Hvad er bevidsthed? Ja, faktisk alt. Denne melodi sidder fast i mit hoved, sødme, chokolade, dunkende smerter fra en tandpine, vilde kærlighed, vidende, at alle de følelser nogensinde fade. Oprindelsen og arten af disse oplevelser, nogle gange kaldet qualia, har været et mysterium fra de tidligste dage af antikken, indtil den nuværende tid. Mange moderne filosoffer, analysere efterretninger, herunder Daniel Dennett af tufts University, mener, at eksistensen af bevidsthed, der er så grov fornærmelse mod den meningsløse univers af materie og tomhed, som at erklære det en illusion. Det betyder, at de enten benægter eksistensen af qualia, eller hævde, at videnskaben aldrig kunne forstå.
Hvis dette udsagn var sandt, vi havde intet at sige. Alle, der er nødvendige for ville være at forklare, at Christopher Koch, der skrev dette essay, det er derfor, du, jeg og alle andre tror fuldt og fast på, at følelsen er der stadig. Men troen på, at smerte er en illusion, smerten vil ikke mindskes. Så der må være en anden løsning på problemet med krop og sind. I det følgende i første person.
De fleste forskere tager bevidsthed, som et givet, og søge at forstå dets sammenhæng med den objektive verden, der er beskrevet af videnskaben. Mere end en kvart århundrede siden Francis Crick, og jeg besluttede at udskyde en filosofisk diskussion om emnet bevidsthed, der har tiltrukket forskere siden Aristoteles, og se efter fysiske billeder. Hvad sker der med den glade del af indholdet i hjernen, som producerer bevidsthed? Når vi forstår dette, vil vi griber løsningen af mere grundlæggende problemer.
Vi er på udkig efter, i særdeleshed, de neurale korrelater for bevidsthed (NCC, NCC), der defineres som det minimale neurale mekanismer, som vil være tilstrækkelig for nogen specifik bevidste oplevelse. Hvad der skal ske i din hjerne, at du har oplevet tandpine, for eksempel? Gøre nogle nerveceller til at vibrere på en visse magiske frekvens? Skal jeg nødt til at aktivere nogle særlige “neuroner i bevidsthed”? I hvilke områder af hjernen skal være de celler?
De neurale korrelater for bevidsthed
I fastsættelsen af NCC, det er vigtigt at forstå, hvor lav. Hjernen som helhed kan betragtes som NKS: det skaber oplevelsen af dag-til-dag, non-stop. Men den sæde for bevidsthed kan desuden indhegnet. Tag, for eksempel, rygmarven er lang og fleksibel “slange” med neuroner har sat sig fast i knoglen, med milliarder nerveceller. Hvis rygmarven er helt ødelagt i løbet af den skade i nakken, at de bliver lammet i ben, arme og overkrop, han ikke kan styre tarm og blære og miste følelsen i kroppen. Men sådan lammet fortsætte med at nyde livet i al dets mangfoldighed – de kan se, høre, lugte, opleve og huske alt det, som det var før den ulykkelige hændelse. Kun jeg kan ikke gå, godt, vilkårligt defecate.
Eller overveje, cerebellum, “lille hjerne” under den bageste del af hjernen. Dette er en af de ældste baner i hjernen fra det synspunkt af en evolution, der er involveret i kontrol af bevægelse, kropsholdning, gangart og komplekse bevægelser. At spille klaver, udskrivning, is dans eller klatring – al denne aktivitet er bestemt af det arbejde, der af cerebellum. Der er store neuroner – Purkinje cellerne, som har antenner, og som spredte sig som en sea coral, og har komplekse elektriske dynamik. Også det de fleste neuroner, om 69 milliarder, fire gange mere end i andre dele af hjernen, der er sat sammen.
Hvad sker der med sindet, hvis hjernen er delvist beskadiget som følge af slagtilfælde eller under kirurgens kniv? Ikke noget. Patienter med en beskadiget lillehjernen klager over, at nogle af de mangler, ikke er så god til at spille klaver eller at skrive på tastaturet, men aldrig miste alle aspekter af bevidsthed. De høre, se og føle sig godt, opretholde selvværd, huske de begivenheder i fortiden, og fortsætte med at projicere sig selv ind i fremtiden. Selv uden fødsel af cerebellum udøver en stærk indflydelse på den bevidste oplevelse af den enkelte.
