torna Trump. Due immagini scorrono a tempo indeterminato a causa di rivalità binoculare – guerra tra gli occhi per il campionato. Poiché il cervello riceve il doppio invio, non si può scegliere tra la Trump e Clinton.

Se, allo stesso tempo, si trovano in magnetic scanner, che registra l'attività del cervello, gli sperimentatori scopriranno che una vasta serie di aree della corteccia parietale posteriore corteccia – giocherà un ruolo significativo nel monitoraggio di ciò che vediamo. Ciò che è notevole, la corteccia visiva primaria, che riceve e passa le informazioni che riceve dagli occhi, non segnala che vede il soggetto. La stessa divisione del lavoro è giusto per il suono e tocco: uditiva primaria e primaria corteccia somatosensoriale primaria non influenzano direttamente il contenuto uditivo o соматосенсорного esperienza. Invece il processo si attiva la fase – in zona attiva posteriore corteccia parietale – che crea la percezione cosciente.

Più luce versa in due cliniche di origine nesso di causalità: la stimolazione elettrica del tessuto di corteccia e studio dei pazienti dopo la perdita di aree specifiche nel processo di infortunio o malattia. Ad esempio, prima di rimuovere un tumore al cervello o locus di crisi epilettiche, neurochirurghi картируют funzione dei prossimi tessuti della corteccia, direttamente stimolando la sua elettrodi. Lo stimolo posteriore zona calda può causare il flusso di varie sensazioni e sentimenti. Questo può essere un flash di luce, forme geometriche, smorfie, uditive o visive allucinazioni, sensazione di deja vu, la voglia di muoversi di una certa parte del corpo, ecc Stimolare la parte anteriore della corteccia – tutt'altra cosa: in generale, non provoca alcuna esperienza.

La Seconda fonte di informazioni – i pazienti neurologi con la prima metà del 20 ° secolo. A volte i chirurghi hanno dovuto tagliare una grande cintura corteccia prefrontale per la rimozione di tumori o per facilitare crisi epilettiche. Degno di nota è quanto insoliti questi pazienti. La perdita di una parte del lobo frontale ha avuto alcuni effetti nocivi: i pazienti si è evoluta la riluttanza a frenare inaccettabili emozioni o azioni, il deficit di motilità, incontrollabili ripetizione di azioni o parole. Tuttavia, dopo l'operazione c'è niente di meglio e hanno continuato a vivere senza alcun segno di perdita o di deterioramento esperienza cosciente. E al contrario, la rimozione anche di piccole aree posteriore della corteccia, dove si trovavano le zone calde, potrebbe portare a una classe di problemi con la coscienza: i pazienti non in grado di riconoscere i volti, di riconoscere il movimento, il colore, o navigare nello spazio.

In questo modo, si potrebbe pensare che i punti di vista, i suoni e le altre sensazioni di vita che stiamo vivendo, nascono in aree posteriore della corteccia. Per quanto possiamo giudicare, quasi tutti coscienti esperienze appaiono lì. Qual è la differenza fondamentale tra questi posteriori aree e per la maggior parte della corteccia prefrontale, che non influisce direttamente sul soggettivo il contenuto? Noi non lo sappiamo. Tuttavia, la recente scoperta indica che i neuroscienziati possono essere vicini a una soluzione.

Contatore di coscienza

La Medicina ha bisogno di un dispositivo che è in grado di rilevare la presenza o l'assenza di coscienza delle persone disabili o con problemi. Durante la chirurgia, per esempio, i pazienti sono immersi in anestesia, per rimanere immobile e stabile la pressione sanguigna – questo permette loro di non sentire dolore e non per acquisire un trauma ricordi. Purtroppo, questo obiettivo non sempre è possibile raggiungere: ogni anno centinaia di pazienti in qualche modo rimangono nella mente sotto anestesia.

Un'Altra categoria di pazienti, che hanno un pesante trauma cranico a causa di un incidente, di infezione o di forte avvelenamento, può vivere per anni, non avendo la possibilità di parlare o rispondere a richieste verbali. Immaginate un astronauta, fluttuante nello spazio, che ascolta il centro di controllo, cerca di mettersi in contatto con lui. La sua danneggiato il microfono non trasmette la voce e lui sembra completamente tagliati fuori dal mondo. Allo stesso modo, i pazienti con danno cerebrale, non permette loro di comunicare con il mondo, sentono la forma estrema della singola risultati.

