Величайшие загадки: что этакое сознание?

    Что этакое сознание? Да, фактически, всё. Это же мелодия, застрявшая в голове, сладость шоколадки, пульсирующая боль от зубной боли, одичавшая возлюбленная, познание тамошнего, что все ощущения когда-нибудь меркнут. Происхождение и природа этих переживаний, время от времени именуемых квалиа, были загадкой с самых первых дней античности и по сей день. Почти все современные философы, анализирующие ум, в фолиант числе и Дэниел Деннетт из Вуза Тафтса, полагают существование сознания так возмутительным оскорблением для глупой вселенной из материи и свободной полости, что объявляют его иллюзией. Другими словами, они или опровергают существование квалиа, или говорят, что науке ни разу сего и не осознать.

    Если б это же утверждение существовало настоящим, нам и не об чем существовало бы твердить. Все, что надо существовало бы растолковать Криштофу Коху, написавшему это же эссе, это же посему вы, я и все другие твердо убеждены в фолиант, что ощущения у нас все-же существуют. Но убеждение в фолиант, что боль – это же иллюзия, эту боль и не преуменьшит. А уж означает, обязано быть альтернативное решение трудности туловища и ума. Дальше – от первого личика.

    Большая часть ученых принимают сознание как только данность и стремятся осознать его взаимосвязь с беспристрастным миром, описанным наукой. Наиболее четверти века обратно Фрэнсис Вопль и я решили отложить философские обсуждению на тематику сознания, кои завлекали ученых со времен Аристотеля, и выискать физические его отпечатки. Что происходит с возбужденным участком вещества головного мозга, которое рожает сознание? Как мы это же усвоим, мы приблизимся к решению наиболее базовой трудности.

    Мы ищем, а именно, нейронные корреляты сознания (NCC, НКС), определяемые как только малые нейронные механизмы, которых будет довольно для хоть какого непосредственного сознательного эксперимента. Что обязано произойти в вашем головному мозгу, дабы вы испытали зубную боль, к примеру? Обязаны ли некие нервные клеточки вибрировать на конкретной магической частоте? Надо ли активировать некие специфические «нейроны сознания»? В которых областях головного мозга обязаны присутствовать эти клеточки?

    Нейронные корреляты сознания

    При определении НКС, немаловажно осознать, где минимум. Головной мозг в целом можно полагать НКС: он генерирует эксперимент изо денька в денек, безостановочно. Однако пространство нахождения сознания возможно добавочно огорожено. Возьмем, например, спинной головной мозг – долгий и упругий «шланг» с нейронами, втиснутыми в кость, с млрд нервных клеток. Ежели спинной головной мозг будет целиком поврежден в ходе травмы в области шейки, человека обездвиживает в ногах, руках и туловище, он и не сумеет держать под контролем кишечный тракт и мочевой волдырь и утратит чувство туловища. Однако этакие парализованные продолжают услаждаться жизнью во всех отношениях ее многообразии – они лицезреют, слышат, обоняют, переживают и помнят все этаким, каким оно существовало перед началом гнустного инцидента. Лишь ходить и не умеют, да и произвольно испражняются.

    Либо давайте разглядим мозжечок, «маленький мозг» под задней частью головного мозга. Это же одна из самых старинных схем головного мозга исходя из убеждений эволюции, вовлеченная в руководство движением, позой, походкой и сложноватыми последовательностями движений. Игра на фортепиано, печать, танцы на льду либо скалолазание – вся эта деятельность определяется работой мозжечка. В нем присутствуют прекрасные нейроны – клеточки Пуркинье, у каких существуют усики и кои распространяются подобно морским кораллам и владеют всеохватывающей электромагнитной динамикой. А также в нем все больше всего нейронов, порядка 69 млрд, вчетверо все больше, чем в других частях головного мозга, вместе взятых.

    Что происходит с сознанием, ежели мозжечок отчасти повреждается в итоге инфаркта либо под ножиком доктора? Да ничего. Пациенты с покоробленным мозжечком сетуют на некие недостатки, и не эдак ладно играются на фортепиано либо печатают на клавиатуре, однако ни разу и не теряют никаких качеств сознания. Они слышат, лицезреют и ощущают себя хорошо, сохраняют ощущение своего приемущества, помнят действия минувшего и продолжают проецировать себя в будущее. Даже рождение без мозжечка и не оказывает мощного воздействия на сознательный эксперимент персоны.