Viser sig en enorm cerebellar kamera er irrelevant i forhold til den subjektive oplevelse. Hvorfor? Vigtige spor kan findes i hans diagram, som er meget ensartede og parallelle (på samme måde som batterier, der kan tilsluttes i parallel). Cerebellum værker er ligetil: et sæt af neuroner påvirker den næste, og han stafetten videre til den tredje. Der er ingen komplicerede feedback loops, der påvirker passerer elektriske aktivitet. (I betragtning af den tid, der kræves for udvikling af bevidste opfattelse, de fleste teoretikere mener, at dette bør omfatte feedback loops i bundløs ordninger i hjernen). Hertil kommer, at cerebellum er funktionelt opdelt i et hundrede eller flere uafhængige beregningsmæssige moduler. Hver af dem fungerer parallelt med et separat, ikke-overlappende indgange og udgange, styring af bevægelsen af forskellige motoriske eller kognitive systemer. De svagt samspil – og den bevidsthed, tværtimod, kræver det gensidig inddragelse af mange systemer.
En vigtig lektie, vi har lært fra at studere på rygmarven og lillehjernen, er, at den Ånd, bevidsthed vises, når ophidset af enhver nervevæv. Brug for mere. Denne ekstra faktor, der er fundet i den grå substans, der gør op med den berømte cortex, den ydre overflade. Dette lamineret ark er en kompleks, indbyrdes forbundne neurale væv, størrelse og bredde med en 14-tommer pizza. To sådanne ark, mange gange foldet, sammen med hundredvis af millioner af ledninger – et hvidt stof, der er tæt Pakket ind i kraniet. Alle de beviser, der tyder på, at neocortically stof producerer følelser.
Du kan yderligere indsnævre sæde for bevidsthed. Tag for eksempel forsøg, hvor højre og venstre øje påvirket af forskellige stimuli. Antag, at det venstre øje kigger på Donald trump og den højre for Hillary Clinton. Man kunne forestille sig, at folk vil se, er en superposition af trump og Clinton. I virkeligheden, vil du se trump et par sekunder, hvorefter den forsvinder og vises Clinton. Så vil det forsvinde og vende tilbage en trumf. To billeder vil erstatte hinanden i det uendelige på grund af kikkert rivalisering – krigen mellem øjnene om mesterskabet. Som hjernen modtager en dual input, så kan han ikke vælge mellem trump og Clinton.
Hvis, på samme tid, vil du ligge i et magnetisk scanner, der registrerer hjernens aktivitet, eksperimentatorer vil finde, at en bred vifte af områder af cortex – posterior parietal cortex – vil spille en væsentlig rolle i kontrollen med, hvad vi ser. Det er bemærkelsesværdigt, at den primære visuelle cortex, som modtager og videresender oplysninger modtaget fra øjnene, og ikke signal, der ser emnet. Den samme arbejdsdeling er sandt, lyd og touch: den primære auditive og primære somatosensoriske cortex har ikke direkte indflydelse på indholdet af auditive eller somatosensoriske oplevelse. I stedet, den proces omfatter en næste fase i det aktive område af posterior parietal cortex, som giver anledning til bevidst opfattelse.
Mere lys stald, to kliniske kilde årsagssammenhænge: elektrisk stimulation af vævet af cortex og undersøgelse af patienter efter tabet af specifikke områder i processen af skade eller sygdom. For eksempel, før du fjerner en svulst i hjernen eller locus af epileptiske anfald, neurokirurger Carteret funktion af nærliggende væv af cortex, direkte stimulerende elektroder. Stimulation af den tilbage i den varme zone kan medføre, at strømmen af fornemmelser og følelser. Det kan være lysglimt, geometriske figurer, ansigter, auditive eller visuelle hallucinationer, en følelse af deja vu, trangen til at flytte en bestemt legemsdel, osv. Stimulation af den forreste del af hjernebarken, er en anden sag: i det store, det forårsager ikke nogen direkte erfaringer.
Den anden kilde til information til patienter, neurologer fra første halvdel af det 20 århundrede. Nogle gange kirurger var nødt til at skære et stort bælte af den præfrontale cortex til fjernelse af tumorer eller at lette epileptiske anfald. Det er bemærkelsesværdigt, hvordan usædvanlige disse patienter. Tab af en del af hans pandelap haft nogle bivirkninger: patienter udviklet en modvilje mod at holde uacceptable følelser eller handlinger, mangel på motilitet, ukontrolleret gentagelse af handlinger eller ord. Men efter operationen, fik de bedre, og de fortsatte med at leve uden nogen tegn for tab eller forringelse af bevidste oplevelse. Omvendt, fjernelse af selv små områder af ryggen cortex, hvor de varme zoner, kunne føre til en hel klasse af problemer med bevidsthed: patienter, der ikke kunne genkende ansigter, registrerer bevægelse, farver, eller til at navigere i rummet.
Således vil man tænke, at de synspunkter, lyde og andre fornemmelser af liv, at vi oplever, er født i områder af ryggen cortex. Så vidt vi kan fortælle, at næsten alle bevidste oplevelser, vises der. Hvad er den grundlæggende forskel tilbage mellem regioner og det meste af den præfrontale cortex, der ikke direkte påvirker de subjektive indhold? Vi ved det ikke. Men en nylig opdagelse viser, at neuroforskere kan være tæt på en løsning.
