Šį rašinį, sužinojęs apie Mokslo sriubos rašinių iniciatyvą, parašė Justas Petrauskas. Primename, kad panašių rašinių, publikuoti šiame puslapyje laukiame nuolatos. Juos siųskite [email protected]
Justas Petrauskas
Rašydamas šį straipsnį jaučiu kokie slidūs ir kieti yra klaviatūros mygtukai. Girdžiu jų tarškėjimą ir matau kompiuterio ekrano skleidžiamą šviesą. Žiūrėdamas į grupės žmonių nuotrauką, joje pirmiausia ieškau savęs. Visus šiuos dalykus, išvardintus anksčiau, mokslininkai sudeda į vieną didelį junginį, kurį vadiname sąmone. Sąmonė ir jos paieškos domino ir vis dar domina žmoniją jau nuo senovės graikų laikų. Ilgą laiką buvusi įdomi tik filosofams, prieš porą dešimtmečių sąmonė patraukė ir tiksliųjų mokslų atstovų dėmesį. Mokslininkams svarbūs keli klausimai: kaip pora kilogramų neuronų gali generuoti tokį milžinišką patirčių ir suvokimų kiekį? Ar egzistuoja viena konkreti smegenų dalis, kuri šiame procese yra svarbesnė už visas kitas? Ir galiausiai, kodėl žmonės turi šią savybę, leidžiančią suvokti ir suprasti kas vyksta aplinkui?
Pradėti galima nuo to, kad kol kas nėra net vieningo apibrėžimo ar vieningos teorijos, kurie paaiškintų, kas yra sąmonė. Visos pusės sutinka tik dėl vieno, gana savaime suprantamo dalyko – sąmonė užgimsta smegenyse. Štai čia ir atskilo dalis mokslininkų – jie pradėjo ieškoti, ko reikia, kad sąmonė liktų sąmone ir kur, jei taip galima pasakyti, yra jos tikslesnė vieta. Tam buvo sugalvotas ir terminas – sąmonės ir neuronų korelatai (neuronal correlates of consciousness; NCC). NCC apibūdina minimalų kiekį neuronuose vykstančių įvykių ir procesų, reikalingų sąmonei egzistuoti. Paprastai sakant, NCC apibūdina toks klausimas: kas turėtų įvykti smegenyse, kad žmogus būtų sąmoningas? Žinomiausi ir daugiausiai prisidėję prie šio klausimo išaiškinimo yra du mokslininkai – vienas iš DNR struktūros atradėjų, Fransis Krikas ir kartu su juo dirbęs, ir dar dabar, po Kriko mirties, dirbantis Kristofas Kochas. Gilintis į šią problemą jiems padėjo gan paprastas „bandymo ir klaidos“ metodas. Bandydami rasti tikslesnę sąmonės vietą mokslininkai tyrinėjo įvairius pavyzdžius ir atvejus kai kuri nors iš smegenų dalių neveikė. Štai keletas pavyzdžių – vienas iš jų – nugaros smegenys. Jeigu šis svarbus darinys pažeidžiamas, žmogus gali būti suparalyžiuotas kojų, rankų, krūtinės srityse. Tačiau nepaisant to, toks žmogus vis tiek suvokia save kaip asmenybę, jaučia, girdi ir užuodžia. Kitas pavyzdys – smegenėlės. Svarbios judesių kontrolei ir kitiems motoriniams procesams jos turi maždaug keturis kartus kartus daugiau neuronų negu likusios smegenys kartu sudėjus. Atrodytų keista, tačiau pažeidus smegenėles sąmonei visiškai nieko nenutinka. K. Kochas tai aiškina tuo, kad smegenėlėse beveik nėra sudėtingų grįžtamojo ryšio linijų ir jungčių – signalai čia juda tik viena kryptimi. Vadinasi, sąmonės reikia ieškoti kažkur kitur. Kadangi sąmonė įtraukia daugybę skirtingų pojūčių ir duomenų tipų – jausminių, motorinių ir ttt., mokslininkai nusprendė gilintis į sritį, kuri šios dalykus ir apjungia. Kito mokslininko, Giulio Tononi, tyrimų dėka pavyko išsiaiškinti šia aktyviąją zoną, dar vadinamą galine karštąja zona (posterior hot zone) – tai vieta, kurioje iš pradinių matymo, klausos ir lietimo žievės dalių atėjusi informacija yra apdorojama ir iš jos tuomet yra formuojamas sąmoningas suvokimas apie tai, ką matome, girdime ar jaučiame. Šią teoriją taip pat patvirtina fenomenas susijęs su vienos iš galinės zonos dalių – užtvaros (angl. Claustrum) veikimu. Tai plonas neuronų pluoštelis, esantis abejuose smegenų pusrutuliuose. 2014 metais grupė mokslininkų (Koubeissi MZ, Bartolomei F, Beltagy A, Picard F), norėdami suprasti pacientės epilepsijos priežastį, prie jos „užtvaros“ implantavo kelis elektrodus. Paleidus srovę pacientė prarasdavo sąmonę, o ją išjungus vėl tapdavo sąmoninga.