    Получается, огромнейший мозжечковый аппарат и не имеет никакого взаимоотношения к личному эксперементу. Посему? Принципиальные подсказки можно определить в его схеме, которая является очень однородной и параллельной (эдак же, как только аккумуляторы умеют подключаться параллельно). Мозжечок ишачит довольно прямолинейно: один комплект нейронов оказывает влияние на последующий, а уж тамошний транслирует эстафету третьему. Нет никаких сложноватых контуров оборотной взаимосвязи, кои отражаются на проходящей электромагнитной активности. (Беря во внимание время, нужное для развития сознательного восприятия, большая часть теоретиков считают, что оно обязано включать петли оборотной взаимосвязи в кавернозных схемах головного мозга). За исключением тамошнего, мозжечок функционально разбит на сотки либо наиболее независящих вычислительных модулей. Любой из их ишачит параллельно, с отдельными, и не перекрывающимися вводами и выводами, контролируя движения разнообразных моторных либо когнитивных систем. Они малосильно ведут взаимодействие – а уж сознание, напротив, просит обоюдной вовлеченности огромного количества систем.

    Один важнейший урок, который мы извлекли, изучая спинной головной мозг и мозжечок, заключается в том, что джинн сознания и не возникает каждый раз, когда возбуждается какая-либо нервная ткань. Надо все больше. Этот доп фактор встречается в темно-сером веществе, составляющем небезизвестную кору мозга, внешнюю его поверхность. Это же ламинированный лист сложноватой, взаимосвязанной нервной ткани, размером и толщиной с 14-дюймовую пиццу. Два этаких листа, неоднократно сложенных, наряду с них сотками миллионов проводков – белоснежным раствором – тесновато запуганны в череп. Все разговаривает об фолиант, что неокортикальная ткань рожает ощущения.

    Можно еще более сузить пространство нахождения сознания. Возьмем, к примеру, опыты, в каких на правый и левый очей действуют различные раздражители. Представим, левый очей глядит на Дональда Трампа, а уж правый на Хиллари Клинтон. Можно существовало бы предположить, что человек обнаружит суперпозицию Трампа и Клинтон. В действительности же, вы будете созидать Трампа несколько секунд, после этого он пропадет и покажется Клинтон. Потом она пропадет и возвратится Трамп. Два изображения будут сменять друг дружку нескончаемо по причине бинокулярного соперничества – войны меж очами за первенство. Так как головной мозг получает двоякий ввод, он и не может избрать меж Трампом и Клинтон.

    Ежели, в то же время, вы будете лежать в магнитном сканере, который индексирует активность головного мозга, экспериментаторы найдут, что обширный комплект областей коры – задняя теменная кора – будет играться изрядную участие в слежении за тем самым, что мы лицезреем. Что броско, первичная визуальная кора, которая получает и пропускает информацию, которую получает от очей, и не говорит об фолиант, что лицезреет субъект. Этакое же зонирование труда справедливо для звука и касания: первичная слуховая и первичная соматосенсорная кора и не оказывают влияние впрямую на содержимое слухового либо соматосенсорного эксперимента. Заместо сего в процесс врубается последующий шаг – в активной зоне задней теменной коры – который рожает сознательное восприятие.

    Все больше света прольют два клинических родника причинно-следственной взаимосвязи: электронная стимуляция ткани коры и изучение пациентов опосля потери заядлых областей в ходе травмы либо заболевания. К примеру, до того как удалить опухоль головного мозга либо локус эпилептических припадков, нейрохирурги картируют опции ближайших тканей коры, впрямую стимулируя ее электродами. Стимулирование задней жаркой зоны может вызвать поток разнообразных чувств и эмоций. Это же умеют быть вспышки света, геометрические фигурки, гримасы, слуховые либо визуальные галлюцинации, чувство дежа вю, мечтание двигать конкретной конечностью и т.п. Стимулирование фронтальной части коры – вконец альтернативное дело: по наибольшему счету, оно и не вызывает никаких прямых переживаний.

    Второй родник инфы – пациенты неврологов с первой половины 20 века. Время от времени докторам приходилось вырезать объемной пояс префронтальной коры для удаления опухолей либо для облегчения эпилептических припадков. Броско то, как необыкновенны эти пациенты. Утрата части лобной толики имела некие вредоносные последствия: у пациентов развилось нежелание сдерживать неприемлемые эмоции либо деяния, недостаток моторики, неконтролируемые повторения воздействий либо слов. Но опосля операции им же становилось предпочтительнее и они продолжали жить без каких-то признаков потери либо ухудшения сознательного эксперимента. И наоборот, удаление даже маленьких областей задней коры, где присутствовались жаркие зоны, могло привести к целому классу неурядиц с сознанием: пациенты и не могли познавать личика, распознавать движения, оттенки либо ориентироваться в пространстве.