Counter bevidsthed
Medicin har behov for en enhed, der pålideligt kan identificere tilstedeværelsen eller fraværet af bevidsthed i mennesket i stand til eller krænkelser. Under operationen, for eksempel patienter, der er nedsænket i anæstesi med at være stille og stabilt blodtryk – dette giver dem mulighed for at ikke føle smerte og ikke til at få traumatiske erindringer. Desværre, dette mål er muligt at opnå ikke altid: hvert år hundredvis af patienter, der på en eller anden måde forbliver bevidst under anæstesi.
En anden kategori af patienter, som har svær traumatisk hjerneskade på grund af en ulykke, infektion eller alvorlig forgiftning, som kan leve i årevis, ude af stand til at tale eller svare på mundtlige anmodninger. Forestil dig en astronaut svævende i rummet, der lytter til kontrol center, der forsøger at kontakte ham. Det beskadiget, at mikrofonen ikke transmittere tale, og han ser ud til at være helt løsrevet fra den verden. På samme måde, patienter med en beskadiget hjerne, ikke giver dem mulighed for at kommunikere med verden, føler ekstrem form for isolation.
I begyndelsen af 2000’erne, Giulio Tononi fra University of Wisconsin-Madison og Marcello Massimini fra University of Milano i Italien opfandt den teknik zip-zap, er designet til at afgøre, om der bevidst eller ikke. Forskere sætte spolen ledninger på kraniet og “feje” hende – sende i kraniet med en kraftfuld impuls af magnetisk energi, kortvarigt at inducere en elektrisk strøm i neuroner. Denne indblanding, igen, begejstrer og hæmmer partner celler af neuroner i det Forenede regioner, den bølge fejer gennem hjernen, men vil ikke falme. Netværk EEG sensorer placeret uden for kraniet, det lyder disse elektriske signaler. Razvernulas med tiden, er disse spor, som hver svarer til et bestemt sted i hjernen under kraniet, udvikle sig i billedet.
Dette billede viser ingen mønstre, men er ikke helt tilfældig. Det giver dig mulighed for at bestemme, hvordan hjernen-gratis bevidsthed, rytmerne. Forskere kvantitativt vurdere disse data, komprimere dem til arkivet i den normale algoritme .zip, og få den kompleksitet af reaktionen i hjernen. De frivillige, der vågnede op, var “indeks perturbational kompleksitet” mellem 0.31 0.7, som faldt til under niveauet for 0.31 i en dyb søvn, eller anæstesi. Massimini Tononi, og testet deres metode på 48 patienter, der var hjerne-skadet, men der var lydhør og vågen, og fandt, at i hvert tilfælde den metode, der giver mulighed for at bestemme tilstedeværelsen af bevidsthed i mennesket.
Gruppen derefter anvendte metode til 81 patient, der var minimalt bevidst eller var i en vegetativ tilstand. I den første gruppe, som viste nogle tegn på ikke-refleksiv adfærd, den metode, der er præcist identificeret 36 personer i hovederne på de 38. To af de patienter, han fejlagtigt identificeret det ubevidste. Af de 43 patienter, der i en vedvarende vegetativ tilstand, der ikke reagerer, 34 var mærket som ubevidste, men 9 – bevidste. Deres hjerner reagerede på samme måde som hjernen hos dem, der var bevidst om, og så de var vågen, men kunne ikke oplyse hans familie.
Den igangværende forskning har til formål at standardisering og forbedring af metoden “zip-zap” for neurologiske patienter og formidle det til patienter, psykiatere og børnelæger. Før eller senere forskere vil opdage et bestemt sæt af neurale mekanismer, der giver anledning til bevidste oplevelser. Selv om disse resultater vil have vigtige kliniske implikationer og vil hjælpe familier og venner, vil de ikke være i stand til at besvare grundlæggende spørgsmål: hvorfor disse neuroner, og ikke dem? Hvorfor denne hyppighed og ikke på andre? Spændende mysterium er, hvordan og hvorfor nogen organiseret stykker af aktive stoffer, der giver anledning til bevidste oplevelser. I slutningen af hjernen som alle andre organer, er underlagt de samme fysiske love som hjerte og nyrer. Hvad gør dem forskellige? Hvad gør Biofysik grå masse grå substans i Grand Technicolor og den rigdom af lyd, at begave vores dagligdags erfaring med verden?