Sąmonę nusakančios teorijos link
Praktiniai atradimai ir bandymai surasti konkrečią „sąmonės saugyklą“ smegenyse kartu su milžinišku žmogiškuoju smalsumu, skatino mokslininkus surasti universalią teoriją, paaiškinančią sąmonės vietą, veikimo principą bei paskirtį. Arčiausiai, bent jau kol kas, prie to priartėjo Giulio Tononi ir jo komandos kartu su Kristofu Kocho sukurta ir vis dar tobulinama (2014 metais atsirado jos 3.0 versija) Integruotosios Informacijos Teorija (angl. integrated information theory; IIT)
Integruotosios informacijos teorija siekia paaiškinti, kas yra sąmonė ir susieti sąmoningumą su tam tikromis fizinėmis sistemomis. Siekiama, kad teorija galėtų nustatyti ar bet kokia fizinė sistema yra sąmoninga, koks yra jos sąmoningumo laipsnis ir kaip fizinė sistema tą sąmoningumą jaučia. Teorija teigia, kad svarbiausia sąmoningumui ištirti, pamatuoti ir suprasti yra patirtis ar patyrimas (angl. Experience). Sąmonė formuojasi iš patyrimų, kuriuos apdoroja tam tikra sistemos fizinė struktūra. Kiekvienas sąmoningas patyrimas, anot tyrėjų, turi kelis būdingus bruožus: jis egzistuoja tik vienam konkrečiam žmogui (jūs nežinote, arba itin menkai nutuokiate, ką patiriu aš rašydamas šį straipsnį); susideda iš kelių dalių ir yra struktūrizuotas (galime atskirti kairę ir dešinę); yra unikalus bei nesikartojantis; ir yra integruotas bei nedalomas. ,,Kai sėdite ant suolelio parke saulėtą ir šiltą dieną, žiūrėdamas, kaip žaidžia jūsų vaikai, skirtingos šio patyrimo dalys – vėjelis, kedenantis jūsų plaukus ar džiaugsmas girdint savo vaiką juokiantis – negali būti išskaidytos į dalis. Kitaip patyrimas nebebus toks, koks buvo“ – rašo K. Kochas. Tačiau sąmoningumui tik patirties neužtenka. Norint kad organizmas būtų sąmoningas, reikia kad iš aplinkos gaunamus signalus į vieningą patyrimą sujungtų tarpusavy struktūrizuota, tankiai susijungusi, integruota ir gebanti tiek siųsti signalus, tiek juos priimti (,,tiek paveikti, tiek būti paveikta” – G.Tonini) sistema. Kaip tokia sistema turėtų elgtis, kai gauna signalą ar kokį nors sudirginimą? Kadangi yra integruota ir turi dvikrypčius ryšius, tikėtina, signalu bus dalijimasi ir tokiu atveju sistema ims aktyviai dirbti reaguodama į signalą. Štai paprastas pavyzdys. Įsivaizduokime uždarą kambarį pilną žmonių. Staiga vienas iš jų gauna pranešimą apie artėjantį žemės drebėjimą. Ką jis tuojau pat padaro? Ogi ima žinia kuo skubiau dalintis su kitais ir kambaryje kyla panika bei triukšmas (šis pavyzdys, žinoma, nesako, kad grupė žmonių kambaryje turi bendrą sąmonę). Taigi, anot IIT, pagrindinis sąmonę lemiantis veiksnys yra fizinės sistemos kompleksiškumas bei integracija. Teorija taip pat teigia, kad priklausomai nuo šių dalykų, sąmonė gali būti ir dalinė. Ją esą galima apibūdinti neneigiamu skaičiumi φ (graik. Fi). Jeigu φ yra nulis, organizmas ar sistema yra visiškai nesąmoningi. Kuo skaičius φ yra didesnis, tuo organizmas yra sąmoningesnis. Įdomiausia, kad IIT iš dalies pagrindžia praktiniai tyrimai. 