Największe zagadki: co to jest świadomość?

Co to jest świadomość? Tak, właściwie wszystko. To melodia, zatrzymany w głowie, słodycz czekolady, pulsujący ból na ból zęba, dzika miłość, wiedza o tym, że wszystkie uczucia kiedyś gasną. Pochodzenie i natura tych doświadczeń, czasami zwanych квалиа, były tajemnicą od pierwszych dni starożytności do chwili obecnej. Wielu współczesnych filozofów, przetwarzające umysł, w tym i Daniel Деннетт z Tufts University, uważa istnienie świadomości jest tak rażące obrazą dla bezsensownej wszechświata z materii i pustki, że ogłaszają jego iluzją. Czyli, albo zaprzeczają istnieniu квалиа, albo twierdzą, że nauka nigdy tego nie zrozumieć.

Gdyby to stwierdzenie było prawdziwe, nie mamy o czym mówić. Wszystko, co trzeba było by wyjaśnić Криштофу Коху, написавшему to esej, to dlaczego ty, ja i wszyscy inni mocno przekonani, że uczucia u nas nadal jest. Jednak przekonanie, że ból to tylko iluzja, ten ból nie преуменьшит. A to znaczy, że musi być inne rozwiązanie problemu ciała i umysłu. Dalej – od pierwszej osoby.

Większość naukowców przyjmuje świadomość jako pewnik i starają się zrozumieć jego związek z obiektywnym światem, opisanych przez naukę. Ponad ćwierć wieku temu Francis Crick i ja zdecydowaliśmy się odłożyć filozoficzne dyskusje na temat świadomości, które przyciąga naukowców od czasów Arystotelesa, i poszukać fizyczne odciski jego palców. Co się dzieje z rozkojarzony działką substancji mózgu, która rodzi się świadomość? Jak tylko będziemy wiedzieli, przybliżymy się do rozwiązania bardziej fundamentalne problemy.

Szukamy, w szczególności neuronowe correlatives świadomości (NCC, ukończonego środka trwałego w budowie), określone jako minimalne neuronalne mechanizmy, które będą wystarczające dla każdego konkretnego świadomego doświadczenia. Co powinno wydarzyć się w twoim mózgu, aby poczuć ból zęba, na przykład? Czy niektóre komórki nerwowe wibrować na pewnej magicznej częstotliwości? Czy trzeba aktywować niektóre specjalne "neuronów świadomości"? W jakich obszarach mózgu powinny znajdować się te komórki?

Neuronowe correlatives świadomości

Przy ustalaniu ukończonego środka trwałego w budowie, ważne jest, aby zrozumieć, gdzie minimum. Mózg w ogóle można uznać za ukończonego środka trwałego w budowie: generuje doświadczenia z dnia na dzień, bez przerwy. Ale lokalizacja świadomości może być dodatkowo ogrodzony. Weźmy, na przykład, rdzeń kręgowy – długi i elastyczny "wąż" z neuronami, wciśnięte w kość, z miliard komórek nerwowych. Jeśli rdzeń kręgowy zostanie całkowicie uszkodzony w trakcie urazu szyi, człowieka paraliżuje nogi, ręce i tułów, on nie jest w stanie kontrolować jelita i pęcherz moczowy i traci poczucie ciała. Ale takie sparaliżowani nadal cieszyć się życiem w całej jej różnorodności – widzą, słyszą, обоняют, martwią, a pamiętają wszystko takim, jakie ono było do nieprzyjemnego incydentu. Tylko chodzić nie mogą, no i dowolnie kał.

Lub przyjrzyjmy się móżdżek, "mały mózg" pod tylną częścią mózgu. Jest to jedna z najstarszych schematów mózgu z punktu widzenia ewolucji, zaangażowana w zarządzanie ruchem, postawy, chodu i skomplikowanymi sekwencjami ruchów. Gra na fortepianie, drukowanie, taniec na lodzie lub wspinaczka – cała ta działalność jest określana pracą móżdżku. Znajdują się w nim wspaniałe neurony komórki Purkiniego, które mają wąsy i które rozprzestrzeniają się jak morskim кораллам i posiadają kompleksowej elektrycznej dynamiką. Również w nim najwięcej neuronów, około 69 mld, cztery razy więcej, niż w pozostałych częściach mózgu, wziętych razem.

