Co je vědomí? Ano, vlastně všechno. Je to melodie uvízlá v hlavě, sladkost čokoládové tyčinky, pulzující bolest zubů, divoká láska, vědomí, že všechny pocity někdy zmizí. Původ a povaha těchto zkušeností, někdy nazývaných qualia, byly záhadou od nejstarších dob antiky po současnost. Mnoho moderních filozofů analyzujících mysl, včetně Daniela Dennetta z Tuftsovy univerzity, považuje existenci vědomí za tak očividný urážku pro nesmyslný vesmír hmoty a je neplatné, že to prohlašují za iluzi. To znamená, že buď popírají existenci qualia, nebo tvrdí, že věda tomu nikdy nepochopí.
Pokud by toto prohlášení bylo pravdivé, neměli bychom o čem mluvit. Vše, co je třeba vysvětlit Krishtofovi Kochovi, který napsal tuto esej, je důvod, proč jste vy, já a všichni ostatní, pevně přesvědčeni, že stále máme city. Víra, že bolest je iluze, ji však nezmírní. Musí tedy existovat jiné řešení problému těla a mysli. Dále - od první osoby.
Většina vědců považuje vědomí za samozřejmost a snaží se pochopit jeho souvislost s objektivním světem popsaným vědou. Před více než čtvrtstoletím jsme se s Francisem Crickem rozhodli odložit stranou filozofické diskuse o vědomí, které přitahovaly vědce od Aristotela a hledali jeho fyzické výtisky. Co se stane s nadšenou částí mozkové substance, která dává vědomí? Jakmile to pochopíme, přistoupíme k řešení zásadnějšího problému.
Hledáme zejména neurální koreláty vědomí (NCC, NCC), definované jako minimální nervové mechanismy, které budou dostatečné pro jakýkoli konkrétní vědomý zážitek. Co se musí stát ve vašem mozku, abyste mohli například zažít bolest zubů? Musí některé nervové buňky vibrovat při určité magické frekvenci? Musím aktivovat nějaké speciální „neurony vědomí“? V jakých oblastech mozku by měly být tyto buňky umístěny?
Neurální koreláty vědomí
Při určování NCC je důležité pochopit, kde je minimum. Mozek jako celek lze považovat za NCC: generuje zážitky den co den, non-stop. Místo vědomí však může být dodatečně oploceno. Vezměme si například míchu - dlouhou, flexibilní „hadici“neuronů napěchovanou do kosti s miliardou nervových buněk. Pokud je mícha zcela poškozena v průběhu poranění v oblasti krku, osoba se ochromí v nohou, pažích a trupu, nebude schopen ovládat střeva a močový měchýř a ztratí smysl pro tělo. Takoví ochromení lidé si však užívají života v celé své rozmanitosti - vidí, slyší, čichají, prožívají a pamatují si vše, co bylo před smutnou událostí. Prostě nemohou chodit a dobrovolně se defekují.
Nebo zvažte mozek, „malý mozek“pod hřbetem mozku. Je to jeden z nejstarších mozkových obvodů z evoluční perspektivy, zapojený do řízení pohybu, držení těla, chůze a složitých pohybových sekvencí. Hraní na klavír, psaní, ledový tanec nebo horolezectví jsou určovány prací mozečku. Obsahuje nádherné neurony - Purkinje buňky, které mají antény a které se šíří jako mořské korály a mají komplexní elektrickou dynamiku. Má také nejvíce neuronů, řádově 69 miliard, čtyřikrát tolik než zbytek mozku dohromady.
Propagační video:
Co se stane s vědomím, pokud je mozek částečně poškozen v důsledku mrtvice nebo pod chirurgickým nožem? Nevadí. Pacienti s poškozeným mozečkem si stěžují na některé nedostatky, nehrají na klavír ani typ, ale nikdy neztratí žádný aspekt vědomí. Slyší, vidí a cítí se skvěle, udržují si sebeúctu, pamatují si minulé události a pokračují v projektování do budoucnosti. Ani narození bez mozečku nemá silný vliv na vědomou zkušenost jednotlivce.
Ukázalo se, že obrovský mozkový aparát nemá nic společného se subjektivní zkušeností. Proč? Důležitá vodítka lze nalézt v jeho obvodu, který je extrémně homogenní a paralelní (podobně jako baterie lze připojit paralelně). Mozeček funguje docela jednoduše: jedna sada neuronů ovlivňuje další a ta předává obušek třetímu. Neexistují žádné složité zpětnovazební smyčky, které se odrážejí v procházející elektrické aktivitě. (Vzhledem k času, který je zapotřebí k rozvoji vědomého vnímání, většina teoretiků se domnívá, že by měla zahrnovat smyčky zpětné vazby v kavernózních obvodech mozku.) Kromě toho je mozeček funkčně rozdělen do stovek nebo více nezávislých výpočetních modulů. Každá z nich pracuje paralelně, se samostatnými nepřekrývajícími se vstupy a výstupy,ovládání pohybů různých motorických nebo kognitivních systémů. Chová se slabě - a vědomí naopak vyžaduje vzájemné zapojení mnoha systémů.
