A origem e a natureza das experiências conscientes - às vezes chamada de palavra latina
qualia - tem sido um mistério para nós desde a mais antiga antiguidade até recentemente. Muitos filósofos da consciência, incluindo os modernos, consideram a existência da consciência uma contradição inaceitável ao fato de que, em sua opinião, existe um mundo de matéria e vazio que eles a consideram uma ilusão. Em outras palavras, eles negam a existência de qualia em princípio ou afirmam que não podem ser significativamente estudados usando a ciência.
Se esse julgamento fosse verdadeiro, este artigo seria muito breve. E sob o corte não haveria nada. Mas há algo lá ...
Se a consciência não puder ser compreendida usando as ferramentas da ciência, seria apenas necessário explicar por que você, eu e quase todos os outros temos tanta certeza de que geralmente temos sentimentos. No entanto, um dente ruim me fez fluir. Um argumento sofisticado para me convencer de que minha dor é ilusória não vai me salvar nem um pouco desses tormentos. Eu não simpatizo com uma interpretação tão sem saída da conexão entre alma e corpo, então provavelmente continuarei.
Consciência é tudo o que você sente (com base nas informações dos órgãos sensoriais sensoriais) e depois experimenta (devido à percepção e compreensão).
Uma melodia ficou presa na minha cabeça, o gosto de uma sobremesa de chocolate, uma dor de dente chata, o amor por uma criança, o pensamento abstrato e a compreensão de que um dia todas as sensações terminarão.
Os cientistas estão gradualmente se aproximando da solução para o mistério que há muito preocupa os filósofos. E é esperado o culminar dessa pesquisa científica - uma teoria estruturada da consciência em funcionamento. O exemplo mais impressionante da aplicação dessa teoria é uma IA de pleno direito (isso não exclui a possibilidade de surgir da IA sem uma teoria da consciência, mas com base nas abordagens empíricas existentes no desenvolvimento da IA)
A maioria dos cientistas toma a consciência como garantida e procura entender sua conexão com o mundo objetivo que a ciência descreve. Há um quarto de século, Francis Crick e outros neurocientistas cognitivos decidiram deixar de lado discussões filosóficas sobre a consciência (que preocupavam os cientistas desde pelo menos o tempo de Aristóteles) e, em vez disso, partiram em busca de seus traços físicos.O que exatamente na parte extremamente excitável da substância cerebral dá origem à consciência? Tendo aprendido isso, os cientistas podem esperar se aproximar da resolução de um problema mais fundamental.
Em particular, os neurocientistas estão procurando correlatos neurais da consciência (NQF) - os
menores mecanismos neurais que são coletivamente suficientes para qualquer experiência consciente em particular nas sensações.O que precisa acontecer no cérebro para você sentir dor de dente, por exemplo? Algumas células nervosas precisam vibrar com algum tipo de frequência mágica? Preciso ativar alguns "neurônios da consciência" especiais? Em que áreas do cérebro essas células poderiam estar localizadas?
Correlatos neurais da consciência
Na determinação do QNQ, a cláusula "mínima" é importante. Afinal, o cérebro como um todo pode ser considerado NKS - gera sensações todos os dias. No entanto, a localização pode ser designada com mais precisão. Pegue a medula espinhal, um tubo flexível de 46 cm de tecido nervoso dentro da coluna que contém cerca de um bilhão de células nervosas. Se, como resultado de uma lesão, a medula espinhal estiver completamente danificada até a zona cervical, as pernas, os braços e o corpo da vítima estiverem paralisados, ele não será capaz de controlar o intestino e a bexiga e será privado de sensações corporais. No entanto, esses paralíticos continuam a conhecer a vida em toda a sua diversidade: veem, ouvem, cheiram, experimentam emoções e lembram-se, bem como antes do trágico acidente mudar radicalmente suas vidas.
Ou pegue o cerebelo - o "pequeno cérebro" na parte de trás do cérebro. Esse sistema cerebral, um dos mais antigos no sentido evolutivo, está envolvido no controle da motilidade, posição corporal e marcha, e também é responsável pela execução inteligente de complexas sequências de movimentos.