Co się dzieje z umysłem, jeśli móżdżek częściowo uszkodzona w wyniku udaru mózgu lub pod nożem chirurga? Nic się nie stało. Pacjenci z uszkodzonym мозжечком skarżą się na pewne niedostatki, nie tak dobrze gra na pianinie lub pisać na klawiaturze, ale nigdy nie tracą żadnych aspektów świadomości. Słyszą, widzą i czują się świetnie, zachowują poczucie własnej wartości, pamiętają wydarzenia z przeszłości i nadal rzutowania się w przyszłość. Nawet narodziny bez móżdżku nie ma silnego wpływu na świadome doświadczenie tożsamości.

Wychodzi, ogromny мозжечковый urządzenie nie ma nic wspólnego z subiektywnym doświadczeniu. Dlaczego? Ważne wskazówki można znaleźć w jego schemacie, który jest bardzo jednorodna i równoległej (tak samo jak baterie można łączyć równolegle). Móżdżek działa dość prosta: jeden zestaw neuronów wpływa na następny, a ten przekazuje pałeczkę trzeciej. Nie ma żadnych skomplikowanych obwodów sprzężenia zwrotnego, które odbijają się na odbywających się aktywności elektrycznej. (Biorąc pod uwagę czas potrzebny do rozwoju świadomego postrzegania, większość teoretyków uważa, że powinno ono zawierać pętle sprzężenia zwrotnego w przepastnej schematach mózgu). Ponadto, móżdżek funkcjonalnie podzielony na setki lub więcej niezależnych modułów obliczeniowych. Każdy z nich działa równolegle z łóżka, nie nakładającymi się przepustami i wnioskami, kontrolując ruchy różnych silnikowych lub poznawczych systemów. Są one słabo oddziałują – a świadomość, wręcz przeciwnie, wymaga wzajemnego zaangażowania wielu systemów.

Jedna ważna lekcja, którą wyciągnęliśmy, ucząc się rdzeń kręgowy i móżdżek, polega na tym, że dżin świadomości nie pojawia się za każdym razem, gdy jest podekscytowany jakakolwiek tkanki nerwowej. Trzeba więcej. Ten dodatkowy czynnik występuje w szarej materii, który powstaje słynny kory mózgowej, zewnętrznej jego powierzchni. To laminowane arkusze trudne, połączonego tkanki nerwowej, wielkości i szerokości, z 14-calową pizzę. Dwa takie blachywielokrotnie złożonych, wraz z ich setkami milionów linek – białą substancją – jest ściśle wbite w czaszkę. Wszystko mówi o tym, że неокортикальная tkaniny rodzi uczucia.

Można jeszcze bardziej zawęzić lokalizację świadomości. Weźmy, na przykład, eksperymenty, w których na prawe i lewe oko oddziałują różne bodźce. Załóżmy, że lewe oko patrzy na Donalda Trumpa, a prawy na Hillary Clinton. Można by sobie wyobrazić, że człowiek zobaczy superpozycji Włóczęgów i Clinton. W rzeczywistości, można zobaczyć Trumpa kilka sekund, po czym zniknie i pojawi się Clinton. Następnie zniknie i wróci Trump. Dwa obrazy będą występować siebie w nieskończoność z powodu lornetki rywalizacji – wojny między oczami o mistrzostwo. Ponieważ mózg otrzymuje podwójny enter, nie może wybrać między Трампом i Clinton.

Jeśli w tym samym czasie, będziesz leżeć w magnetycznym skanerze, który rejestruje aktywność mózgu, eksperymentatorów dowiedzą się, że szeroki zakres obszarów kory – tylna теменная kora – będzie odgrywać znaczącą rolę w nadzorowanie tym, co widzimy. Co ciekawe, pierwszorzędowa kora wzrokowa, która otrzymuje i pomija informacje, które otrzymuje od oczu, nie sygnalizuje o tym, że widzi podmiot. Taki sam podział pracy odnosi się do dźwięku i dotyku: podstawowy słuchowe i pierwotne-co nie wpływają bezpośrednio na zawartość słuchowego lub соматосенсорного doświadczenia. Zamiast tego w proces włącza się następny etap – w strefie aktywnej tylnej kory ciemieniowej – który rodzi świadome postrzeganie.