Nei primi anni 2000 Giulio Tononi della University of Wisconsin-Madison e Marcello Массимини dall'Università di Milano in Italia ha inventato la tecnica zip-zap, consente di definire, nella mente di un uomo o no. Gli scienziati hanno messo la bobina di cavi sul cranio e «sparano nel» suo – inviano nel cranio un forte impulso di energia magnetica, per un po ' inducendo una corrente elettrica nei neuroni. Questo intervento, a sua volta, stimola e inibisce la partnership delle cellule neuronali in stati settori, l'onda passa per il cervello, fino a quando non затухнет. Rete EEG-sensori, situata al di fuori del cranio, legge questi segnali elettrici. Развертываясь con il passare del tempo, queste tracce, ognuna delle quali corrisponde un determinato luogo nel cervello sotto il cranio, tornano in scena.

Questa immagine nonmostra senza schemi, ma non è assolutamente casuale. Esso consente di determinare quanto il cervello è privo di coscienza, di ritmi. Gli scienziati valutano quantitativamente questi dati comprimendoli in un archivio normale algoritmo .zip, e ricevono la complessità reazioni cerebrali. I volontari, che sono svegliati, hanno avuto «l'indice пертурбационной di difficoltà» tra 0,31 e 0,7, che è caduto di sotto 0,31 durante il sonno profondo o anestesia. Массимини e Tononi testato il metodo su 48 pazienti, per i quali è stato danneggiato il cervello, ma che sono stati comprensivi e vigilanti, e ha scoperto che, in ogni singolo caso, il metodo permette di determinare la presenza della coscienza umana.

Poi, il gruppo ha usato il metodo a 81 paziente, che sono stati minimamente coscienti o si trovino in stato vegetativo. Nel primo gruppo, che ha mostrato alcuni segni di нерефлексивного comportamento, il metodo ha individuato 36 persone in mente di 38. Due pazienti si è erroneamente segnato inconsce. Dei 43 pazienti in stato vegetativo, che non ha risposto, 34 sono stati etichettati come senza coscienza, ma 9 – cosciente. I loro cervelli hanno risposto allo stesso modo il cervello di chi è cosciente, e quindi sono stati in mente, ma non si poteva informare i propri cari.

Ricerche in Corso mirano a standardizzare e migliorare il metodo di «zip-zap» per i pazienti neurologici e la diffusione su pazienti psichiatri e pediatri. Prima o poi gli scienziati scopriranno un certo insieme di meccanismi neurali che generano qualche esperienza cosciente. Anche se questi risultati avranno importanti conseguenze cliniche e aiutare le famiglie e gli amici non saranno in grado di rispondere a domande fondamentali: perché questi neuroni, e non quelli? Perché a questa frequenza, e non su quella? Emozionante di tutti il mistero sta nel fatto, come e perché qualsiasi organizzati pezzi di sostanza attiva generano sensazioni coscienti. Alla fine, il cervello, come qualsiasi altro organo, obbedisce allo stesso le leggi della fisica, come il cuore e i reni. Che li rende diversi? Quale biofisica trasforma una massa grigia, materia grigia in un grande техниколор e la ricchezza del suono, che è dotato della nostra esperienza quotidiana di comunicazione con il mondo?

In definitiva, abbiamo bisogno di una soddisfacente teoria scientifica della coscienza, che determinerà, in quali condizioni di ogni singolo sistema fisico – che si tratti di un circuito complesso di neuroni o transistor al silicio – comincia a preoccuparsi nel vero senso della parola. Perché la qualità di queste esperienze sarà diverso? Perché il cielo azzurro così diverso da stridio male configurato violino? Se la funzione di queste differenze di esperienze, e se sì, quale? Tale teoria ci permetterà di determinare quali esperienze saranno il singolo sistema. Prima della sua comparsa di parlare di qualsiasi macchinario mente saranno basate esclusivamente sulla nostra intuizione, che, come mostra una storia scientifica, inaffidabile conduttore.