Tocar piano, digitar no teclado, patinar ou escalar - todas essas atividades envolvem o cerebelo. É equipado com os neurônios mais famosos chamados células de Purkinje, que possuem antenas flutuando como um ventilador de coral e ocultam complexas dinâmicas elétricas. E o cerebelo contém o
maior número de neurônios , cerca de 69 bilhões (principalmente mastócitos cerebelares em forma de estrela) -
várias vezes mais do que todas as outras partes do cérebro combinadas (lembre-se, este é um ponto importante).
O que acontece com a consciência se uma pessoa perde parcialmente o cerebelo como resultado de um derrame ou sob a faca de um cirurgião?
Sim, quase nada crítico para a consciência!
Pacientes com esse dano se queixam de vários problemas, como tocar piano com menos fluência ou digitar com menos agilidade no teclado, mas nunca a perda completa de qualquer aspecto de sua consciência.
O estudo mais detalhado sobre o efeito do dano cerebelar na função cognitiva foi extensivamente estudado no contexto da síndrome afetiva cerebelar pós-AVC . Porém, mesmo nesses casos, além dos problemas de coordenação espacial (acima), apenas violações não críticas dos aspectos executivos da gestão, caracterizadas por perseverança , distração e uma ligeira diminuição na capacidade de aprendizado, foram estabelecidas.
O extenso aparato cerebelar não está relacionado a experiências subjetivas. Porque Uma pista importante é sua rede neural - é extremamente uniforme e paralela.
O cerebelo é quase completamente uma cadeia de distribuição direta: uma fileira de neurônios alimenta a seguinte, o que, por sua vez, afeta a terceira. Não há loops de feedback que ressoem dentro e fora da estrutura da atividade elétrica. Além disso, o cerebelo é funcionalmente dividido em centenas, se não mais, de módulos de computação independentes. Cada um deles trabalha em paralelo, com entradas e saídas separadas, que são separadas e não se sobrepõem, controlando movimentos ou vários sistemas motores ou cognitivos. Eles dificilmente interagem entre si, enquanto que, no caso da consciência, essa é outra característica indispensável.
Uma lição importante que pode ser aprendida com a análise da medula espinhal e do cerebelo é que o gênio da consciência não nasce tão facilmente em qualquer lugar do tecido nervoso. Algo mais é necessário. Esse fator adicional está na substância cinzenta, que constitui o córtex cerebral notório - sua superfície externa. Todos os dados disponíveis indicam que o tecido
neocortical está envolvido na geração de sensações.
Você pode restringir ainda mais a área do foco da consciência. Tomemos, por exemplo, experimentos em que os olhos direito e esquerdo são expostos a vários estímulos. Imagine que uma fotografia de Lada Priora seja visível apenas no seu olho esquerdo e uma imagem de Tesla S seja visível apenas no seu direito. Pode-se supor que você verá um carro novo das sobreposições de Lada e Tesla um no outro. De fato, dentro de alguns segundos você verá Lada, após o que desaparecerá e Tesla aparecerá - e então desaparecerá, e Lada aparecerá novamente. Duas fotos se sucederão em uma dança sem fim - os cientistas chamam de competição binocular ou rivalidade das retinas. Informações ambíguas do exterior entram no cérebro e não podem decidir: são Lada ou Tesla?Se, ao mesmo tempo, você estiver deitado dentro de um tomógrafo que registra a atividade cerebral, os cientistas notarão a atividade em uma ampla gama de zonas corticais, coletivamente chamadas de "zona quente posterior". Essas são as regiões parietal, occipital e temporal da parte de trás do córtex cerebral, e desempenham o papel mais importante no rastreamento do que vemos.
É interessante que o córtex visual primário, que recebe e transmite informações dos olhos, não reflete o que a pessoa vê. Uma divisão semelhante do trabalho de parto também é observada no caso da audição e do tato: o córtex auditivo primário e o coto somatossensorial primário não contribuem diretamente para o conteúdo da experiência auditiva e somatossensorial. A percepção consciente (incluindo imagens de Lada e Tesla) dá origem a estágios subsequentes de processamento - na zona quente traseira.
Acontece que imagens visuais, sons e outras sensações vitais se originam no córtex cerebral posterior. Tanto quanto os neurocientistas podem julgar, quase todas as experiências conscientes se originam lá.
