Ժամանակակից նեյրոգիտության չորս պատասխանները գիտակցության հանելուկին

Ժամանակակից նեյրոգիտության չորս պատասխանները գիտակցության հանելուկին

Մարդը սկսել է մտածել գիտակցության բնույթի մասին դեռ շատ վաղուց: Հին հույների ժամանակներից գրեթե բոլոր փիլիսոփաները փորձում էին պատասխանել այս հիմնական հարցին: Բայց միայն քսաներորդ դարում մարդկությունը հասավ գիտական զարգացման այնպիսի մակարդակի, որը թույլ է տալիս ամբողջությամբ ուսումնասիրել գիտակցությունը բնական գիտությունների, այլ ոչ թե սպեկուլյատիվ դատողությունների տեսանկյունից: Գիտակցության վերաբերյալ կենսաբանական տեսություններ բավական շատ են կուտակվել, և վերջերս Nature Neuroscience ամսագրում մի ակնարկ հրապարակվեց, որտեղ քննարկվում են դրանցից կարևորագույնները: Հրապարակման հեղինակը հայտնի նեյրոգիտնական Անիլ Սեթն է, ում «Being You: A New Science of Consciousness» (բռց․՝ «Լինելով այն, ինչ կաս․ գիտակցության նոր տեսություն») աշխատությունը վերջերս թարգմանվել է ռուսերեն: Պատմում ենք այն մասին, թե ինչով են իրարից տարբերվում գիտակցության վերաբերյալ ժամանակակից ամենախոստումնալից տեսությունները:

Կատարյալ  տեսություն

Կոգնիտիվ գիտության զարգացման վաղ շրջանում որպես հետազոտության հիմնական միավոր վերցրին այսպես կոչված «նեյրոնային համահարաբերականները» (անվանենք դրանք գիտակցության նեյրոնային իրադարձություններ` ԳՆԻ)՝ նեյրոնային իրադարձությունների քանակը, որն անհրաժեշտ է գիտակցական փորձառության առաջացման համար: Այս մոտեցումը զգալի թերություններ ուներ. դժվար էր տարբերել բուն ԳՆԻ-ն գիտակցության նախադրյալներից կամ դրա հետևանքներից: Այդ պատճառով էլ սկսեցին զարգանալ գիտակցության վերաբերյալ տեսություններ, որոնք ոչ բոլոր դեպքերում են հիմնվում ԳՆԻ-ի վրա:

ԳՆԻ-ի մեթոդաբանությունը առաջնահերթություն է տալիս ուղեղի ակտիվության և գիտակցության միջև համահարաբերությունների որոնմանը: Տեսական մոտեցումը ավելի շատ կենտրոնանում է նեյրոնային մեխանիզմների և գիտակցության ասպեկտների միջև կապերի բացատրության վրա: Գիտնականները բանավիճում են, թե որքան կարելի է մոտենալ կապը ամբողջովին հասկանալուն, և չեն հավատում, որ դա հնարավոր է:

Բանավեճերը ընթանում են նաև այն պատճառով, որ գիտության այս բնագավառը լի է ինտուիտիվ գաղափարներով, օրինակ, «գիտակից լինելը»: Գիտակցության իդեալական համապարփակ տեսությունը պետք է բացատրեր, թե ինչու են որոշ օրգանիզմներ կամ համակարգեր գիտակից, իսկ մյուսները՝ ոչ, ինչպես նաև լույս սփռեր, թե ինչու են գիտակցության վիճակները տարբերվում միմյանցից:

Գիտակցության վիճակը

Գիտնականները գիտակցության վիճակները բաժանում են ընդհանուրի և լոկալի: Առաջինները վերաբերում են օրգանիզմին ընդհանուր առմամբ: Օրինակ՝ քնի կամ արթուն վիճակին: Դրանց երբեմն անվանում են նաև «գիտակցության մակարդակներ»: 

