Παρακολουθώντας το μυαλό μας εν δράσει

Bor Daniel*

Την πρώτη φορά που είδα τον πατέρα μου στο νοσοκομείο μετά το εγκεφαλικό επεισόδιο που υπέστη ταράχθηκα: ανακάλυψα ότι ο δυνατός και γεμάτος αυτοπεποίθηση μπαμπάς μου είχε αντικατασταθεί από έναν άνθρωπο σε σύγχυση, σαν παιδί. Πέρα από το γεγονός ότι ανησυχούσα για το αν θα αναρρώσει ή όχι, είχα μείνει κατάπληκτος από τις βαθιές μεταφυσικές προεκτάσεις αυτού που είχε συμβεί.

Την εποχή εκείνη είχα μπροστά μου μερικές εβδομάδες ως τις τελικές εξετάσεις μου στο πανεπιστήμιο, στη Φιλοσοφία και στις Νευροεπιστήμες, δύο τομείς που ασχολούνται με τη συνείδηση. Στα μαθήματα της Φιλοσοφίας είχα ακούσει κομψά επιχειρήματα υπέρ του ότι η συνείδηση δεν είναι ένα σωματικό φαινόμενο και ότι θα πρέπει με κάποιον τρόπο να τη θεωρούμε ανεξάρτητη από τον υλικό, σαρκικό εγκέφαλό μας. Η ιδέα αυτή, της οποίας ο πιο διάσημος ορισμός, ως δυαδισμού, δόθηκε από τον Καρτέσιο πριν από περίπου 400 χρόνια, φαινόταν να βρίσκεται σε απόλυτη αντίθεση με τα νευροεπιστημονικά στοιχεία που είχα μπροστά μου: η συνείδηση του πατέρα μου είχε σακατευθεί από έναν μικρό θρόμβο αίματος στον εγκέφαλό του.

Λίγο αργότερα εγκατέλειψα τα σχέδιά μου για ένα διδακτορικό στη Φιλοσοφία του Πνεύματος, προτιμώντας αντ’ αυτού ένα διδακτορικό στη Νευροεπιστήμη της Συνείδησης. Υπάρχουν οπωσδήποτε ερωτήματα σχετικά με το μυαλό μας τα οποία φαίνεται να ανήκουν περισσότερο στον χώρο της Φιλοσοφίας. Πώς είναι να είσαι νυχτερίδα; Είναι η εμπειρία που βιώνεις βλέποντας το κόκκινο χρώμα ίδια με τη δική μου; Στην πραγματικότητα, πώς ξέρουμε με βεβαιότητα ότι οι άλλοι άνθρωποι έχουν συνείδηση; Θα έλεγα όμως ότι τελικά μάλλον η Νευροεπιστήμη, και όχι η Φιλοσοφία, είναι αυτή που έχει περισσότερες πιθανότητες να δώσει κάποια απάντηση σε αυτά τα τόσο δύσκολα ερωτήματα.

Ένας τομέας στον οποίο έχουμε κάνει μεγάλη πρόοδο είναι η ανακάλυψη των φυσιολογικών και νευρολογικών συσχετισμών της συνείδησης – πώς «φαίνεται» η συνείδηση στον εγκέφαλο, θα μπορούσε να πει κάποιος. Ένας τρόπος για να διερευνήσουμε αυτό το ερώτημα είναι παρατηρώντας τι αλλάζει όταν η συνείδηση περιορίζεται ή απουσιάζει, όπως συμβαίνει όταν οι άνθρωποι βρίσκονται σε κατάσταση φυτού, χωρίς δείγματα συνειδητότητας.

Οι απεικονιστικές εξετάσεις του εγκεφάλου δείχνουν ότι αυτοί οι άνθρωποι συνήθως έχουν βλάβη στον θάλαμο, ένα κέντρο μεταβίβασης «σημάτων» που βρίσκεται ακριβώς στο μέσο του εγκεφάλου. Ενα άλλο κοινό εύρημα είναι η βλάβη στις συνδέσεις ανάμεσα στον θάλαμο και στον προμετωπιαίο φλοιό, μια περιοχή στο μπροστινό μέρος του εγκεφάλου η οποία γενικώς ευθύνεται για την υψηλού επιπέδου σύνθετη σκέψη.