Więcej światła tracą dwa klinicznych źródła związku przyczynowo-skutkowego: elektryczna stymulacja tkanki kory i badanie pacjentów po stracie konkretnych obszarów w trakcie urazu lub choroby. Na przykład, zanim usunięcia guza mózgu lub locus napady padaczkowe, neurochirurdzy картируют funkcji najbliższej tkanek kory, bezpośrednio stymulując jej elektrodami. Pobudzenie tylnej gorącej strefy może spowodować przepływ różnych emocji i uczuć. Mogą to być lampy błyskowej, geometryczne kształty, grymasy, słuchowe lub wzrokowe omamy, uczucie deja vu, pragnienie, aby przenieść określonej skończoności, itp. Pobudzenie przedniej części kory – to całkiem inna sprawa: w większej koncie, to nie powoduje to żadnych bezpośrednich doświadczeń.

Drugie źródło informacji – pacjenci neurologów z pierwszej połowy 20 wieku. Czasami chirurdzy musieli wyciąć duży pas kory przedczołowej do usuwania guzów lub dla ułatwienia napadów padaczkowych. Godne uwagi jest to, jak niezwykłe te pacjenci. Utrata części płata czołowego miała niektóre szkodliwe skutki: u pacjentów rozwinęło niechęć powstrzymać szkodliwe emocje lub czynności, niedobór motorycznych, niekontrolowane powtarzania czynności lub słów. Jednak po operacji im robiło się lepiej i ludzie żyli bez żadnych oznak utraty lub pogorszenia świadomego doświadczenia. I przeciwnie, usuwanie nawet małych obszarów tylnej kory, gdzie znajdowały się gorące strefy, mogło prowadzić do różnych klas problemów ze świadomością: pacjenci nie mogli rozpoznawać twarzy, rozpoznawanie ruchu, koloru lub poruszania się w przestrzeni.

W Ten sposób, można by pomyśleć, że widoki, dźwięki i inne odczucia życia, które przeżywamy, rodzą się w obszarach tylnej kory. O ile możemy sądzić, prawie wszystkie świadome przeżycia pojawiają się tam. W czym tkwi zasadnicza różnica między tymi tylnymi obszarami i większą częścią kory przedczołowej, która nie wpływa bezpośrednio na subiektywne zawartość? Nie wiemy. Jednak niedawne odkrycie wskazuje na to, że neurologów mogą być zbliżone do rozwiązania.

Licznik świadomości

Medycyna potrzebuje urządzenia, które niezawodnie wykrywać obecność lub brak świadomości u ludzi niezdolnych lub z zaburzeniami. Podczas operaci, na przykład, pacjenci są zanurzone w narkoza, aby pozostać na stałe i ze stabilnym ciśnieniem krwi – to pozwala im nie czuć bólu i nie do nabycia травмирующими wspomnieniami. Niestety, ten cel można osiągnąć nie zawsze: każdego roku setki pacjentów w jakiś sposób pozostają w świadomości pod znieczuleniem.

Inna kategoria pacjentów, którzy mają ciężką czaszkowo-mózg kontuzji z powodu wypadku, zakażenia lub zatrucia, może żyć przez wiele lat, nie będąc w stanie mówić lub odpowiadać na ustne prośby. Wyobraź sobie kosmonauty, który w kosmosie, który słucha centrum sterowania, który próbuje się z nim skontaktować. Jego uszkodzony mikrofon nie przekazuje głos i wydaje się zupełnie oderwane od świata. Podobnie pacjenci z uszkodzonym mózgiem, który pozwala im komunikować się ze światem, czują szczególną formę odosobnienia.

Na początku 2000 Giulio Тонони z Uniwersytetu Wisconsin-Madison i Marcello Массимини z Uniwersytetu w Mediolanie we Włoszech wynalazł technikę zip-zap, która pozwala określić, w świadomości osób, czy nie. Naukowcy zakładają cewkę przewodów na czaszkę i "простреливают" – wysyłają w czaszkę potężny impuls energii magnetycznej, na chwilę pobudzanie prąd elektryczny w neuronach. Ta interwencja z kolei pobudza i hamuje partnerskie komórki neuronów w stanach obszarach, fala mknie w mózgu, dopóki nie затухнет. Sieć EEG-czujników, znajduje się na zewnątrz czaszki, odczytuje te sygnały elektryczne. Развертываясь z czasem, te ślady, z których każdy odpowiada określonemu miejsca w mózgu pod czaszką, układają się w obraz.