Důležitou lekcí, kterou jsme se dozvěděli z naší studie míchy a mozečku, je to, že se genie vědomí neobjeví vždy, když je stimulována jakákoli nervová tkáň. Potřebovat více. Tento další faktor se nachází v šedé hmotě, která tvoří slavnou mozkovou kůru, její vnější povrch. Jedná se o vrstvený list složené, vzájemně propojené nervové tkáně, velikosti a šířky 14-palcové pizzy. Dva takové listy, mnohokrát složené, spolu se stovkami milionů drátů - bílou hmotou - jsou těsně zatloukány do lebky. Všechno naznačuje, že neokortikální tkáň vyvolává pocity.
Místo vědomí můžete dále zúžit. Udělejte například experimenty, při nichž se na pravé a levé oko aplikují různé podněty. Řekněme, že vaše levé oko se dívá na Donalda Trumpa a vaše pravé oko se dívá na Hillary Clintonovou. Člověk by si představoval, že člověk uvidí superpozici Trumpa a Clintona. Ve skutečnosti uvidíte Trumpa na několik sekund, poté zmizí a objeví se Clinton. Pak zmizí a Trump se vrátí. Dva obrazy se navzájem nekonečně nahradí v důsledku binokulární rivality - války mezi očima o primát. Protože mozek dostává dvojí vstup, nemůže si vybrat mezi Trumpem a Clintonem.
Pokud zároveň ležíte v magnetickém skeneru, který zaznamenává mozkovou aktivitu, experimentátoři zjistí, že při sledování toho, co vidíme, bude hrát významnou roli celá řada oblastí kůry - zadní parietální kůra. Je pozoruhodné, že primární vizuální kůra, která přijímá a předává informace, které dostává od očí, nesignalizuje to, co subjekt vidí. Stejné rozdělení práce platí pro zvuk a dotek: primární sluchová a primární somatosenzorická kůra neovlivňuje přímo obsah sluchového nebo somatosenzorického zážitku. Místo toho proces zahrnuje další fázi - v aktivní zóně zadní mozkové kůry -, která vyvolává vědomé vnímání.
Více světla bude vrháno dvěma klinickými zdroji příčin: elektrickou stimulací kortikální tkáně a vyšetřením pacientů po ztrátě určitých oblastí v důsledku zranění nebo nemoci. Například před odstraněním mozkového nádoru nebo místa epileptických záchvatů neurochirurgové mapují funkce tkáně blízké kůry přímou stimulací elektrodami. Stimulace zadní horké zóny může vyvolat tok různých pocitů a pocitů. Mohou to být záblesky světla, geometrické tvary, grimasy, sluchové nebo vizuální halucinace, pocit deja vu, touha pohnout určitou končetinou atd. Stimulace přední kůry je úplně jiná záležitost: celkově nevytváří žádnou přímou zkušenost.
Druhým zdrojem informací jsou pacienti neurologů z první poloviny 20. století. Někdy museli chirurgové vyříznout velký pás prefrontální kůry, aby odstranili nádory nebo zmírnili epileptické záchvaty. Je pozoruhodné, jak neobvyklí jsou tito pacienti. Ztráta části čelního laloku měla některé škodlivé důsledky: u pacientů došlo k neochotě omezit nepřijatelné emoce nebo činy, motorické deficity, nekontrolované opakování akcí nebo slov. Po operaci se však cítili lépe a nadále žili bez známek ztráty nebo zhoršení vědomí. Naopak odstranění i malých oblastí zadní kůry, kde byly umístěny horké zóny, by mohlo vést k celé třídě problémů s vědomím: pacienti nedokázali rozpoznat tváře, rozpoznat pohyby, barvy nebo navigovat ve vesmíru.
Člověk by si tedy myslel, že vzhled, zvuky a další pocity života, které prožíváme, se rodí v oblastech zadní kůry. Pokud to dokážeme říct, objevují se tam téměř všechny vědomé zážitky. Jaký je zásadní rozdíl mezi těmito zadními oblastmi a většinou prefrontální kůry, která nemá přímý vliv na subjektivní obsah? Nevíme. Nedávný objev však naznačuje, že neurovědci mohou být na stopě.