Ο προμετωπιαίος φλοιός έχει επίσης συνδεθεί με τη συνείδηση μέσω μιας άλλης μεθόδου, της απεικόνισης του εγκεφάλου όταν τα άτομα χάνουν τη συνείδησή τους υποβαλλόμενα σε ολική αναισθησία. Καθώς η συνειδητότητα σβήνει, ένα δυσδιάκριτο σύνολο περιοχών απενεργοποιείται, με πλέον εξέχοντα απόντα τον προμετωπιαίο φλοιό.

Βλέποντας κόκκινο

Οι έρευνες του είδους υπήρξαν ανεκτίμητες για την καθοδήγησή μας στην αναζήτηση των τμημάτων του εγκεφάλου που σχετίζονται με το γεγονός ότι είμαστε ξύπνιοι και με συνείδηση, αλλά ακόμη δεν μπορούν να μας πουν τι συμβαίνει μέσα στον εγκέφαλο όταν, π.χ., βλέπουμε το κόκκινο χρώμα.

Το να βάλουμε απλώς κάποιον να ξαπλώσει σε έναν εγκεφαλικό τομογράφο ενώ κοιτάζει κάτι που είναι κόκκινο δεν έχει αποτέλεσμα, επειδή γνωρίζουμε ότι υπάρχει μεγάλο μέρος ασυνείδητης εγκεφαλικής δραστηριότητας που προκαλείται από τα οπτικά ερεθίσματα – για την ακρίβεια, από οποιοδήποτε αισθητήριο ερέθισμα. Πώς μπορούμε να ξεπεράσουμε αυτό το πρόβλημα;

Μια λύση είναι να χρησιμοποιήσουμε ερεθίσματα τα οποία βρίσκονται ακριβώς στο κατώφλι της αντίληψης, γι’ αυτό και γίνονται αντιληπτά μόνο κάποιες φορές – το να παίξουμε έναν ανεπαίσθητο θόρυβο, π.χ., ή να εμφανίσουμε μια λέξη σε μια οθόνη υπερβολικά σύντομα, τόσο ώστε σχεδόν να μην την παρατηρήσει κάποιος. Αν ο εθελοντής δεν παρατηρήσει συνειδητά τη λέξη που εμφανίζεται, το μόνο τμήμα του εγκεφάλου που ενεργοποιείται είναι αυτό που συνδέεται άμεσα με τα εμπλεκόμενα αισθητήρια όργανα, στη συγκεκριμένη περίπτωση τον οπτικό φλοιό. Αν όμως ο εθελοντής αντιληφθεί τις λέξεις ή τους ήχους, κάποιες άλλες περιοχές μπαίνουν και αυτές σε δράση. Αυτές είναι ο πλευρικός προμετωπιαίος φλοιός και ο οπίσθιος βρεγματικός φλοιός, μία ακόμη περιοχή που σχετίζεται με τη σύνθετη, υψηλού επιπέδου σκέψη και βρίσκεται στο επάνω μέρος του εγκεφάλου και προς τα πίσω.

Ευτυχώς, παρά το γεγονός ότι πολλά ζώα έχουν θάλαμο, οι δύο περιοχές του φλοιού που εμπλέκονται στη συνείδηση δεν είναι τόσο μεγάλες και καλά ανεπτυγμένες σε άλλα είδη όσο στους ανθρώπους. Αυτό ταιριάζει με τη διαδεδομένη αντίληψη ότι, αν και ίσως υπάρχει ένα φάσμα συνείδησης σε όλο το ζωικό βασίλειο, η δική μας μορφή συνείδησης έχει κάτι πολύ ξεχωριστό.