Particolarmente feroce dibattito ruotava intorno a due più popolari teorie della coscienza. Uno di loro – teoria globale neurale di spazio (GNW), sviluppato dallo psicologo Bernard Баарсом e neuroscienziati Станисласом Дехане e Jean-Pierre Шангье. La teoria inizia con il postulato che quando si rende conto, a tali informazioni possono accedere sacco di diverse parti del cervello. Se, d'altra parte, si agisce inconsapevolmente, le informazioni localizzato in un determinato senso-motoria sistema coinvolta nel processo. Ad esempio, quando si digita rapidamente, fate questo in automatico. Chiedere a voi, come è possibile, e non sarà in grado di rispondere: si praticamente non avete coscienza di accesso a queste informazioni, e si scopre di essere inseriti in circuiti del cervello, che legano i vostri occhi con un rapido movimento delle dita.

In direzione di una teoria fondamentale

Secondo GNW, la coscienza nasce da un certo tipo di elaborazione delle informazioni – familiarità con i primi giorni di intelligenza artificiale, quando i programmi specializzati hanno avuto accesso a un piccolo, diviso archivi con le informazioni. Indipendentemente dai dati registrati in questa «lavagna», in acciaio sono disponibili diversi accessori processi: la memoria di lavoro, la lingua, il modulo di pianificazione e così via. Per GNW, la coscienza si verifica quando la parte touch le informazioni scritte su questo forum, ampiamente trasmesso in diversi sistemi cognitivi – che elaborano questi dati per la conversazione, la conservazione, ricordi o l'attuazione di azioni.

Dal momento che in questo forum non c'è molto spazio, possiamo riconoscere anche non così tante informazioni. Rete di neuroni che trasmettono questi messaggi, come suggerito, si trova a lobi frontale e parietale. Dopo sparse dati trasmessi rete e resi disponibili a livello globale, l'informazione diventa consapevole. Cioè, il soggetto della sua consapevole. Anche se le auto moderne non hanno ancora raggiunto questo livello di difficoltà cognitiva, è solo questione di tempo. GNW implica che i computer del futuro saranno coscienti.

La Teoria informazioni integrate (IIT), sviluppato da Tononi e i suoi colleghi, me compreso, ha un altro punto di partenza: un'esperienza in sé. Ogni esperienza ha le notevoli proprietà. È interno, c'è solo per il soggetto sia per il «proprietario», ha strutturato (giallo autobus frena prima attraversò di corsa la strada un cane), è concreto – si può distinguere da un altro esperienza cosciente, come un fotogramma di un film. Inoltre, ha un unico e specifico. Quando si è seduti su una panchina a caldo, bellissimoun giorno, guardando il gioco dei bambini, diverse parti di questa esperienza – brezza, il canto tra i capelli, la gioia di ridere il vostro bambino – non può essere diviso in parti, senza perdere la completezza di questa esperienza.

Tononi postula che ogni complesso e interconnesso meccanismo, la cui codifica molte relazioni di causa-effetto, sarà in possesso di queste caratteristiche – e, di conseguenza, si ha un certo livello di coscienza. Se stesso, come il cervelletto, questo meccanismo non è sufficiente l'integrazione e complessità, non è consapevole. Per IIT, la coscienza è interna causale potere, di cui possiedono meccanismi complessi come il cervello umano.

IIT prevede anche che una complessa simulazione del cervello umano, in esecuzione su un computer digitale, non può essere consapevole — anche se parla così, che non riesce a distinguere una persona reale. Proprio come simulazione enorme attrazione gravitazionale di un buco nero non si deforma lo spazio-tempo intorno a un computer, la programmazione di coscienza non genererà mai cosciente computer.

Prima di noi due attività. Uno di loro è quello di utilizzare più strumenti perfetti, osservare ed esplorare i neuroni, cercare la coscienza in questi neuroni. Si terranno decine di anni, considerando bizantina la complessità del sistema nervoso centrale. Un altro compito è quello di confermare o smentire due teorie dominanti. O creare la migliore in frammenti di questi due e di spiegare come полуторакилограммовый corpo ci dà la pienezza di sensazioni.