2016 metais Silvijos Casarotto, Marcello Massiminio, Giulio Tononi ir kitų mokslininkų atliktos studijos metu remiantis šiuo integracijos ir bendradarbiavimo principu buvo bandoma išmatuoti žmonių sąmoningumą. Pritaikius transkrialinę magnetinę stimuliaciją (laikykitės, tai metodas, kai elektromagnetinės indukcijos būdu sukeliama į smegenis nutaikyta nedidelė elektros srovė – panašiai, kaip kraunant telefoną belaidžiu būdu) buvo matuojami tos stimuliacijos sukelti elektrinai smegenų virpesiai , kitaip tariant, smegenų atsakas į tam tikrą signalą. Matuojama buvo įvairioms grupėms – paprastiems sąmoningiems žmonėms, vėliau jiems miegant (sąmonė tuo metu neveikia), taip pat žmonėms su smegenų traumomis ir vegetatyvinės būklės pacientams – jokių valingų veiksmų negalintiems atlikti asmenims (čia neveikia net šis metodas:,, jeigu girdi mane, spustelk ranką arba pajudink akis“). Gautus labai kompleksiškus ir painius atskirų tiriamųjų duomenis mokslininkai apdorojo pasinaudodami informatikoje didelės apimties failams ,,suspausti“ naudojama technologija (zip failai). Gaunamas tam tikras skaičius – sudėtingumo ir kompleksiškumo indeksas ( perturbational complexity index, PCI ). Jei smegenys visiškai nereaguotų į signalus , PCI būtų arti nulio. Kuo didesnis PCI (iki 1), tuo įvairesnis ir kompleksiškesnis smegenų atsakas. Mokslininkai nustatė, kad apytikslė sąmoningumo riba – 0.31 PCI. Taigi, šis tyrimas patvirtina smegenų integracijos-ryšių kompleksiškumo ir sąmonės ryšį.
„The hard question“
Jau pradėjote džiaugtis šauniais šiuolaikinio mokslo pasiekimais ir triuškinančia pergale prieš tradicinius filosofus? Luktelėkite, į sceną rieda filosofų sunkusis pabūklas, kuris yra sunkus ne šiaip sau, o dėl to, kad tai – australų filosofo Davido Charmerso apibūdintas „sunkusis klausimas“ (angl. The hard question). Ponas Davidas teigia, kad dauguma mokslo sprendžiamų problemų yra lengvosios problemos. Tai, žinoma, nereiškia, kad jas lengva išspręsti – lengvumas yra tame, kad sprendimas reikalauja tik veikiančio ir problemai tinkančio sprendimo mechanizmo. Kad suprastume kaip veikia sąmonė, tereikia atrasti jos veikimo mechanizmą. Tačiau paaiškinti kodėl mes turime sąmonę, kodėl ir kaip ji atsirado evoliucijos eigoje, kodėl suprantame, kad ją turime, kodėl negalime egzistuoti ir visų reikalingų veiksmų atlikti grynai objektyviai, remiantis tik biologiniais algoritmais, be jokio pirmo asmens įsikišimo, pastebėjimo ar egzistavimo – štai čia, anot Chalmerso jau sunkieji klausimai. Perfrazavus juos paprasčiau, galėtume gauti kažką panašaus į tai: kodėl, rinkdamiesi, ką valgyti – morką ar šokoladinius ledus mes turime galimybę daryti šį pasirinkimą? Kodėl to nenusprendžia objektyvūs biologiniai procesai ir algoritmai? Kodėl suprantame, kad renkamės mes patys? Taigi, nepaisant to, kokia pažengusi IIT šiandien būtų, į šiuos klausimus ji negali atsakyti. Tačiau kiti mokslininkai taip pat turi nemažai idėjų, galinčių paaiškinti sąmonės paskirtį.
Janet Metcalfe, psichologijos profesorė Kolumbijos universitete, siūlo pasinaudoti ankščiau sukurta „Proto teorija“ (angl. theory of mind). Paprastai sakant, tai – tiesiog žmogaus gebėjimas priskirti psichologines būsenas – įsitikinimus, ketinimus, emocijas, žinias ir kt. sau ir kitiems bei suprasti, kad kitų įsitikinimai gali ir skiriasi nuo jo pačio. Sąmoningas organizmas, dėl sąmonės turintis anksčiau išvardintus įsitikinimus, emocijas ir ttt. bei dėl tos pačios sąmonės priiminėjantis sprendimus puikiai supranta, kad kitas individas gali daryti tą patį ir gali gan tiksliai nuspėti, ką, kaip ir kodėl tas kitas individas darys. Evoliucijos eigoje tai suteikia ženklų pranašumą. Deja, ši teorija tiktų tik tuomet jei ir kiti gyvūnai turėtų sąmonę. Kol kas vienintelis gyvūnas, kurio sąmoningumą galime tvirtai įrodyti, yra žmogus.
Danielis Dennettas, amerikiečių filosofas, siūlo eiti dar paprastesniu keliu. Jo teigimu, sąmonė – kažkas panašaus į draugišką vartotojui pasaulio iliuziją. Kaip ir darbalaukis ar vartotojo sąsaja kompiuteryje – kurie supaprastina ir kiek iškreipia matomą vaizdą bei leidžia mums naudotis kompiuteriu nieko nei žinant, nei suprantant apie tai, kas vyksta jo viduriuose, kol mes palaimingai spaudome klavišus ar naršome internete. Taip esą ir sąmonė mūsų mąstymą ir gyvenimą padaro paprastesnį.
Sąmonės išaiškinimas turbūt yra vienas iš sunkiausių mokslo sprendžiamų klausimų per visą žmonijos istoriją. Tai išsiaiškinti ypač svarbu dėl greitėjančios dirbtinio intelekto ir kompiuterių pažangos. Ar jie turi sąmonę? Jei taip, tuomet radikaliai turėtume pakeisti savo požiūrį į tokias dirbtinio intelekto sistemas kaip IBM kurtą Watson. Gali būti, kad į sąmonės klausimą atsakymo ir nerasime. Tačiau kaip sakė tas pats Davidas Chalmersas „Filosofija per visą savo gyvavimo istoriją parodė, kaip puikiai gali paversti savo keltus klausimus mokslo atradimais ir mokslu. Daugybė puikių mokslininkų pradėjo nuo filosofijos – fizika buvo filosofijos dalis, kol Niutonas nesukūrė savo fizikos teorijų. Kai jis sugalvojo kaip filosofines problemas išspręsti, jos tapo mokslu. Panašūs dalykai vyko ir vyksta su lingvistika, psichologija ir ekonomika. Norėčiau, kad galiausiai ir sąmonė taptų moksline problema, tačiau pirmiausia filosofija turi atlikti savo darbą, kad ši problema taptų įmanoma išspręsti. Mes tik dabar pradėjome mokslo ir filosofijos bendradarbiavimą“. Tai gražus ir optimistiškas noras, pagrįstas tikėjimu mūsų galimybėmis. Tuo tikiu ir aš – nors laukia dar ilgas kelias, tikiuosi, kad atsakymą į sąmonės klausimus anksčiau ar vėliau rasime.
Literatūra ir iliustracijos
https://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_information_theory
http://www.scholarpedia.org/article/Hard_problem_of_consciousness
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24967698 – Electrical stimulation of a small brain area reversibly disrupts consciousness. Koubeissi MZ, Bartolomei F, Beltagy A, Picard F.
https://en.wikipedia.org/wiki/Theory_of_mind
https://www.youtube.com/watch?v=C5DfnIjZPGw&t=363s
How to Make a Consciousness Meter – By Christof Koch, SCIENTIFIC AMERICAN, November 2017, Volume 317, Issue 5
What Is Consciousness? – By Christof Koch, SCIENTIFIC AMERICAN, June 2018, Volume 318, Issue 6
http://www.scholarpedia.org/article/Integrated_Information_Theory*
https://www.youtube.com/watch?v=ir8XITVmeY4
“Stratification of Unresponsive Patients by an Independently Validated Index of Brain Complexity,” by Silvia Casarotto et al., in Annals of Neurology, Vol. 80, No. 5; November 2016