Ten obraz niepokazuje żadnych wzorców, ale i nie jest zupełnie przypadkowa. Pozwala ona określić, jak mózg jest wolny od świadomości, rytmy. Naukowcy ilościowo oceniają te dane, ściskając je w archiwum zwykłym algorytmem .zip, i otrzymują złożoność reakcji mózgu. Wolontariusze, którzy powinni spać, mieli "indeks пертурбационной trudności" między 0,31 i 0,7, który spadał poniżej 0,31 w głębokim śnie lub znieczulenia. Массимини i Тонони przetestowali swoją metodę na 48 pacjentach, u których został uszkodzony mózg, ale które były elastyczne i бодрствующими, i okazało się, że w każdym przypadku metoda pozwala określić istnienie świadomości u ludzi.

Następnie grupa zastosowała metodę do 81 pacjenta, które zostały minimalnie świadome lub znajdowały się w stanie wegetatywnym. W pierwszej grupie, która demonstrował pewne oznaki нерефлексивного postępowania, metoda precyzyjnie określił 36 osób w świadomości z 38. Dwóch pacjentów błędnie przedstawił nieprzytomnymi. Z 43 pacjentów w stanie wegetatywnym, które w żaden sposób nie reagowali, 34 zostały oznaczone jako nieprzytomny, ale 9 – w świadomości. Ich mózg odpowiadali podobnie mózg każdego, kto był w świadomości, a więc były one w świadomości, ale nie można informować o tym swoich bliskich.

Aktualne badania mają na celu ujednolicenie i poprawa metody "zip-zap" dla pacjentów neurologicznych i rozpowszechnianie go na pacjentów psychiatrów i pediatrów. Prędzej czy później naukowcy odkryją konkretny zestaw neuronowych mechanizmów, które tworzą jakiś świadome doświadczenie. Mimo, że te wnioski będą mieć znacząco następstwa kliniczne i pomogą rodzinom i znajomym, oni nie będą w stanie odpowiedzieć na podstawowe pytania: dlaczego te neurony, a nie tamto? Dlaczego na tej częstotliwości, a nie na tej? Wzruszająca wszystkich tajemnica tkwi w tym, jak i dlaczego wszelkie zorganizowane kawałki substancji czynnej rodzą się świadome doznania. W końcu mózg, jak każdy inny organ, podlega takim samym prawom fizyki, jak serce i nerki. Co czyni je różnymi? Jaka biophysics zamienia szarą masę, substancja szara w wielki техниколор i bogactwo dźwięku, którym obdarzony nasze codzienne doświadczenia z tym światem?

W końcu potrzebujemy zadowalający naukowa teoria świadomości, która przedstawi, w jakich warunkach wszelkie indywidualne fizyczna system – czy jest to skomplikowany układ neuronów lub krzemowych tranzystorów – zaczyna przeżywać w dosłownym tego słowa znaczeniu. Dlaczego jakość tych doświadczeń będzie się różnić? Dlaczego niebo jest niebieskie niebo tak różni się od krzyku, źle skonfigurowanego skrzypce? Czy istnieje funkcja u tych różnic w przeżyciach, a jeśli tak, to jaka? Taka teoria pozwoli nam określić, jakie doświadczenia będą u poszczególnego systemu. Do jej pojawienia się wszelkie rozmowy o automatycznych świadomości będą oparte wyłącznie na naszej intuicji, która, jak pokazuje naukowa historia, wiarygodnym przewodnikiem.

Szczególnie zacięte dyskusje zażarte wokół dwóch najbardziej popularnych teorii świadomości. Jedna z nich – teoria globalnego нейронного przestrzeni (GNW), opracowany przez psychologa Bernardem Баарсом i нейробиологами Станисласом Дехане i Jean-Pierre Шангье. Teoria zaczyna się od postulatu o tym, że gdy ty coś wiesz, do tej informacji mają dostęp wiele różnych części mózgu. Jeśli, z drugiej strony, działają nieświadomie, informacje zlokalizowane w konkretnej czuciowo-ruchowej systemie, uczestniczących w procesie. Na przykład, gdy ty szybko piszesz, robisz to na automacie. Zapytać, jak ci się to udaje, i nie będzie w stanie odpowiedzieć: praktycznie nie ma świadomego dostępu do tej informacji, i ona okazuje się być skupionym w schematach mózgu, które wiążą swoje oczy z szybkim ruchem palców.

W kierunku teorii fundamentalnej

Zgodnie z GNW, świadomość powstaje z pewnego rodzaju przetwarzania informacji – znanego z pierwszych dni sztucznej inteligencji, gdy specjalistyczne programy mają dostęp do małych, podzielonym repozytoriów informacji. Niezależnie od danych zapisanych na tej "tablicy", stały się dostępne różne procesy pomocnicze: pamięć robocza, język, moduł planowania i tak dalej. W GNW, świadomość występuje, gdy przychodząca dotykowy informacje zapisane na takiej tablicy, szeroko transmitowany na różne poznawcze systemy, które przetwarzają te dane do rozmowy, zachowania, wspomnienia lub wykonywania czynności.

Ponieważ na tej tablicy nie jest tak dużo miejsca, możemy sobie uświadomić jednocześnie nie tak wiele informacji. Sieć neuronów przekazujących te wiadomości, uważa się, że znajduje się w czołowej i ciemieniowej częściach. Po tym, jak rozrzedzony dane są transmitowane w sieci i stają się dostępne globalnie, informacja staje się świadome. Oznacza to, że sprawca jej świadomy. Chociaż nowoczesne maszyny, dopóki nie osiągnęły takiego poziomu trudności poznawczych, to tylko kwestia czasu. GNW oznacza, że komputery przyszłości będą świadomi.

Teoria zintegrowanego informacji (IIT), opracowany przez Тонони i jego współpracowników, w tym mnie, ma zupełnie inny punkt wyjścia: doświadczenie samo w sobie. Każde doświadczenie ma pewne istotne właściwości. On wewnętrzny, istnieje tylko dla podmiotu jak dla "właściciela", zorganizowany (żółty autobus hamuje przed перебегающей drogę psem), jest dokładny, można go odróżnić od innego świadomego doświadczenia, jak klatka w filmie. Ponadto, jest on spójny i konkretny. Kiedy siedzisz na parkowej ławce w ciepły, пригожийdzień, obserwując gry dla dzieci, różne części tego doświadczenia – bryza, śpiew masz we włosach, radość ze śmiechu twojego dziecka – nie można dzielić na części, nie traci pełnię tego doświadczenia.

Тонони postuluje, że każdy skomplikowany i powiązanego mechanizm, którego struktura jest koduje wiele związków przyczynowo-skutkowych, będzie posiadać te właściwości – i, w konsekwencji, ma pewien poziom świadomości. Jeśli, jak мозжечку, tego mechanizmu nie brakuje integracji i kompleksowości, on nic nie rozumie. W IIT, świadomość to wewnętrzny związek przyczynowo-skutkowego siła, jaką posiada zaawansowane mechanizmy, takie jak ludzki mózg.

IIT przewiduje również, że złożone symulacja ludzkiego mózgu, pracującego na komputerze cyfrowym, nie może być świadome, nawet jeśli to mówi tak, że nie do odróżnienia od prawdziwej osoby. Podobnie jak symulacja ogromnej grawitacyjnego przyciągania czarnej dziury nie będzie się deformować przestrzeń-czas wokół komputera, programowanie umysłu nigdy nie stworzy świadomy komputer.

Stoi Przed nami dwa zadania. Jedna z nich polega na tym, aby korzystać z bardziej zaawansowanych narzędzi, obserwować i badać neurony, szukać świadomość w tych neuronach. Miną dziesiątki lat, biorąc pod uwagę bizantyjski złożoność ośrodkowego układu nerwowego. Inne zadanie w tym, aby potwierdzić lub obalić dwie dominujące teorie. Lub stworzyć najlepszą na осколках tych dwóch i wyjaśnić, jak полуторакилограммовый organ daje nam pełnię doznań.