Počitadlo vědomí
Medicína potřebuje zařízení, které dokáže spolehlivě detekovat přítomnost nebo nepřítomnost vědomí lidí s postižením nebo poruchou. Například během chirurgického zákroku jsou pacienti ponořeni do anestezie, aby zůstali imobilní a se stabilním krevním tlakem - což jim umožňuje cítit se bez bolesti a nezískávat traumatické vzpomínky. Bohužel, tohoto cíle není vždy dosaženo: každý rok stovky pacientů nějak zůstanou při anestézii při vědomí.
Jiná kategorie pacientů, kteří mají vážné traumatické poškození mozku v důsledku nehody, infekce nebo těžké otravy, může žít roky, aniž by byla schopna mluvit nebo reagovat na verbální žádosti. Představte si, že se astronaut vznáší ve vesmíru a poslouchá kontrolní středisko, které se ho snaží kontaktovat. Jeho poškozený mikrofon nevysílá svůj hlas a zdá se, že je zcela odříznut od světa. Stejně tak u pacientů s poškozením mozku, které jim brání v komunikaci se světem, dochází k extrémní formě samovazby.
Na počátku roku 2000 vymysleli Giulio Tononi z Wisconsinské univerzity v Madisonu a Marcello Massimini z Milánské univerzity v Itálii techniku zip-zap, aby určili, zda je osoba při vědomí nebo ne. Vědci vložili do lebky cívku vodičů a „ji zastřelili“- do lebky vysílali silný puls magnetické energie a krátce vyvolali elektrický proud v neuronech. Tato interference zase vzruší a inhibuje partnerské buňky neuronů ve spojených oblastech a zametá mozkem ve vlnách, dokud nezemře. Síť EEG senzorů umístěná vně lebky čte tyto elektrické signály. S postupem času se tyto stopy, z nichž každá odpovídá konkrétnímu místu v mozku pod lebkou, spojují s obrázkem.
Tento obrázek neukazuje žádné vzory, ale není také zcela náhodný. To vám umožní určit, jak je mozek prostý vědomí, rytmy. Vědci kvantifikují tato data kompresí do archivu s obvyklým algoritmem.zip a získají složitost mozkové reakce. Dobrovolníci, kteří se probudili, měli „index poruchových obtíží“mezi 0,31 a 0,7, který klesl pod 0,31 při hlubokém spánku nebo anestézii. Massimini a Tononi testovali svou metodu na 48 pacientech, kteří měli poškození mozku, ale reagovali a byli vzhůru, a zjistili, že v každém případě může metoda určit přítomnost vědomí u člověka.
Skupina poté aplikovala tuto metodu na 81 pacientů, kteří byli minimálně při vědomí nebo ve vegetativním stavu. V první skupině, která vykazovala určité známky nereflektivního chování, metoda přesně identifikovala 36 lidí ve vědomí z 38. Chybně identifikoval dva pacienty jako bezvědomí. Ze 43 vegetativních pacientů, kteří nereagovali žádným způsobem, bylo 34 označeno v bezvědomí, ale 9 bylo při vědomí. Jejich mozky reagovaly podobně jako mozky těch, kteří byli při vědomí, což znamená, že byli při vědomí, ale nemohli to sdělit svým blízkým.
Současný výzkum je zaměřen na standardizaci a zdokonalení metody zip-zap pro neurologické pacienty a její rozšíření na psychiatrické a pediatrické pacienty. Dříve nebo později vědci objeví specifický soubor nervových mechanismů, které vytvářejí určitý druh vědomé zkušenosti. I když tato zjištění budou mít důležité klinické důsledky a pomohou rodinám a přátelům, neodpovídají na základní otázky: Proč jsou tyto neurony a nikoli ty? Proč na této frekvenci, a ne na tom? Tajemství, které každého vzrušuje, je, jak a proč některé organizované kousky aktivní látky vytvářejí vědomé pocity. Mozek se nakonec jako každý jiný orgán řídí stejnými fyzikálními zákony jako srdce a ledviny. Co je odlišuje? Co biofyzika transformuje šedou hmotu,šedá hmota ve velkolepé technice a bohatost zvuku, kterou naše každodenní zkušenost s tímto světem obdaruje?