Contador de conscientização
Nas operações, por exemplo, os pacientes são anestesiados para não se moverem, manterem a pressão arterial estável, não sentirem dor e, subsequentemente, não terem lembranças traumáticas. Infelizmente, isso nem sempre é possível: a cada ano, centenas de pacientes sob a influência da anestesia são mais ou menos conscientes.
Outra categoria de pacientes com danos cerebrais graves devido a trauma, infecção ou envenenamento grave pode existir por anos sem poder falar ou responder ao tratamento. Provar que eles sentem que a vida é uma tarefa extremamente difícil.
Imagine um astronauta perdido no universo que está ouvindo as tentativas do centro de controle de missões de contatá-lo. Um rádio com falha não transmite sua voz, e é por isso que o mundo o considera desaparecido. Algo assim pode descrever a situação desesperadora de pacientes cujo cérebro danificado os privou de contato com o mundo - uma espécie de forma extrema de confinamento solitário.No início dos anos 2000, Giulio Tononi, da Universidade de Wisconsin em Madison, e Marcello Massimini aplicaram pela primeira vez um método chamado
zap e zip para determinar se uma pessoa estava consciente ou não.
Os cientistas aplicaram uma bobina com fios na carcaça na cabeça e enviaram um choque elétrico (zap) - uma forte carga de energia magnética que causou uma corrente elétrica de curto prazo. Isso excitou e desacelerou as células parceiras dos neurônios nas áreas conectadas da cadeia, e a onda ressoou ao longo do córtex cerebral até a atividade desaparecer.
Uma rede de sensores de eletroencefalograma montados na cabeça registrava sinais elétricos. À medida que os sinais se propagavam gradualmente, suas trilhas, cada uma correspondendo a um certo ponto abaixo da superfície do crânio, foram transformadas em um filme.
As entradas não demonstraram algum algoritmo típico - mas não foram completamente aleatórias.
Curiosamente, quanto mais previsíveis os ritmos piscantes e desbotados, maior a probabilidade de o cérebro estar inconsciente. Os cientistas mediram essa suposição compactando os dados de vídeo usando um algoritmo que arquiva arquivos de computador em um formato ZIP. A compressão forneceu uma avaliação da complexidade da resposta do cérebro. Voluntários que estavam conscientes apresentaram um “escore de dificuldade de perturbação” de 0,31 a 0,70, com o índice caindo abaixo de 0,31 se estivessem em estado de sono profundo ou sob anestesia geral.
A equipe então testou zap e zíper em 81 pacientes que estavam minimamente conscientes ou insanos (em coma). No primeiro grupo, que mostrou alguns sinais de comportamento não reflexivo, o método mostrou corretamente que 36 em 38 estão conscientes. Dos 43 pacientes no estado “vegetal” com os quais os familiares na cabeceira do hospital nunca conseguiram estabelecer comunicação, 34 foram classificados como inconscientes e nove outros não. O cérebro deles reagiu de maneira semelhante àqueles que estavam conscientes, o que significava que eles também estavam conscientes, mas não foram capazes de se comunicar com os membros da família.
A pesquisa atual tem como objetivo padronizar e melhorar a metodologia para pacientes neurológicos, além de estendê-la a pacientes em enfermarias psiquiátricas e pediátricas. Com o tempo, os cientistas identificarão um conjunto específico de mecanismos nervosos que dão origem a experiências.
Em geral, precisamos de uma teoria científica convincente da consciência que responda à pergunta sob quais condições um sistema físico específico - seja uma cadeia complexa de neurônios ou transistores de silício - experimenta sensações. E por que a qualidade das experiências é diferente? Por que o céu azul claro parece diferente do chocalho de um violino mal ajustado? Essas diferenças de sensações têm alguma função específica? Se sim, qual? A teoria nos permite prever quais sistemas serão capazes de sentir alguma coisa. Na ausência de uma teoria com previsões verificáveis, qualquer inferência sobre o assunto da consciência de máquina baseia-se apenas em nosso instinto interior, que, como a história da ciência mostrou, deve ser usado com cautela.
Uma das principais teorias da consciência é a teoria do espaço de trabalho neural global (GWT), apresentada pelo psicólogo Bernard Baars e pelos neurocientistas Stanislas Dean e Jean-Pierre Shanzhe.