Στους ανθρώπους οι τρεις περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στη συνείδηση – ο θάλαμος, ο πλευρικός προμετωπιαίος φλοιός και ο οπίσθιος βρεγματικός φλοιός – μοιράζονται ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό: έχουν περισσότερες συνδέσεις μεταξύ τους και με άλλα σημεία του εγκεφάλου από ό,τι όλες οι άλλες περιοχές. Με τόσο πυκνές συνδέσεις αυτές οι τρεις περιοχές είναι οι πλέον κατάλληλες «υποψήφιες» για να δέχονται, να συνδυάζουν και να αναλύουν πληροφορίες από τον υπόλοιπο εγκέφαλο. Πολλοί νευροεπιστήμονες υποπτεύονται ότι αυτή η συγκέντρωση των πληροφοριών είναι το κύριο χαρακτηριστικό της συνείδησης. Όταν μιλάω με έναν φίλο στο μπαρ, για παράδειγμα, δεν τον αντιλαμβάνομαι ως μια σειρά αποκομμένα χαρακτηριστικά αλλά ως ένα ενιαίο σύνολο συνδυάζοντας την εμφάνισή του με τον ήχο της φωνής του, τη γνώση του ονόματός του, της αγαπημένης του μπίρας και ούτω καθ’ εξής – όλα αυτά συγκεντρωμένα σε ένα και μοναδικό πρόσωπο-αντικείμενο.

Πώς ο εγκέφαλος δένει μαζί όλα αυτά τα σκόρπια κομμάτια πληροφοριών που παρέρχονται από τόσα διαφορετικά σημεία του; Η επικρατέστερη θεωρία είναι ότι οι εμπλεκόμενοι νευρώνες αρχίζουν να ενεργοποιούνται συγχρονισμένα πολλές φορές ανά δευτερόλεπτο, ένα φαινόμενο το οποίο μπορούμε να δούμε ως εγκεφαλικά κύματα σε ένα ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, για το οποίο ηλεκτρόδια τοποθετούνται στο κρανίο. Η υπογραφή της συνείδησης φαίνεται να είναι μια υπερταχεία μορφή αυτών των εγκεφαλικών κυμάτων η οποία ξεκινάει από τον θάλαμο και διαχέεται σε όλον τον φλοιό.

Μία από τις πιο γνωστές απόπειρες να μετατραπούν αυτά τα πειραματικά δεδομένα σε μια θεωρία για τη συνείδηση είναι γνωστή ως το μοντέλο του «καθολικού νευρωνικού χώρου εργασίας». Αυτό υποστηρίζει ότι οι πληροφορίες που εισέρχονται από τα μάτια, τα αφτιά μας και ούτω καθ’ εξής περνούν αρχικά ασυνείδητα από επεξεργασία στις αισθητηριακές περιοχές του εγκεφάλου. Εμφανίζονται στη συνειδητή μας αντίληψη μόνο αν πυροδοτήσουν δραστηριότητα στον προμετωπιαίο και στον βρεγματικό φλοιό και οι περιοχές αυτές συνδέονται τότε με υπερταχέα εγκεφαλικά κύματα.

Το μοντέλο αυτό συνδέει τη συνείδηση με δύσκολα έργα, τα οποία συχνά απαιτούν τη συγκέντρωση και τον συνδυασμό πολλών τμημάτων γνώσης. Η άποψη αυτή ταιριάζει με το γεγονός ότι παρατηρείται υψηλή δραστηριότητα στον πλευρικό προμετωπιαίο και στον οπίσθιο βρεγματικό μας φλοιό όταν εκτελούμε νέα ή σύνθετα έργα, ενώ η δραστηριότητα στις δύο αυτές περιοχές  μειώνεται όταν εκτελούμε επαναλαμβανόμενα έργα στον «αυτόματο πιλότο», όπως το να οδηγούμε σε μια οικεία διαδρομή.

Ο κύριος αντίπαλος στον καθολικό χώρο εργασίας ως θεωρία για την ερμηνεία της συνείδησης είναι ένα μαθηματικό μοντέλο που ονομάζεται «θεωρία της ενσωμάτωσης πληροφοριών» και το οποίο πρεσβεύει ότι η συνείδηση συνδυάζει μεταξύ τους δεδομένα και άρα είναι κάτι περισσότερο από το σύνολο των τμημάτων της. Η ιδέα αυτή θεωρείται ότι εξηγεί γιατί η αίσθηση που μου δίνει η αντίληψη της συνάντησής μου με έναν φίλο στο μπαρ, με όλες τις αισθήσεις και τις γνώσεις σχετικά με αυτόν συναρμολογημένες μαζί, είναι κάτι πολύ περισσότερο από τις καθαρές αισθητηριακές πληροφορίες που τη συνθέτουν.