I sidste ende, vi har brug for en tilfredsstillende videnskabelig teori om bevidsthed, som kan forudsige de betingelser, under hvilke et givet fysisk system, uanset om komplekse kredsløb af neuroner eller af silicium transistorer – er begyndt at opleve i den sandeste betydning af ordet. Hvorfor er kvaliteten af disse oplevelser, vil være anderledes? Hvorfor klar blå himmel så forskellige fra hvine dårligt tuned violin? Er der en funktion af disse forskelle i oplevelser, og hvis ja, hvad? En sådan teori vil give os mulighed for at bestemme, hvilke erfaringer har separate systemer. Før enhver snak om maskinen bevidsthed vil udelukkende være baseret på vores intuition, som viser den videnskabelige historie, en upålidelig guide.
Især en heftig debat brød ud omkring de to mest populære teorier om bevidsthed. En af dem er teorien om global neuronale plads (GNW, der er udviklet af psykolog Bernard Eriksen og Stanislas neuroforskere Deane og Jean-Pierre Ændre. Teorien begynder med det postulat, at når du er klar over, at denne information har adgang til de mange forskellige dele af din hjerne. Hvis, på den anden side, du agerer ubevidst, de oplysninger, der er lokaliseret i specifikke sensorisk-motoriske system, der er involveret i processen. For eksempel, når du skriver hurtigt du gør det automatisk. At spørge dig, hvordan du gør det, og du vil ikke være i stand til at besvare, har du praktisk talt ikke er bevidst adgang til disse oplysninger, og det er koncentreret i de kredsløb i hjernen, der forbinder dine øjne med et hurtigt svirp med fingrene.
I retning af den grundlæggende teori
Ifølge GNW, den bevidsthed, der opstår fra en bestemt type af behandling af oplysninger – kendt fra de første dage af kunstig intelligens, når specialiserede programmer, fået adgang til et lille, fælles samlinger af information. Uanset de data, der skrives til dette “Bord” blev stillet til rådighed til de forskellige datterselskaber processer: arbejde hukommelse, sprog, planlægning af modul-og så videre. For GNW, bevidsthed opstår, når indkommende sensoriske oplysninger, der registreres om dette Bord, i vid udstrækning er udsendt i forskellige kognitive systemer, som bearbejder disse data til samtale, præservering, erindringer eller gennemførelse af handlinger.
Da dette Bord er ikke så meget plads, kan vi samtidig indse, at ikke mange oplysninger. Et netværk af neuroner, der sender disse beskeder er menes at være placeret i frontale og parietale lapper. Efter sparsomme data broadcast netværk og bliver tilgængelige globalt oplysninger bliver bevidst. Der er, emnet er klar over det. Selv om de moderne maskiner har endnu ikke nået dette niveau af kognitiv kompleksitet, det er kun et spørgsmål om tid. GNW indebærer, at fremtidens computere vil være bevidst.
Den integrerede teori (IIT) udviklet Tononi og hans kolleger, herunder mig, har et helt andet udgangspunkt: den oplevelse i sig selv. Alle erfaringer har visse iboende egenskaber. Det er interne, det eksisterer kun for emnet, for både “ejer”, at det er struktureret (gul bussen bremser ned, før du kører på tværs af vejen en hund), han er specifikke – det kan skelnes fra andre bevidste oplevelse, som et separat billede i filmen. Hertil kommer, at det er én og visse. Når du sidder på en bænk i Parken i den varme, fair dag, ser børn lege, de forskellige dele af denne oplevelse – leg, sang i mit hår, glæde, latter, din baby – du kan ikke opdele i dele uden at miste anerkendelse af, at denne oplevelse.
Tononi postulerer, at enhver komplekse og indbyrdes forbundne mekanisme, hvis struktur koder multipel kausalitet, vil have disse egenskaber, og derfor vil have en vis grad af bevidsthed. Hvis, som cerebellum, er denne mekanisme, der mangler integration og alsidighed, at han ikke er klar over det. I henhold til DET, bevidstheden er en intern kausal kraft, der har komplekse mekanismer, ligesom den menneskelige hjerne.
DET forudsiger også, at den komplekse modeller af den menneskelige hjerne, der fungerer på en digital computer kan være bevidst — selv hvis det er tale, så der ikke kan skelnes fra en rigtig person. Lige som simulering af massive gravitationelle tiltrækning af et sort hul vil warp rum-tid omkring computeren, programmering af sindet vil aldrig skabe et bevidst computer.
Foran os er to ting. En af dem er at bruge mere og mere sofistikerede værktøjer til at observere og undersøge neuroner, for at se til bevidsthed i disse neuroner. I de kommende årtier, da den Byzantinske kompleksiteten af det Centrale nervesystem. En anden opgave er at bekræfte eller afkræfte de to dominerende teorier. Eller at bygge den bedste fragmenter af disse to og forklare, hvordan polutorametrovy kroppen giver os den fulde oplevelse.
Største mysterier: hvad er bevidsthed?
Ilya Hel