Լոկալ վիճակները, որոնք հաճախ կոչվում են «գիտակցության պարունակություն» կամ «կվալիա»* ունեցող, բնութագրվում են նրանով, թե «ինչի է նման» նրանցում գտնվելը: Լոկալ վիճակը, որը կապված է գլխացավի հետ, տարբերվում է սուրճի բուրմունքը զգալու հետ կապված վիճակից, քանի որ գլխացավը տարբերվում է սուրճի հոտից: Լոկալ վիճակների կարևորագույն ենթախումբը ընկած է ինքնության փորձի հիմքում, որ ներառում է տրամադրության զգացումը, զգացմունքները, կամքը, մարմնի կառավարումը, ինքնակենսագրական հիշողությունը և այլն: Թեպետ նեյրոբիոլոգիական տեսությունները միտում ունեն կենտրոնանալու լոկալ վիճակների վրա՝ զգայական և ընկալման բովանդակությամբ, իրականում գիտակցությունը ներառում է կոգնիտիվ բովանդակությամբ վիճակներ (օրինակ՝ մտքերը, որոնք առաջանում են խաչբառ լուծելիս):

Լոկալ վիճակները անկախ չեն և միախմբվում են ընդհանուր «գիտակցության տեսարանում»՝ տվյալ պահին բոլոր վիճակների ամբողջության մեջ։

Գիտակցությունը նաև կարելի է բաժանել ֆենոմենալ և ֆունկցիոնալ տեսակների: Գիտակցության ֆունկցիոնալ ասպեկտները վերաբերում են օրգանիզմի կոգնիտիվ կարգավիճակին: Օրինակ՝ սուրճի բաժակը գիտակցաբար տեսնելը կարող է ակտիվացնել մի շարք ֆունկցիաներ (խմել այդ բաժակից կամ նետել սենյակով մեկ) կամ էլ ստեղծել էպիզոդիկ հիշողություններ: Ֆենոմենալ ասպեկտները ավելի շուտ նկարագրվում են «ինչին է դա նման» բառերով: Ֆենոմենալ և ֆունկցիոնալ գիտակցությունները գոյություն չունեն միմյանցից անկախ, դրանք տարբեր հետազոտական ​​տեսանկյուններ են:

Ակնարկի հեղինակները գիտակցության տեսությունը բաժանում են չորս խմբի. բարձրագույն կարգի տեսություն, գլոբալ աշխատանքային տարածքի տեսություն, ինտեգրված ինֆորմացիայի տեսություն, ինչպես նաև կրկնվող մուտքի և կանխատեսվող մշակումների տեսությունները:

Գիտակցման գիտակցումը

Գիտակցության բարձրագույն կարգի տեսությունը ենթադրում է, որ հոգեկան բովանդակությունը դառնում է գիտակցված, երբ այն այդպիսին է դարձնում այս կամ այն կոգնիտիվ «բարձրագույն կարգի» գործընթացը: Այլ կերպ ասած, մտավոր վիճակը գիտակցական է, երբ մյուս մտավոր վիճակը, որն ավելի բարձր է կանգնած հիերարխիայում, հաստատում է այն: Այս տեսության համաձայն՝ գիտակցությունը սերտորեն կապված է այնպիսի գործընթացների հետ, ինչպիսիք են մետագիտակցությունը (այսինքն՝ «գիտակցման գիտակցումը»): Եթե մենք գիտենք ինչ-որ բան, ապա պետք է իմանանք, որ գիտենք դա: 

Գիտակցության մասին ավելի բարձր կարգի պատկերացումները ներառում են միայն այն բանի նկարագրումը, թե ինչ է դարձնում հոգեկան վիճակը գիտակցական: Այսպիսի մոտեցումը կապված չէ որևէ կոնկրետ ֆունկցիայի հետ:

Ինչ վերաբերում է գիտակցության նեյրոնային հիմքին, մետաներկայացման վրա կենտրոնացումը այս տեսության կողմնակիցներին դրդել է շեշտը դնել կեղևի առաջնային հատվածներին, հատկապես նախաճակատայինին՝ հաշվի առնելով դրանց կապը բարդ կոգնիտիվ ֆունկցիաների հետ: Թեպետ գիտնականների մեծ մասը պնդում է, որ ուղեղի առաջնային հատվածները կապված են գիտակցության հետ, այնուամենայնիվ, կան տարաձայնություններ, թե առաջնային բիլթի կոնկրետ որ հատվածներն են անհրաժեշտ դրա ձևավորման համար:

Գլոբալ հասանելիություն

Այս տեսությունը ենթադրում է, որ գիտակցական հոգեկան վիճակները «գլոբալ կերպով հասանելի» են կոգնիտիվ գործընթացների լայն շրջանակի համար, այդ թվում նաև ուշադրության, գնահատման, հիշողության և բանավոր խոսքի համար: Տեսության հիմնական դրույթը հետևյալն է․ «Հենց ինֆորմացիայի լայն հասանելիությունն այդպիսի կոգնիտիվ համակարգերի համար կազմում է գիտակցական փորձ»: 

Այս պնդումը զարգացավ՝ վերածվելով «նեյրոնների գլոբալ աշխատանքային տարածք» նեյրոնային տեսության: Ըստ դրա, զգայական ինֆորմացիան գիտակցության հասանելիություն է ստանում, երբ այն «հեռարձակվում» է նեյրոննների անատոմիապես լայն աշխատանքային տարածքում, որը գտնվում է հիմնականում նախաճակատային կեղևում։ Ինչպես և գիտակցության բարձրագույն կարգի տեսությունը, նեյրոնների գլոբալ աշխատանքային տարածքի տեսությունը կենտրոնանում է այն բանի վրա, թե ինչն է դարձնում ինֆորմացիայի ներկայացումը գիտակցված:

Սա ուղղված է բացատրելու, թե ինչու կոնկրետ պահին որոշակի մտավոր վիճակը գիտակցված է, իսկ մյուսը՝ ոչ:

Հիմնական ֆունկցիոնալ հատկությունը, որը դիտարկվում է այս տեսության կողմից, գիտակցության վիճակների ունակությունն է վերահսկելու վարքը և ճանաչողությունը՝ ճկուն և համատեքստից կախված եղանակով: Այն առաջարկում է կոնկրետ բացատրություն, թե ինչպես է գիտակցությունը կապված այլ կոգնիտիվ գործընթացների՝ ուշադրության և աշխատանքային հիշողության հետ: Ուշադրությունը ընտրում և ուժեղացնում է որոշակի ազդանշաններ՝ դրանց թույլ տալով ներթափանցել աշխատանքային տարածք (և դառնում է գիտակցված):

Այն հարցին, թե կոնկրետ ինչն է աշխատանքային տարածքը դարձնում «գլոբալ», պատասխան դեռևս չկա, ինչպես նաև մի շարք այլ հարցերի պարագայում, օրինակ՝ արդյոք նշանակություն ունեն այն համակարգերի քանակն ու տեսակը, որտեղ աշխատանքային տարածքը կարող է տվյալները հեռարձակել:

Ինտեգրված ինֆորմացիա

Հաջորդ տեսությունը շատ է տարբերվում նախորդներից և գիտակցությունը նկարագրում է մաթեմատիկայի միջոցով: Ամեն ինչ սկսվում է գիտակցական փորձի ֆենոմենալ բնույթի վերաբերյալ աքսիոմաներից: Դրանցից են բխեցնում պնդումներ այն հատկությունների մասին, որոնք պետք է բավարարի գիտակցության յուրաքանչյուր ֆիզիկական կրող:  Այնուհետև արտահայտվում է ենթադրություն, թե ֆիզիկական համակարգերը (օրինակ՝ մարդու ուղեղը), որոնք իրագործում են այս հատկությունները, անպայման ստեղծում են գիտակցություն:

Առաջարկվում է գիտակցությունը հասկանալ «պատճառահետևանքային ուժի» տերմինի սահմաններում, որը կապված է ուղեղով գեներացվող և Φ (ֆի) մեծությամբ նկարագրվող ինտեգրվող ինֆորմացիայի չկրճատվող առավելագույնի հետ: Այս մեծությունը ցույց է տալիս, թե որքան ինֆորմացիա է գեներացվում ընդհանուր առմամբ համակարգի կողմից՝ դրա մասերի հետ համեմատած:

Ինտեգրված ինֆորմացիայի տեսության մեջ գիտակցությունը համակարգի ներքին, ֆունդամենտալ հատկությունն է: Այն որոշվում է դրա կազմում գտնվող պատճառային մեխանիզմների բնույթով և դրանց վիճակով

Ինտեգրված ինֆորմացիայի տեսությունը անատոմիական առումով գիտակցությունը կապում է առաջին հերթին կեղևի հետին շրջանների հետ (այսպես կոչված «հետին թեժ գոտու», ինչը ներառում է գագաթային, քունքային և ծոծրակային հատվածները): Լավ օրինակ է տեսողական փորձի վերլուծությունը․ նրա տարածքային բնույթը կապված է պատճառահետևանքային կառուցվածքի հետ,  որը բնորոշվում է առաջնային տեսողական կեղևի մեխանիզմներով: 

Ցանկացած համակարգ, որը գեներացնում է անկրճատելի ինտեգրված ինֆորմացիայի ոչ զրոյական առավելագույնը, առնվազն որոշակի աստիճանով ունի գիտակցություն։ Սա ենթադրում է, որ արդեն գոյություն ունեն ոչ կենսաբանական համակարգեր, որոնք օժտված են գիտակցությամբ։ Շատ հավանական է, որ արհեստական բանականությունը պարզապես ծրագիր չէ։

Այս տեսության թերությունն այն է, որ վերջինս գրեթե չի բացատրում, թե ինչպես է գիտակցությունը կապված բանականության այլ ասպեկտների՝ ուշադրության, ուսուցման և հիշողության հետ։ Այնուամենայնիվ, գիտնականները դա շատ հաջողված են համարում, քանի որ այն ավելի ամբողջական կերպով է պատասխանում գիտակցության հետ կապված բազմաթիվ հարցերի։

Կրկնակի մուտք և կանխատեսող մշակում

Գիտակցությունը հասկանալու երկու մոտեցումներ ընդգծում են գիտակցական ընկալման ձևավորման գործում վերից վար ազդանշանների փոխանցման կարևորությունը։ Առաջինը՝ կրկնակի մուտքի տեսությունները, գիտակցական ընկալումը կապում է վերևից իջնող (ռեկուրենտ, կրկնվող) ազդանշանների փոխանցման հետ։ Երկրորդը՝ կանխատեսող մշակման տեսությունները, ավելի ընդհանուր նկարագրություններ է տալիս ուղեղի (և մարմնի) գործառույթների վերաբերյալ, որոնք կարող են օգտագործվել գիտակցության հատկությունները բացատրելու և կանխատեսելու համար։

Կրկնակի մուտքի տեսությունները զարգացել են նեյրոֆիզիոլոգիական տվյալների շնորհիվ, որոնք ցույց են տվել վերից վար ազդանշանների փոխանցման կարևորությունը գիտակցական (սովորաբար տեսողական) ընկալման համար։ Ըստ այդ տեսություններից մեկի՝ ընկալող կեղևում տեղայնացված կրկնակի մշակումն արդեն բավական է գիտակցության առաջացման համար։

Այնուամենայնիվ, ընկալման փորձի բովանդակության փոխանցման կամ այն դատողությունների և որոշումների կայացման համար օգտագործելու նպատակով կարող են անհրաժեշտ լինել ինչպես գագաթային, այնպես էլ ճակատային հատվածները։