Nakonec potřebujeme uspokojivou vědeckou teorii vědomí, která předpovídá, za jakých podmínek jakýkoli daný fyzický systém - ať už se jedná o složitý obvod neuronů nebo křemíkových tranzistorů - začíná prožívat v pravém smyslu slova. Proč se bude kvalita těchto zkušeností lišit? Proč je jasná modrá obloha tak odlišná od skřípání špatně naladěných houslí? Existuje funkce pro tyto rozdíly ve zkušenostech, a pokud ano, co? Taková teorie nám umožní určit, jaké zkušenosti bude mít konkrétní systém. Předtím, než se objeví, bude jakákoli řeč o vědomí stroje vycházet pouze z naší intuice, která, jak ukazuje vědecká historie, je nespolehlivým průvodcem.
Obzvláště prudká debata propukla přes dvě nejpopulárnější teorie vědomí. Jednou z nich je teorie globálního nervového prostoru (GNW), kterou vyvinuli psycholog Bernard Baars a neurovědci Stanislas Dehanet a Jean-Pierre Shangyeux. Teorie začíná postulátem, že když se něco dozvíte, k těmto informacím přistupuje mnoho různých částí vašeho mozku. Pokud na druhou stranu jednáte nevědomě, informace jsou lokalizovány ve specifickém senzoricko-motorickém systému zapojeném do procesu. Například, když píšete rychle, uděláte to automaticky. Zeptat se vás, jak to děláte, a nemůžete odpovědět: nemáte prakticky žádný vědomý přístup k těmto informacím a je soustředěn v mozkových obvodech, které spojují vaše oči s rychlým pohybem vašich prstů.
Směrem k základní teorii
Podle GNW vědomí vychází z určitého typu zpracování informací - známé z raných dob umělé inteligence, kdy specializované programy přistupovaly k malým sdíleným úložištím informací. Bez ohledu na data zapsaná na této „desce“byly k dispozici různé pomocné procesy: pracovní paměť, jazyk, plánovací modul atd. Podle GNW, vědomí vyvstává, když přicházejí smyslové informace zapsané na takové desce, jsou široce vysílány do různých kognitivních systémů - které zpracovávají tato data pro konverzaci, uchování, vyvolání nebo akci.
Vzhledem k tomu, že na této desce není příliš místa, nemusíme vědět mnoho informací najednou. Předpokládá se, že síť neuronů přenášejících tyto zprávy je umístěna ve frontálních a parietálních lalocích. Jakmile jsou řídká data vysílána v síti a zpřístupněna globálně, informace se stanou vědomými. To znamená, že si to subjekt uvědomuje. Přestože moderní stroje dosud nedosáhly této úrovně kognitivní složitosti, je to jen otázka času. GNW předpokládá, že počítače budoucnosti budou vědomé.
Integrovaná teorie informací (IIT), vyvinutá Tononim a jeho kolegy, včetně mě, má úplně jiný výchozí bod: samotnou zkušenost. Každá zkušenost má určité základní vlastnosti. Je to vnitřní, existuje pouze pro subjekt jako „vlastník“, je strukturováno (žlutý autobus brzdí před psem přecházejícím silnici), je konkrétní - lze jej odlišit od ostatních vědomých zážitků, jako je samostatný záběr ve filmu. Navíc je jednotný a jednoznačný. Když sedíte na lavičce v parku za teplého a příjemného dne a sledujete, jak si děti hrají, různé části zážitku - vánek ve vlasech, radost ze smíchu vašeho dítěte - nelze rozdělit na části, aniž byste ztratili plnost zážitku.
Tononi předpokládá, že jakýkoli složitý a propojený mechanismus, jehož struktura kóduje vícenásobné kauzální vztahy, bude mít tyto vlastnosti - a proto bude mít určitou úroveň vědomí. Pokud tento mechanismus, stejně jako mozeček, postrádá integraci a složitost, není si vědom nic. Podle IIT je vědomí vnitřní příčinnou silou, kterou vlastní složité mechanismy, jako je lidský mozek.
IIT také předpovídá, že sofistikované simulace lidského mozku běžícího na digitálním počítači nemohou být při vědomí - i když mluví způsobem nerozeznatelným od skutečné osoby. Stejně jako modelování masivního gravitačního tahu černé díry nebude deformovat časoprostor kolem počítače, programování mysli nikdy nevytvoří vědomý počítač.
Stojíme před dvěma úkoly. Jedním z nich je použití stále pokročilejších nástrojů, pozorování a zkoumání neuronů, hledání vědomí v těchto neuronech. Bude to trvat desetiletí, vzhledem k byzantské složitosti centrálního nervového systému. Další výzvou je potvrdit nebo vyvrátit dvě dominantní teorie. Nebo vytvořte ten nejlepší na fragmentech těchto dvou a vysvětlete, jak nám jeden a půl kilogramový orgán dává plnost pocitů.
Ilya Khel