Το μοντέλο αυτό όμως μπορεί να εφαρμοστεί εξίσου καλά στο Διαδίκτυο όσο στον άνθρωπο: οι δημιουργοί του προβάλλουν τον τολμηρό ισχυρισμό ότι θεωρητικά μπορούμε να υπολογίσουμε πόσο συνειδητό είναι οποιοδήποτε συγκεκριμένο δίκτυο επεξεργασίας πληροφοριών – είτε αυτό βρίσκεται στον εγκέφαλο ενός ανθρώπου ή ενός ποντικού είτε σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή. Το μόνο που πρέπει να γνωρίζουμε είναι η δομή του δικτύου, ιδιαίτερα πόσους κόμβους περιλαμβάνει και πώς αυτοί συνδέονται μεταξύ τους.

Βασανιστικά δύσκολο

Δυστυχώς τα μαθηματικά που χρειάζονται για κάτι τέτοιο απαιτούν πολλούς βασανιστικούς υπολογισμούς που αυξάνονται με γεωμετρική πρόοδο καθώς αυξάνεται ο αριθμός των κόμβων και τους οποίους οι πιο εξελιγμένοι υπερυπολογιστές μας δεν μπορούν να εκτελέσουν σε ρεαλιστικό χρονικό πλαίσιο ούτε καν για έναν απλό νηματοειδή σκώληκα με περίπου 300 νευρώνες. Τα νούμερα θα μπορούσαν ωστόσο ενδεχομένως να απλοποιηθούν στο μέλλον καθιστώντας αυτούς τους υπολογισμούς πιο «βατούς».

Η μαθηματική θεωρία φαίνεται πολύ διαφορετική από τον καθολικό χώρο εργασίας – αγνοεί, κατ’ αρχάς, την ανατομία του εγκεφάλου -, παρ’ όλα αυτά το ενθαρρυντικό είναι ότι και οι δύο θεωρίες υποστηρίζουν πως η συνείδηση αφορά τον συνδυασμό των πληροφοριών, ενώ επίσης και οι δύο εστιάζουν στα πυκνότερα συνδεδεμένα τμήματα του δικτύου επεξεργασίας των πληροφοριών. Έχω την αίσθηση ότι αυτό το κοινό έδαφος αντανακλά τη σημαντική πρόοδο που σημειώνει ο τομέας.

Μπορεί ακόμη να μην έχουμε λύσει το αποκαλούμενο δύσκολο πρόβλημα της συνείδησης – πώς μια χούφτα νευρώνες μπορούν να παράγουν την εμπειρία του να βλέπουμε το κόκκινο. Κατά την άποψή μου, όμως, το να στενοχωριόμαστε για το δύσκολο πρόβλημα αποτελεί απλώς μια άλλη μορφή δυαδισμού – είναι, δηλαδή, σαν να βλέπουμε τη συνείδηση σαν κάτι το οποίο είναι τόσο μυστηριώδες ώστε να μην μπορεί να εξηγηθεί με την επιστημονική μελέτη του εγκεφάλου.

Ιστορικά, κάθε φορά που νομίσαμε ότι θα πρέπει να υπήρχε κάποια υπερφυσική αιτία για ένα μυστηριώδες φαινόμενο – όπως οι ψυχικές ασθένειες ή ακόμη και το φούσκωμα της ζύμης του ψωμιού -, τελικά ανακαλύψαμε την επιστημονική εξήγηση. Θεωρώ πολύ πιθανόν ότι, αν συνεχίσουμε να ξεδιαλύνουμε τα «εύκολα προβλήματα», τελικά κάποια στιγμή θα ανακαλύψουμε ότι δεν έχει μείνει κανένα δύσκολο πρόβλημα.

@ 2013 NewScientist Magazine, Reed Business Information Ltd.

* Ο Bor Damiel είναι νευροεπιστήμονας και συγγραφέας. Σπούδασε Φιλοσοφία και Ψυχολογία στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και είναι κάτοχος διδακτορικού διπλώματος στη Γνωσιακή Νευροεπιστήμη από το πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ. Εργάζεται ως ερευνητής στο τμήμα Ψυχολογίας του πανεπιστημίου του Κέμπριτζ.

ΠΗΓΗ: www.tovima.gr