Para começar, eles argumentam que, quando uma pessoa está ciente de algo, muitas áreas diferentes do cérebro obtêm acesso a essa informação. Enquanto que se uma pessoa age inconscientemente, a informação está localizada no sistema sensório-motor específico (sensório-motor) envolvido. Por exemplo, quando você digita rapidamente, você o faz automaticamente. Se lhe for perguntado como fazer isso, você não poderá responder, porque você tem acesso limitado a essas informações, localizadas nas cadeias nervosas que conectam os olhos com movimentos rápidos dos dedos.
A acessibilidade global gera apenas um fluxo de consciência, porque se qualquer processo é acessível a todos os outros processos, então está disponível para todos eles - tudo está conectado a tudo. É assim que o mecanismo de suprimir pinturas alternativas é implementado.Essa teoria explica bem todos os tipos de transtornos mentais, onde o mau funcionamento de centros funcionais individuais associados a padrões de atividade neural (ou toda a área do cérebro) introduz distorções no fluxo geral do "espaço de trabalho", distorcendo a imagem em comparação com o estado "normal" (de uma pessoa saudável) .
Rumo a uma teoria fundamental
A teoria do GWT alega que a consciência deriva de um tipo especial de processamento de informações: isso nos é familiar desde o início da IA, quando programas especiais tinham acesso a um pequeno armazém de dados público. Qualquer informação gravada no “quadro de avisos” tornou-se disponível para vários processos auxiliares - RAM, linguagem, módulo de planejamento, reconhecimento de faces, objetos etc. De acordo com essa teoria, a consciência ocorre quando as informações sensoriais recebidas registradas no quadro são transmitidas em muitos sistemas cognitivos - e processam dados para reprodução da fala, armazenamento na memória ou execução de ações.
Como o espaço em um quadro de avisos é limitado, a qualquer momento, podemos ter apenas uma pequena quantidade de informações. A rede de neurônios que transmitem essas mensagens está supostamente localizada nos lobos frontal e parietal.Assim que esses dados escassos (díspares) são transmitidos para a rede e tornam-se disponíveis ao público, as informações ficam cientes. Ou seja, o sujeito está ciente disso. Máquinas modernas ainda não atingiram um nível semelhante de complexidade cognitiva, mas isso é apenas uma questão de tempo.
A teoria da GWT afirma que os computadores do futuro estarão conscientes
A Teoria da Informação Geral da Consciência (IIT), desenvolvida por Tononi e seus associados, utiliza um ponto de partida completamente diferente - as próprias experiências. Cada experiência tem suas próprias características-chave especiais. É imanente, existe apenas para o sujeito como um "mestre"; está estruturado (um táxi amarelo diminui a velocidade enquanto um cachorro marrom atravessa a rua); e é concreto - diferente de qualquer outra experiência consciente, como um quadro separado em um filme. Além disso, é sólido e específico. Quando você se senta em um banco em um parque em um dia quente e claro e vê as crianças brincarem, os vários elementos da experiência - o vento soprando o cabelo, a sensação de alegria pelas risadas das crianças - não podem ser separados um do outro sem que a experiência deixe de ser o que é.
Tononi postula que essas propriedades - ou seja, um certo nível de consciência - têm qualquer mecanismo complexo e conjugado na estrutura em que um conjunto de relações causais é criptografado. Vai parecer algo vindo de dentro.
Mas se, como um cerebelo, um mecanismo carece de complexidade e conjugação, ele não estará ciente de nada. Como essa teoria continua,
a consciência é uma habilidade aleatória inerente associada a mecanismos complexos como o cérebro humano.
A teoria também deduz da complexidade da estrutura interconectada subjacente um único número não negativo Φ (pronunciado “fy”), que quantifica essa percepção. Se for igual a zero, o sistema não se reconhece. Por outro lado, quanto maior o número, maior o poder aleatório inerente inerente ao sistema e mais ele é consciente. O cérebro, caracterizado por uma conectividade colossal e altamente específica, tem f muito alto, e isso implica em um alto nível de consciência. A teoria explica vários fatos: por exemplo, por que o cerebelo não está envolvido na consciência ou por que o contador de zap e zip realmente funciona (os números produzidos pelo contador são F em uma aproximação aproximada).
«IIT» , — . , - , . , «Nature» 557, S8-S12 (2018)
IIT — c : .
, , . . . , : , 1,36 , .
, — , — . , . — .