Կանխատեսող մշակման տեսությունները հիմնված են երկու սկզբունքի վրա։ Առաջինն այն է, որ ընկալումը դիտարկվում է որպես զգայական ազդանշանների առաջացման պատճառների մասին եզրակացություն։ Երկրորդը, որը պատկերվում է ազատ էներգիայի սկզբունքով, վերաբերում է վերահսկման և կարգավորման հիմնարար սահմանափակումներին, որոնք կիրառելի են բոլոր այն համակարգերի համար, որոնք ժամանակի ընթացքում պահպանում են իրենց կազմակերպվածությունը։ Երկու սկզբունքներն էլ հանգեցնում են այն գաղափարին, թե ուղեղն իրականացնում է «կանխատեսման սխալների նվազեցման» գործընթաց, որը մոտարկում է բայեսյան եզրակացությունը՝ փոխանակելով ընկալման կանխատեսումները (սովորաբար վերից վար իջնող) և կանխատեսման սխալները (սովորաբար վերև գնացող)։

Կանխատեսող մշակման տեսությունները սովորաբար դիտարկում են գիտակցության լոկալ վիճակները վերից վար կանխատեսումների բովանդակության տեսանկյունից։ Ընկալման ազդանշանի բովանդակությունը որոշվում է ուղեղի «լավագույն ենթադրությամբ» այն պատճառների վերաբերյալ, թե ինչու է այն ընկալվել։ Լոկալ վիճակի էմպիրիկ բնույթը որոշվում է ընկալման գործող կանխատեսումների բնույթով։ Օրինակ, էմոցիոնալ վիճակների ֆենոմենը կարող է բացատրվել ներքին կանխատեսումների դերով՝ օրգանիզմի ֆիզիոլոգիական վիճակը կարգավորելու գործընթացում։

Կրկնակի մուտքի և կանխատեսող մշակման մոտեցումները հստակ մեկնաբանում են գիտակցության և ուշադրության միջև փոխհարաբերությունները։ Օրինակ, տեղային վերադարձի տեսության համաձայն՝ ուշադրությունն ընտրողաբար ուժեղացնում է սենսորային ազդանշանները, որպեսզի դրանք հասնեն նախաճակատային և գագաթային հատվածներ՝ ապահովելով գիտակցական հասանելիություն։

Ո՞ր տեսությունն է ավելի լավը

Տեսությունը հնարավոր չէ հաստատել միայն մեկ հայտնագործությամբ կամ փորձով։ Սա երկարատև և աստիճանական գործընթաց է, որի ընթացքում գոյություն ունեցող տեսություններից մեկը դառնում է հաղթող, քանի որ օգնում է բացատրել տարբեր հետազոտողներից ստացած տվյալների ամբողջությունը և լավ կապվում է հարակից գիտական ոլորտների տեսությունների հետ։

Գիտակցության տեսությունների զարգացման հիմնական սահմանափակումը դրա կառուցվածքն է։ Հատկապես դժվար է հասկանալ գիտակցության միասնությունը՝ այն փաստը, որ սուբյեկտի կողմից ժամանակի որոշակի պահի ապրած փորձը միշտ էլ հանդիսանում է միասնական և ավելի բարդ փորձի մի մասնիկը՝ նրա, թե ինչ է նշանակում լինել տվյալ սուբյեկտը։

Տարբեր տեսություններ տարբեր կերպ են վերաբերում այն հարցին, թե արդյոք գիտակցությունը պարտադիր պետք է լինի միասնական։

Տարաձայնության երկրորդ աղբյուրը նեյրոնային տվյալներն են: Լայնորեն ընդունված է, որ ուղեղիկը անհրաժեշտ չէ և բավարար չէ գիտակցություն ձևավորելու համար: Տեսությունը պարտավոր է այս փաստը հաշվի առնել և բացատրել, թե ինչու է դա տեղի ունենում: Մեկ այլ կարևոր հարցը վերաբերում է գիտակցության մեջ նախաճականային գործընթացների դերին: Յուրաքանչյուր տեսություն իր բացատրությունն է տալիս նախաճակատային կեղևի մասնակցությանը, բայց միասնական կարծիք չկա:

Երրորդ հարցը գիտակցության և կոգնիտիվ հասանելիության փոխադարձ կապն է: Կարելի է արդյոք ինֆորմացիայի հասանելիությունն իր բանավոր հաղորդակցության համար գիտակցության ցուցիչ համարել: Որոշ տեսություններ հերքում են այս կապը՝ պնդելով, որ մտավոր վիճակները կարող են լինել գիտակցական, սակայն անհասանելի սուբյեկտի կողմից անմիջական հսկողության համար։