    Таким макаром, можно существовало бы поразмыслить, что взоры, звуки и альтернативные чувства жизни, кои мы переживаем, появляются в областях задней коры. Как мы можем судить, многие сознательные переживания рождаются там. В чем все-таки амбициозное различие меж этими задними областями и наибольшей частью префронтальной коры, которая и не оказывает влияние впрямую на личное содержимое? Мы и не знаем. Вобщем, недавнешнее открытие показывает на то, что нейробиологи умеют быть близки к разгадке.

    Счетчик сознания

    Медицина нуждается в устройстве, которое сумеет накрепко выявлять наличие либо отсутствие сознания у граждан недееспособных либо с нарушениями. Во время хирургии, к примеру, пациенты окунаются в наркоз, дабы оставаться недвижимыми и со размеренным артериальным давлением – это же дозволяет им же и не ощущать боли не обзаводиться травмирующими мемуарами. К огорчению, данной цели удается достигнуть и не все время: каждый год сотки пациентов каким-то образом остаются в сознании под анестезией.

    Иная категория пациентов, кои имеют трудную черепно-мозговую травму по причине несчастливого варианта, инфекции либо мощного отравления, может жить годами, и не имея способности твердить либо отвечать на устные просьбы. Представьте астронавта, плывущего в космосе, который выслушивает центр руководства, пытающийся с ним связаться. Его покоробленный микрофон и не транслирует глас и он кажется совсем оторванным от мира. Определенно эдак же и пациенты с покоробленным мозгом, и не позволяющим им же разговаривать с миром, ощущают крайнюю форму одиночного заключения.

    Сначала 2000-х Джулио Тонони из Вуза Висконсин-Мэдисона и Марчелло Массимини из Вуза Милана в Италии изобрели технику zip-zap, позволяющую измерять, в сознании человек либо нет. Ученые надевают катушку проводов на череп и «простреливают» ее – отправляют в череп массивный импульс магнитной энергии, быстро индуцируя электронный ток в нейронах. Это же вмешательство, в собственную очередь, возбуждает и ингибирует партнерские клеточки нейронов в соединенных областях, волной проносится по головному мозгу, пока что и не затухнет. Паутину ЭЭГ-датчиков, расположенная за пределами черепа, считывает эти электромагнитные сигналы. Развертываясь с течением времени, эти следы, любой из которых соответствует конкретному пространству в головном мозге под черепом, складываются в картинку.

    Эта картинка и не демонстрирует никаких закономерностей, да и и не является совсем произвольной. Она дозволяет обусловить, как головной мозг волен от сознания, по ритмам. Ученые количественно делают оценок эти заданные, сжимая них в архив обыденным методом .zip, и приобретают сложность реакции мозга. Волонтеры, кои пробуждались, имели «индекс пертурбационной сложности» меж 0,31 и 0,7, который ниспадал ниже 0,31 при глубочайшем сне либо анестезии. Массимини и Тонони протестировали собственный способ на 48 пациентах, у каких был поврежден головной мозг, однако кои были отзывчивыми и здоровыми, и узнали, что в каждом отдельно взятом случае способ дозволяет обусловить наличие сознания у человека.

    Потом группа применила способ к 81 пациенту, кои были мало сознательными либо присутствовались в вегетативном состоянии. В первой группе, которая показывала некие признаки нерефлексивного поведения, способ определенно сформулировал 36 человек в сознании из 38. Двух пациентов он неверно обозначил безотчетными. Из 43 пациентов в вегетативном состоянии, кои ничуть и не реагировали, 34 были помечены как только без сознания, однако 9 – в сознании. Них мозги отвечали аналогично мозгам тамошних, кто был в сознании, а уж означает они были в сознании, однако и не могли дать знать о этом собственным закадычным.

    Текущие научные исследования повернуты на стандартизацию и совершенствование способа «zip-zap» для неврологических пациентов и распространение его на пациентов психиатров и педиатров. В какой-то момент ученые найдут конкретный комплект нейронных устройств, кои порождают какой нить сознательный эксперимент. Хотя эти выводы будут иметь принципиальные клинические последствия и посодействуют семьям и друзьям, они и не сумеют ответить на фундаментальные вопросцы: посему эти нейроны, а уж и не те самый? Посему на данной частоте, а уж и не на той самой? Волнительная любых потаенна состоит в том, как только и посему любые организованные куски активного вещества порождают сознательные чувства. Наконец, головной мозг, как только и хоть какой альтернативный орган, подчиняется этаким же законам физики, как только и сердечко, и почки. Что выполняет них разнообразными? Какая биофизика превращает светло-серую толпу, сероватое вещество в превосходный техниколор и достояние звука, которым наделен наш ежедневный эксперимент общения с сиим миром?

    В итоге нам востребована удовлетворительная научная теория сознания, которая предскажет, при каких критериях неважно какая раздельно заимствованная физическая система – будь то непростая расчетная схема нейронов либо кремниевых транзисторов – начинает переживать в прямом смысле сего слова. Посему качество этих переживаний будет различаться? Посему отчетливое синее небо эдак различается от визга никудышно настроенной скрипки? Существуют ли опция у этих отличий в переживаниях, и ежели да, то какая? Такова теория дозволит нам обусловить, какие переживания будут у раздельно заимствованной системы. Перед началом ее возникновения любые дискуссии об машинном сознании будут основаны только на нашей интуиции, которая, как только демонстрирует научная история, ненадежный проводник.

    Особо жестокие дебаты разгорелись вокруг двух самых фаворитных теорий сознания. Одна из их – теория всемирного нейронного места (GNW), разработанная психологом Бернардом Баарсом и нейробиологами Станисласом Дехане и Жан-Пьером Шангьё. Теория начинается с постулата об фолиант, что когда вы что-то понимаете, к данной инфы приобретают доступ огромное количество различных элементов вашего головного мозга. Ежели, с альтернативный стороны, вы действуете неосознанно, информация локализуется в заядлой сенсорно-двигательной системе, участвующей в ходе. Например, когда вы резво печатаете, вы делаете это же на автомате. Спросить вас, как только для вас это же удается, и вы и не сумеете ответить: вы почти и не имеете сознательного доступа к данной инфы, и она оказывается сосредоточенной в схемах головного мозга, кои связывают ваши очи с стремительным движением пальцев.

    В направлении базовой теории

    Согласно GNW, сознание появляется из конкретного типа обработки инфы – знакомого с первых дней искусственного ума, когда спец програмки получили доступ к маленьким, разбитым репозиториям с информацией. Независимо от заданных, записанных на данной «доске», стали доступны разнообразные вспомогательные процессы: рабочая память, язык, модуль планирования и т.д.. По GNW, сознание появляется, когда входящая сенсорная информация, записанная на этакий доске, обширно транслируется в различные когнитивные системы – кои возделывают эти заданные для беседы, сохранения, впечатления либо воплощения деяния.

    Так как на данной доске и не настолько не мало пространства, мы можем понимать сразу и не настолько не мало инфы. Паутину нейронов, передающих эти сообщения, как только считают, присутствует в лобной и теменной толиках. Опосля тамошнего, как только разреженные заданные транслируются паутине и стают доступными глобально, информация становится осознанной. Другими словами, субъект ее начинает понимать. Хотя современные машинки пока что и не достигнули этакого уровня когнитивной трудности, это же только вопросец времени. GNW предполагает, что компы грядущего будут сознательными.

    Теория встроенной инфы (IIT), разработанная Тонони и его сотрудниками, включая меня, имеет совсем другую отправную точку: эксперимент сам по самому себе. Хоть какой эксперимент владеет конкретными существенными качествами. Он внутридомовой, бытует лишь для субъекта как только для «владельца», он структурирован (темно-желтый автобус тормозит перед перебегающей дорогу собакой), он конкретен – его реально отличить от иного сознательного эксперимента, как только отдельный кадр в кинофильме. За исключением тамошнего, он единый и конкретный. Когда вы сидите на парковой скамье в теплый, пригодный день, следя за игрой детишек, различные части сего эксперимента – бриз, поющий у вас в волосах, удовлетворенность от хохота вашего малыша – нельзя поделить на части, и не потеряв полноты сего эксперимента.

    Тонони постулирует, что хоть какой непростой и взаимосвязанный механизм, структура коего кодирует огромное количество причинно-следственных связей, будет владеть этими качествами – и, как следует, будет имеет некий уровень сознания. Ежели же, как только мозжечку, этому механизму и не хватает интеграции и комплексности, он ничего и не начинает понимать. По IIT, сознание это же внутридомовая причинно-следственная сила, которой владеют сложноватые механизмы вроде людского головного мозга.

    IIT а также предвещает, что сложноватое моделирование людского головного мозга, действующего на цифровом персональном компьютере, и не возможно сознательным — даже ежели оно общается эдак, что и не отличить от настоящего человека. Подобно тамошнему, как только моделирование мощного гравитационного притяжения темной прорехи и не будет деформировать пространство-время вокруг компа, программирование сознания ни разу и не создаст сознательный персональный компьютер.

    Пред нами стоит ли две задачки. Одна из их заключается в том, дабы применять все наиболее совершенные инструменты, следить и обследовать нейроны, находить сознание в этих нейронах. Пройдут десятки лет, беря во внимание византийскую сложность центральной нервной системы. Иная задачка в фолиант, дабы подтвердить либо опровергнуть две доминирующие теории. Либо сделать оптимальную на обломках этих двух и растолковать, как только полуторакилограммовый орган предлагает нам полноту чувств.