Այնուամենայնիվ, հիմնական խնդիրն այն է, որ գիտակցության ժամանակակից տեսությունների կողմից արված շատ ենթադրություններ դժվար է ստուգել։ Օրինակ, ինտեգրված ինֆորմացիայի տեսությունը կանխատեսում է, որ գիտակցությունը լայնորեն տարածված է բնության մեջ, այդ թվում՝ շատ ոչ կենսաբանական համակարգերում։ Այն նույնիսկ կարող է առաջանալ այնպիսի պարզ համակարգերում, ինչպիսիք են լուսադիոդներն ու առանձին ատոմները։ Սակայն դա անհնար է գնահատել այդպիսի համակարգերում գիտակցությունը հայտնաբերելու հուսալի մեթոդների բացակայության պատճառով։

Հետո ի՞նչ է լինելու

Առայժմ գիտակցության տեսությունները հեռու են կատարյալ լինելուց։ Ի՞նչը կարող է գիտակցության մասին գիտությունը ավելի ճշգրիտ դարձնել։ Խոստումնալից մոտեցում է հաշվարկային մոդելների օգտագործումը։ Նրանք կոչված են ապահովելու ընդհանուր լեզու, որով հնարավոր է իրականացնել համեմատություններ գիտակցության մրցակցող տեսությունների առավելությունների միջև, որոնք ստեղծվել են տարբեր մեկնարկային կետերից։

Ճշգրտությունից զատ՝ կարևոր է գիտակցության տեսությունների ամբողջականությունը։ Մեծ մասամբ դրանք կենտրոնանում են լոկալ վիճակների որոշակի տեսակների (տեսողական փորձ), գլոբալ վիճակների (արթուն լինելը) և գիտակից էակների որոշակի տեսակների (չափահաս մարդիկ) վրա։ Գիտակցության համապարփակ տեսությունը պետք է ընդգրկի վիճակների ամբողջ բազմազանությունը։ Կարևոր է խոսել ոչ միայն ընկալման մասին, այլ նաև ժամանակավորության, կամքի և մտածողության մասին։ Ոչ միայն արթուն վիճակների այլ նաև երազների, փսիխոդելիկ վիճակների, մեդիտացիայի և գիտակցության խանգարումների մասին։

Ոչ միայն մեծահասակների, այլև նորածինների, կենդանիների և արհեստական համակարգերի մասին։

Մի այլ խնդիր վերաբերում է չափմանը։ Ավելի կոնկրետ՝ գիտակցության վստահելի ցուցանիշների հայտնաբերման հարցին։ Գիտակցության տեսությունները դժվար թե շատ օգտակար լինեն, եթե չունենանք միջոցներ՝ ստուգելու դրանց կանխատեսումները։ Այստեղից բազմաթիվ հարցեր են ծագում։ Ինչպե՞ս չափել գիտակցության բաշխվածությունը կենդանական աշխարհում։ Արդյո՞ք որոշակի ողնաշարավոր կենդանիներ կամ արհեստական բանականության համակարգեր գիտակցություն ունեն։ Ե՞րբ է գիտակցությունը առաջին անգամ առաջանում օնտոգենեզում։

Գիտնականներն օրնիբուն աշխատում են՝ լուծելու այդ հարցերը։ Այս ոլորտում մրցակցային ոգին առաջընթացի հիմքն է։ Գիտակցությունը՝ գիտական տեսանկյունից, շատ վիճելի և բարդ երևույթ է։ Միայն տքնաջան աշխատանքը կբերի այդ հանելուկի՝ գիտության պատմության մեջ ամենախորհրդավորի, ավելի խոր հասկացմանը։

Թարգմանիչ՝ Սյուզաննա Ղազարյան  (Syuzanna Ghazaryan) © Բոլոր իրավունքները պաշտպանված են: