Как у человека возникло сознание? Случайность или закономерный процесс?
11 декабря 2017
TheQuestion.ru
Рассмотрев карьеру Фрэнсиса Крика — возможно, самого одаренного и влиятельного из биологов второй половины XX века, можно убедиться, что разобраться в сознании — это сложнейшая из всех задач, стоящих перед наукой.
Фото: TheQuestion.ruTheQuestion.ru
После Второй мировой войны, когда Крик начал заниматься биологией, считалось, что перед наукой стоят два великих неразрешимых вопроса: что отличает живое от неживого и какова биологическая природа сознания. Вначале Крик обратился к более простому вопросу об отличии живой материи от неживой и занялся исследованием природы гена. В 1953 году, всего после двух лет совместной работы, он и Джим Уотсон помогли науке разгадать эту тайну. Как Уотсон впоследствии писал в своей книге «Двойная спираль», «во время обеда Фрэнсис залетел в паб “Орел”, чтобы рассказать всем, кто сидел достаточно близко, чтобы его услышать, что мы открыли тайну жизни».
За следующие два десятилетия Крик помог науке расшифровать генетический код и разобраться в том, как на ДНК синтезируется РНК, а на РНК — белок.
Видео дня
В 1976 году, когда ему было шестьдесят, Крик обратился к оставшейся научной загадке — биологической природе сознания. Ею он занимался до конца своей жизни в сотрудничестве с Кристофом Кохом — молодым специалистом по вычислительной нейробиологии. Крик приложил к исследованию этого вопроса весь оптимизм и незаурядный интеллект. Именно благодаря ему научное сообщество, которое ранее игнорировало этот вопрос, теперь сосредоточилось на проблеме сознания. Но за тридцать лет непрерывной работы Крику удалось продвинуться в изучении природы сознания лишь ненамного. Более того, некоторые ученые и философы, занимающиеся психикой, до сих пор находят сознание непостижимым и склоняются к мнению, что его никогда не удастся объяснить в биологических терминах. Они сомневаются в принципиальной возможности узнать, как биологическая система, биологическая машина может что-то чувствовать.
Еще большие сомнения вызывает у них вопрос, как она может размышлять о самой себе.
Благодаря работе небольшой группы неврологов и физиков-теоретиков за последние несколько лет, мы можем, наконец, найти способ анализа таинственного и метафизического царства сознания на научной основе. Последний прорыв в этой новой области озвучил Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института. Ученый утверждает, что сознание на самом деле представляет собой состояние материи.
«Подобно тому, как существует много видов жидкости, существует много типов сознания»,
— говорит он. С помощью этой новой модели Тегмарк утверждает, что сознание может быть описано в терминах квантовой механики и теории информации, что позволит нам научно рассматривать такие загадочные темы, как самосознание, и почему мы воспринимаем мир в классических трехмерных терминах, а не как бесконечный ряд объективных реалий, предлагаемых до возникновения многомировой интерпретации квантовой механики.
Сознание всегда было непростым вопросом для научного обсуждения.
В конце концов, наука имеет дело с эффектами, которые можно наблюдать и описать математически, а сознание до сих пор успешно уклонялось от такого подхода.
Последние попытки формализовать сознание предпринимал Джулио Тонони, профессор из Университета Висконсин-Мэдисона, предложивший теорию интегрированной информации (IIT), а теперь и Макс Тегмарк из MIT, который попытался обобщить работу Тонони с точки зрения квантовой механики. В своей научной работе «Сознание как состояние вещества» Тегмарк предположил, что сознание можно рассмотреть как состояние вещества под названием «перцептрониум», которое может быть дифференцировано от других видов материи (твердых, жидких, газообразных) с использованием пяти математически обоснованных принципов.
Если коротко, теория берет за основу IIТ Тонони — сознание является результатом системы, которая может накапливать и эффективно использовать информацию — и ведет ее к перцептрониуму, определяемому как «общая субстанция, которая субъективно самоощущаема».
Эта субстанция не только может накапливать и использовать данные, но также является неделимой и единой. Большая часть работы описывает перцептрониум в терминах квантовой механики и рассматривает, почему мы воспринимаем мир в терминах классических независимых систем, а не в терминах одной большой взаимосвязанной квантовой мешанины. На этот вопрос, в частности, у Тегмарка ответа нет.
Работа Тегмарка не доходит до пункта, где мы можем ответить на вопрос, что вызывает или создает сознание, но проделанный путь свидетельствует о том, что сознание определяется теми же законами физики, что управляют и остальной Вселенной.
С единством сознания связана сложная проблема, но, возможно, она разрешима. Это единство иногда может распадаться. У пациентов, у которых хирургическим путем отделены друг от друга два полушария мозга, есть как бы два сознания, каждое из которых воспринимает собственную единую картину мира.
Со второй особенностью сознания — субъективностью — связана более сложная научная проблема.
Каждый из нас живет в мире уникальных ощущений, которые для нас более реальны, чем ощущения других. Мы воспринимаем свои мысли, настроения и чувства непосредственно, в то время как опыт других людей мы способны оценить лишь опосредованно, с помощью зрения или слуха. Поэтому мы можем задаться следующим вопросом. Совпадают ли ваша реакция на синий цвет, который вы видите, или запах жасмина, который вы чувствуете, и смысл, который все это имеет для вас, с моей реакцией на синий цвет, который я вижу, и запах жасмина, который я чувствую, и со смыслом, который все это имеет для меня?
Проблема касается не только восприятия как такового. Вопрос здесь не в том, видим ли мы очень похожие оттенки одного и того же голубого цвета. Это сравнительно просто узнать, регистрируя сигналы отдельных нервных клеток в зрительной системе каждого. Мозг воспроизводит наше восприятие объекта, но, судя по всему, и сам воспринимаемый объект (например, синий цвет или нота до первой октавы на фортепиано) обладает соответствующими физическими свойствами, такими как длина волны отражаемого света или частота издаваемого звука.
Вопрос же касается значения этих цвета и звука для каждого из нас. Мы пока не разобрались, как электрическая активность нейронов обеспечивает тот смысл, который мы приписываем данному цвету или звуку. Тот факт, что сознательный опыт каждого человека уникален, поднимает вопрос, возможно ли выделить какие-либо объективные особенности сознания, общие для всех нас. Если наши чувства в итоге порождают ощущения, которые целиком и полностью субъективны, то мы, согласно этой аргументации, не можем прийти ни к какому общему определению сознания, основанному на личном опыте.
Но что с точки зрения философии? Возьмем, для примера, интервью с Томасом Метцингером, профессором теоретической философии занимающийся изучением сознания и нейроэтики.
— Как философия начала интересоваться изучением сознания?
— Сознание — это понятие, имеющее относительно короткую историю, которая начинается с 1650-х годов. В колледже Святой Хильды преподавала известный философ Кэйти Уилкс, которая отметила, что 90% языков на планете не имеют слова «сознание».
Естественно, в этом контексте вопрос о важности изучения этого понятия выглядит сомнительно, но причины есть.
У истоков современного представления о сознании стоял Декарт, в 1650 году разрушивший все предшествующие представления об устройстве человеческого мироощущения своим концептом когнитивного сознания. Знаменитая идея Декарта заключается в том, что тело протяжено в пространстве, состоит из частей и, значит, может быть разделено. Разум не имеет пространственной привязки и не может быть разделен. Это представление легло в основании проблемы тела и разума. Сознательный опыт — одна из плоскостей современного осмысления проблемы тела и разума.
Очень важно задаваться вопросом о важности таких исследований. Нужно понимать, что это всего лишь одна небольшая традиция в западной философии, для которой сознание стало большой проблемой. Люди из Южной Америки или Китая, например, могут вообще не задаваться этим вопросом и не понимать его. Так что, конечно, эта проблема относительна.
Но опять же есть большая разница между бодрствованием и пребыванием под анестезией.
— Какова связь между классическим определением сознания и понятием туннеля эго, которое вы разработали?
— Как я говорю в начале своей книги, есть несколько простых проблем, связанных с проблемой сознания. Например, «the one world problem» — вопрос о том, почему у нас есть чувство, что мы живем в одном мире и в одной ситуации. Людям это кажется чем-то абсолютно нормальным, но у мозга должна быть какая-то причина воспринимать мир именно так. В классической философии эта проблема называлась проблемой единства сознания. Сейчас нас интересует вопрос о том, как происходит глобальная интеграция в мозге.
Другая проблема — «проблема сейчас» (the now problem). Возможно, не все это замечают, но содержание нашего сознания ни в будущем, ни в прошлом, а всегда в настоящем времени. Даже если у вас есть план того, чем вы будете заниматься завтра, у вас в голове есть сознательная ментальная ситуация «сейчас».
Даже если вы вспоминаете о том, что случилось с вами в возрасте шести лет, у вас все равно в голове осознанное воспоминание «сейчас». Таким образом, любой сознательный опыт всегда в настоящем времени. И нам необходимо понимать, что это значит.
Третья проблема — «проблема реальности» (the reality problem). Почему все вокруг выглядит таким реальным? Почему это не просто мое сознание, но реальность? Например, многие люди думают, что они открывают глаза и видят цветные объекты. Конечно, все мы знаем со школьных уроков физики, что во всем мире не существует цветных объектов. Каждый раз, когда вы переживаете ощущение красного или зеленого, вы переживаете всего лишь модель, сконструированную вашим мозгом, модель дерева или яблока в вашей руке. Все эти качества (краснота, соленость, холод) — стены туннеля эго. Это не так для разума или знаний, но сознательный опыт (цвета, звуки, чувства) — это то, что определяется в нашей голове. Наши знания — нет, социальные взаимодействия — нет, культура — нет, но субъективное переживание всего этого определено в наших головах.
Это очень интересная проблема — почему кто-то испытывает именно такой опыт (почему это ваша мысль, а не просто мысль; почему это ваш опыт, а не просто опыт; кто такой я, который испытывает этот опыт?). Самый сложный вопрос — можно ли натурализировать опыт с перспективы первого лица? Можем ли мы достичь упрощенного научного понимания этой среды, внутренних сетей? Существует не только модель реальности с цветами и звуками, но также есть некто, кто испытывает ее.
— Насколько сильно туннель эго упрощает наше восприятие реальности?
— Объективная реальность намного более сложна, чем мы ее видим и воспринимаем. Реальность не только намного богаче, чем мы осознанно испытываем, но она еще и совсем другая. Человеческая нервная система — продукт миллиона лет эволюции. Ее цель была не показать реальность такой, какая она есть, но помочь нам выжить, скопировать наши гены наиболее эффективным способом. Так, например, у многих животных отсутствует цветное зрение. Человеческие существа имеют цветное зрение, скорее всего, потому, что оно помогало нашим предкам, обезьянам в Западной Африке, отличать спелые фрукты от неспелых.
Современные исследования показывают, что осознанный опыт включает в себя большую долю самообмана. Например, если вы посмотрите на своих детей, вы автоматически будете воспринимать их более умными и более красивыми, чем других детей. Это не ваше мнение, не ваше суждение — вы просто так видите. Чаще всего мы даже не осознаем, как предвзято и субъективно наше восприятие. Оно конструирует мир, в котором мы живем. И это большая удача, что он выглядит так реально.
Какой была бы реальность, если бы человек мог воспринимать ее во всей ее сложности? Это означало бы иметь органы чувств для космической радиации, ультразвука — всего. Нам понадобились бы очень сильные когнитивные способности только для того, чтобы просто воспринять всю эту информацию. Я считаю, что сильная сторона сознательного опыта заключается в том, что он снижает сложность реальности, что он является очень мощным фильтром внешнего мира, который нам просто необходим. В противном случае ваш мозг должен быть способен обработать всю эту информацию.
Возможно, такие вещи просто физически невозможны для существа, имеющего физическое тело.
Если интересует углубленное изучение вопроса — предлагаю лекцию нейробиолога Константина Анохина о коре головного мозга, изучении нервных коррелятов сознания и коматозных состояниях:
Другое,Джим Уотсон,
Что такое сознание и как оно появилось?
Для многих попытки объяснить сознание похожи на разоблачение любимого фокуса — узнав секрет можно навсегда потерять веру в чудеса. Так что если вы не готовы усомниться в собственных убеждениях, эта статья не для вас. А если вы всегда рады новым знаниям, то информация о том, что человек состоит из примерно 100 триллионов клеток, которые работают сообща, не должна вас удивить. Удивляет другое — по отдельности ни одна из ста триллионов клеток тела человека сознанием не обладает. Клеткам нет никакого дела до того, кто мы есть, что из себя представляем и почему. Это значит, что чтобы объяснить сознание, необходимо понять как получилось так, что сотни, миллионы, миллиарды и триллионы крохотных клеток, не осознающих себя и не сильно отличающихся от бактерий, создают уникальную личность, способную мыслить.
Давайте посмотрим на сознание с точки зрение науки — где именно в мозге оно находится и там ли мы ищем?
“Как может медленный, неразумный процесс создать нечто, способное создать то, что сам медленный неразумный процесс создать не может?” Алан Тьюринг
Иллюзия контроля и война мемов
Американский философ-когнитивист Дэниел Деннет, профессор Университета Тафт (США), посвятил свою научностью деятельность изучению природы сознания. Деннет пытается объяснить, как биологические процессы в организме человека создают бесконечный поток мыслей и образов. И первое, о чем профессор рассказывает в своих лекциях и книгах, это то, что наше сознание — не такое уж загадочное, как мы о нем думаем. В некотором смысле, работа сознания напоминает работу человеческой памяти. А она, как мы с вами прекрасно знаем, не идеальна.
Феноменом ложной памяти занимаются многие исследователи. Наиболее известной является американский психолог Элизабет Лофтус. В начале лекции на Ted Talks, Лофтус рассказывает о мужчине по имени Стив Тайтус, который был обвинен и приговорен к тюремному сроку за исзнасилование женщины.
Когда потерпевшая впервые давала показания, она указала на Тайтуса, так как он был больше всего похож на насильника. А при повторной дачи показаний женщина была уверена, что именно Стив Тайтус совершил преступление. Впоследствии, несколько лет спустя, Тайтуса оправдали, так как был найден настоящий насильник, а его вина была доказана после проведения ДНК теста. Тем не менее, жизнь Стива Тайтуса из-за тюремного заключения оказалась разрушена и вскоре после освобождения он умер, видимо, так и не пережив сильнейший стресс. И таких историй немало.
Работа сознания, как и нашей памяти, не идеальна. Мы попросту не замечаем большинство происходящих процессов, например, мышление. Более того, все принятые нами решения на самом деле мозг принимает за несколько секунд до того, как мы о них подумали. То же самое происходит и в случае с ложными воспоминаниями — мозг заполняет пробелы несуществующей информации. Выходит, мы не контролируем важнейшие жизненные процессы, хотя нам кажется что это не так.
Благодаря совместной и слаженной работе миллиардов нейронов мозг создает полную иллюзию контроля над собственным разумом. Выходит, сознание — это набор приемов и трюков, которые искусно использует мозг. Но как это получилось?
Существуют люди, которые уверены в том, что видели как Элвис Пресли улетел на летающей тарелке
Теория эволюции путем естественного отбора, впервые описанная Чарльзом Дарвином в 1859 году, описывает историю развития миллионов видов живых существ на Земле, включая человека. На протяжении миллионов лет эволюция создавала все более сложные когнитивные мыслительные способности. До определенной степени они есть у всех — у морского конька, омара и вашего кота. Но когнитивные возможности шимпанзе превосходят когнитивные возможности дельфина, а наши шагнули еще дальше. Именно наши когнитивные способности делают нас особенными — мы не просто действуем, исходя из каких-то причин, мы отдаем отчет об этих причинах самим себе и окружающим. Более того, мы спрашиваем себя о причинах тех или иных поступков и способны на них ответить.
Это дарит нам возможность планировать свои действия и предвидеть их последствия. Полученной информацией и знаниями мы делимся с окружающими. Ни одно живое существо на Земле не способно ни на что подобное.
Но дело не только в естественном отборе генов. Когда мы говорим о сознании, мы также говорим о культурной эволюции — естественном отборе мемов, которые, согласно Ричарду Докинзу, являются единицами культурной информации, копирующими сами себя для размножения. И те мемы, которые копируются лучше, выживают. Человеческая культура — это среда обитания мемов. Таким образом, мы можем объяснить появление сознания множеством факторов, которые оказали влияние на эволюцию Homo Sapiens.
Мем - (англ. meme) - единица значимой для культуры информации. Мемом является любая идея, символ, манера или образ действия, осознанно или неосознанно передаваемые от человека к человеку посредством речи, письма, видео, ритуалов, жестов и т. д.
Могут ли радикальные идеи объяснить сознание?
Сегодня ученые не могут вплотную подобраться к изучению сознания.
Ситуация ограничивается тем, что с одной стороны нейробиологи изучают области мозга, которые ассоциируются с сознательной деятельностью — например распознавание лиц, ощущение боли или состояние счастья. Но наука о сознании до сих пор остается наукой взаимосвязей, она ничего не объясняет. Мы знаем, что определенные участки мозга ответственны за определенные виды сознательных реакций, но не знаем почему. За последние годы было совершено огромное количество открытий о работе самых разных областей мозга. Так, совсем недавно мы рассказывали вам о том, что ученым удалось обнаружить совершенно новый сигнал в мозге человека, о котором раньше никто не знал. Это здорово, но приближает ли это нас к ответу на вопрос о том, что такое сознание?
Если верить теории панпсихизма, Вселенная обладает сознанием (но это не точно)
В ходе выступления на Ted Talks, австралийский психолог, специализирующийся в области философии сознания, Дэвид Чалмерс, сравнивает сознание человека с субъективным фильмом, который постоянно воспроизводится перед глазами.
Вопрос, который больше прочих волнует ученого заключается в том, почему поведение — которое можно объяснить с точки зрения биологии, как это блестяще делает профессор нейробиологии Стэнфордского университета Роберт Сапольски — сопровождается субъективным опытом. Но мы не можем объяснить наличие этого субъективного опыта так же, как физика объясняет химию, химия биологию, а биология — частично — психологию. Для того, чтобы понять что такое сознание нужны радикальные идеи.
Именно такую и предлагает Дэниел Деннет. По его мнению сложных проблем в изучении сознания не существует. По Деннету вся идея этого субъективного кино подразумевает иллюзию, которую дарит нам мозг. Поэтому науке остается только объяснить объективное функционирование поведения мозга. Идея Деннета, на мой взгляд, является наиболее реалистичной из всех прочих. Но чтобы создать подобную нейробиологическую теорию сознания, необходимо большое количество исследований.
Это интересно: Смогут ли роботы обрести сознание?
Те же, кто не согласен с тем, что сознание — всего лишь искусно созданная мозгом иллюзия, предлагают еще более радикальные теории сознания.
Так, Дэвид Чалмерс предлагает рассмотреть сознание как нечто фундаментальное — как фундаментальные законы физики. В физике фундаментальными являются такие понятия как пространство, время, масса. Основываясь на этих понятиях, ученые выводят дальнейшие принципы и законы — закон всемирного тяготения, законы квантовой механики и др. Примечательно то, что все перечисленные фундаментальные свойства и законы больше никак и ничем не объясняются. Мы принимаем их как элементарные и выстраиваем на их основе картину мира. Подобный подход, по мнению Чалмерса, открывает новые возможности перед наукой, так как потребуется изучение фундаментальных законов, которые управляют сознанием. Эти законы также должны соединять сознание с остальными фундаментальными принципами — пространством, массой, временем и другими физическими процессами. Мы не знаем, что это за законы, но можно попробовать их найти.
Современная физика рассматривает Вселенную, в которой действуют фундаментальные силы природы
Вторая не менее радикальная и, пожалуй, безумная идея, о которой говорит Чалмерс это панпсихизм.
Теория о том, что сознание универсально и любая система в некоторой степени им обладает. Согласно этой теории, а лучше сказать гипотезе, сознанием обладают даже элементарные частицы и фотоны. Сама идея, разумеется, не в том, что электроны и фотоны интеллектуально развиты, а в том, что у этих частиц есть некое примитивное ощущение сознания. Несмотря на то, что эта идея кажется нам противоречащей здравому смыслу, людям из культур, которые рассматривают человеческий разум как единое целое с природой, теория панпсихизма видится вполне логичной.
Какая идея из вышеперечисленных кажется вам наиболее правдоподобной? Поделитесь своим мнением в комментариях и с участниками нашего Telegram-чата.
И все же, чтобы найти ответ на вопрос о том, что такое сознание, стоит обратить внимание на то, как проходила эволюция мозга. В конце концов, мы отправляем ракеты в космос и победили такие опасные болезни как оспа благодаря науке. Значит, рано или поздно, ученые смогут создать единую теорию сознания.
Как наука объясняет сознание?
Из-за того, что сознание зачастую рассматривалось в контексте религии, философии и когнитивной науки, ему уделялось недостаточно внимания с точки зрения эволюционных процессов. Возможно, именно по этой причине мы так мало знаем о том, как появилась адаптивная ценность знаний и когда. Но есть и хорошие новости — на эти вопросы может ответить новая теория, которая появилась около пяти лет назад.
Как пишет The Atlantic, теория схемы внимания (AST) предполагает, что сознание возникло, чтобы решить одну из фундаментальных проблем, стоящих перед любой нервной системой: вокруг слишком много информации и мозг попросту не может полностью ее обработать. Согласно этой теории, в ходе эволюции мозг вырабатывал все более сложные механизмы для глубокой обработки нескольких избранных сигналов за счет других, и в AST сознание является конечным результатом этой эволюционной последовательности. Если теория верна — а это только предстоит выяснить — сознание эволюционировало постепенно за последние полмиллиарда лет и присутствует у ряда видов позвоночных.
К тому же, AST не противоречит теории сознания Деннета.
Возможно, чтобы ответить на вопрос о том, что такое сознание, нужно посмотреть на вещи под другим углом
И все же, в вопросах сознания ученые продвинулись не так далеко, как нам бы хотелось. Тем не менее, среди огромного количества вопросов и неизвестных, мы можем выделить то, что нейробиологические исследования нам точно НЕ сообщат. Как пишет в своей книге “Биология добра и зла. Как наука объясняет наши поступки” Роберт Сапольски, нейробиология не должна доказывать очевидного, а для доказательства внутренних психических состояний и вовсе не требуется. Так, сегодня существует МРТ сканирование, благодаря которому ученые узнали, что ПТСР формируется при ограниченном поражении мозга, а мозг серийных убийц, о чем мы подробно рассказывали на нашем канале в Яндекс.Дзен, на физиологическом уровне отличается от мозга остальных людей. Однако наиболее важным, по мнению Сапольски, является то, что нейробиологию нельзя использовать для доказательства ощущений или мыслей, так как существует двойственность оценок.
Например, если человек совершил преступление, а потом ученые выяснили, что он сделал это потому, что почти все клетки его префронтальной коры, которая отвечает за контроль поведения, отмерли, это повлечет за собой биологические или органические объяснения происходящего.
Но как, в таком случае, нейробиологические исследования смогут лечь в основу пока еще не существующей единой теории сознания? Если внимательно присмотреться, то мы увидим, что сегодня наука в целом объясняет причины странного, агрессивного, сексуального и даже религиозного поведения. А с точки зрения нейробиологии мозг — и вовсе не то место, где зарождается поведение. Мозг — это точка сбора, где все факторы сходятся вместе и, собравшись единым фронтом, инициируют поведение. Может быть и сознание не стоит рассматривать отдельно от поведения или других процессов? Так, благодаря работам философов-когнитивистов, нейробиологов, биологов-эволюционистов и других ученых, сегодня у нас есть вводные данные, которые позволяют приблизиться к пониманию того, что представляет из себя сознание.
С научной точки зрения, разумеется.
Как развивалось сознание? — The Atlantic
Наука
Нейробиолог о том, как мы начали осознавать себя
Майкл Грациано Крис Хелгрен / Reuters
Сохраненные истории
С тех пор, как Чарльз Дарвин опубликовал На Происхождение видов в 1859 году, эволюция была великой объединяющей теорией биологии. Тем не менее, одна из наших самых важных биологических черт, сознание, редко изучается в контексте эволюции. Теории сознания исходят из религии, философии, когнитивной науки, но не столько из эволюционной биологии. Может быть, поэтому так мало теорий смогли ответить на такие основные вопросы, как: какова адаптивная ценность сознания? Когда он возник и у каких животных он есть?
Теория схемы внимания (AST), разработанная за последние пять лет, может дать ответы на эти вопросы. Теория предполагает, что сознание возникает как решение одной из самых фундаментальных проблем, стоящих перед любой нервной системой: постоянно поступает слишком много информации, чтобы ее можно было полностью обработать.
Мозг развивал все более сложные механизмы для глубокой обработки нескольких избранных сигналов за счет других, и в AST сознание является конечным результатом этой эволюционной последовательности. Если теория верна — а это еще предстоит определить, — то сознание развивалось постепенно в течение последних полумиллиарда лет и присутствует у целого ряда видов позвоночных.
Еще до появления центрального мозга нервные системы использовали простой вычислительный трюк: конкуренцию. Нейроны действуют как кандидаты на выборах, каждый кричит и пытается подавить своих собратьев. В любой момент только несколько нейронов побеждают в этой напряженной конкуренции, их сигналы возвышаются над шумом и влияют на поведение животного. Этот процесс называется избирательным усилением сигнала, и без него нервная система практически ничего не может.
Мы можем сделать хорошее предположение, когда селективное усиление сигнала впервые появилось в процессе эволюции, путем сравнения различных видов животных, что является распространенным методом в эволюционной биологии.
У гидры, маленького родственника медузы, возможно, самая простая известная нервная система — нервная сеть. Если куда-то ткнуть гидру, она дает обобщенный ответ. Он не показывает никаких признаков выборочной обработки одних ударов при стратегическом игнорировании других. Раскол между предками гидр и других животных, согласно генетическому анализу, мог произойти еще 700 миллионов лет назад. Избирательное усиление сигнала, вероятно, развилось после этого.
Глаз членистоногого, с другой стороны, имеет один из наиболее изученных примеров селективного усиления сигнала. Он обостряет сигналы, связанные с визуальными границами, и подавляет другие визуальные сигналы, создавая контурный набросок мира. Таким образом, избирательное усиление, вероятно, возникло где-то между гидрами и членистоногими — примерно между 700 и 600 миллионами лет назад, близко к началу сложной многоклеточной жизни. Избирательное усиление сигнала настолько примитивно, что даже не требует центрального мозга. Глаз, сеть сенсорных датчиков на теле и слуховая система могут иметь свои собственные локальные версии внимания, фокусируясь на нескольких избранных сигналах.
Следующим эволюционным достижением стал централизованный контроллер внимания, который мог координировать работу всех органов чувств. У многих животных этим центральным контроллером является область мозга, называемая тектумом. ( Tectum означает крыша на латыни, и он часто покрывает верхнюю часть мозга.) Он координирует нечто, называемое открытым вниманием, — направляет спутниковые тарелки глаз, ушей и носа на что-то важное.
Все позвоночные — рыбы, рептилии, птицы и млекопитающие — имеют тектум. Она есть даже у миног, и они появились так рано в эволюции, что у них даже нет нижней челюсти. Но, насколько известно, тектум отсутствует у всех беспозвоночных. Тот факт, что он есть у позвоночных, а у беспозвоночных отсутствует, позволяет нам ограничить его эволюцию. Согласно ископаемым и генетическим данным, позвоночные эволюционировали около 520 миллионов лет назад. Тектум и центральный контроль внимания, вероятно, развились примерно в то время, во время так называемого Кембрийского взрыва, когда позвоночные были крошечными извивающимися существами, конкурирующими с огромным количеством беспозвоночных в море.
Тектум — прекрасный образец инженерной мысли. Чтобы эффективно управлять головой и глазами, он строит нечто, называемое внутренней моделью, — функция, хорошо известная инженерам. Внутренняя модель — это симуляция, которая отслеживает все, что находится под контролем, и позволяет прогнозировать и планировать. Внутренняя модель тектума представляет собой набор информации, закодированной в сложной схеме активности нейронов. Эта информация имитирует текущее состояние глаз, головы и других основных частей тела, делая прогнозы о том, как эти части тела будут двигаться дальше, и о последствиях их движения. Например, если вы переместите глаза вправо, визуальный мир должен сместиться на вашей сетчатке влево предсказуемым образом. Тектум сравнивает прогнозируемые визуальные сигналы с фактическими визуальными входными данными, чтобы убедиться, что ваши движения идут по плану.
Эти вычисления необычайно сложны и, тем не менее, стоят дополнительной энергии для улучшения управления движением. У рыб и земноводных тектум является вершиной сложности и самой большой частью мозга. У лягушки довольно хорошая имитация самой себя.
В процессе эволюции рептилий около 350–300 миллионов лет назад начала формироваться новая структура мозга — вульст. Птицы унаследовали вульст от своих предков-рептилий. Млекопитающие тоже, но нашу версию обычно называют корой головного мозга, и она сильно расширилась. Это, безусловно, самая большая структура в человеческом мозгу. Иногда вы слышите, как люди называют рептильный мозг грубой, автоматической частью, оставшейся после удаления коры, но это неверно. Кора головного мозга происходит от рептилий, а рептилии, вероятно, умнее, чем мы думаем.
Кора похожа на модернизированный тектум. У нас еще есть тектум, погребенный под корой, и он выполняет те же функции, что и у рыб и амфибий. Если вы слышите внезапный звук или видите движение краем глаза, ваш тектум направляет ваш взгляд на него быстро и точно.
Кора также принимает сенсорные сигналы и координирует движения, но у нее более гибкий репертуар. В зависимости от контекста вы можете смотреть в сторону, отводить взгляд, издавать звук, танцевать или просто сохранять сенсорное событие в памяти на случай, если информация пригодится в будущем.
Самое важное различие между корой и тектумом может заключаться в том, какое внимание они контролируют. Тектум является мастером открытого внимания, направляя сенсорный аппарат на что-то важное. Кора повышает ставку с помощью так называемого скрытого внимания. Вам не нужно смотреть прямо на что-то, чтобы тайно обратить на это внимание. Даже если вы отвернулись от объекта, ваша кора все еще может сосредоточить на нем свои ресурсы обработки. Ученые иногда сравнивают скрытое внимание с прожектором. (Эта аналогия впервые была предложена генетиком Фрэнсисом Криком.) Ваша кора может переключать скрытое внимание с текста перед вами на человека поблизости, на звуки на заднем дворе, на мысль или воспоминание.
Скрытое внимание — это виртуальное перемещение глубокой обработки от одного объекта к другому.
Кора головного мозга должна контролировать это виртуальное движение, и поэтому, как любому эффективному контроллеру, ей нужна внутренняя модель. В отличие от тектума, который моделирует конкретные объекты, такие как глаза и голова, кора должна моделировать нечто гораздо более абстрактное. Согласно AST, он делает это путем построения схемы внимания — постоянно обновляемого набора информации, которая описывает, что скрытое внимание делает в каждый момент времени и каковы его последствия.
«Во мне есть что-то неосязаемое. Это не глазное яблоко, не голова и не рука. Он существует без субстанции…» Рассмотрим маловероятный мысленный эксперимент. Если бы вы могли каким-то образом присоединить внешний речевой механизм к крокодилу, и этот речевой механизм имел доступ к информации в этой схеме внимания в крокодиловых желаниях, этот технологичный крокодил мог бы сообщить: «У меня внутри что-то неосязаемое.
Это не глазное яблоко, не голова и не рука. Он существует без субстанции. Это мое ментальное владение вещами. Он перемещается от одного набора предметов к другому. Когда этот таинственный процесс во мне улавливает что-то, он позволяет мне понять, вспомнить и ответить».
Крокодил, конечно, ошибся. Скрытое внимание неосязаемо. У него есть физическая основа, но эта физическая основа лежит в микроскопических деталях нейронов, синапсов и сигналов. Мозгу нет необходимости знать эти детали. Таким образом, схема внимания стратегически расплывчата. Он изображает скрытое внимание физически бессвязным образом, как нефизическую сущность. А это, согласно теории, и есть происхождение сознания. Мы говорим, что у нас есть сознание, потому что глубоко в мозгу что-то довольно примитивное вычисляет это полумагическое самоописание. Увы, крокодилы не умеют толком разговаривать. Но в этой теории у них, вероятно, есть хотя бы простая форма схемы внимания.
Когда я думаю об эволюции, мне вспоминается знаменитая цитата Тедди Рузвельта: «Там, где ты есть, делай, что можешь, с тем, что имеешь».
Эволюция является мастером такого рода оппортунизма. Плавники становятся ногами. Жаберные дуги становятся челюстями. И модели себя становятся моделями других. В AST схема внимания сначала развивалась как модель собственного скрытого внимания. Но как только базовый механизм был создан, согласно теории, он был дополнительно адаптирован для моделирования состояний внимания других, чтобы обеспечить возможность социального предсказания. Мозг не только смог приписать сознание себе, он начал приписывать сознание другим.
Когда психологи изучают социальное познание, они часто сосредотачиваются на так называемой теории разума, способности понимать возможное содержание чужого разума. Некоторые из более сложных примеров ограничены людьми и обезьянами. Но эксперименты показывают, что собака может посмотреть на другую собаку и понять: «Знает ли она меня?» Вороны также демонстрируют впечатляющую теорию разума.
Если они прячут пищу, когда другая птица наблюдает, они будут ждать отсутствия другой птицы, а затем снова спрячут тот же кусок пищи, как будто они могут вычислить, что другая птица знает об одном укрытии, но не знает о другом. Если у млекопитающих и птиц присутствует базовая способность приписывать сознание другим, то она может иметь происхождение от их общего предка, рептилий. В эволюционной истории AST социальное познание начинает развиваться вскоре после того, как эволюционировали рептилии. Крокодилы могут быть не самыми социально сложными существами на земле, но они живут большими сообществами, заботятся о своих детенышах и могут быть верными, хотя и несколько опасными домашними животными.
Если AST верна, 300 миллионов лет эволюции рептилий, птиц и млекопитающих позволили модели себя и социальной модели развиваться в тандеме, при этом каждая из них влияет на другую. Мы понимаем других людей, проецируя себя на них. Но мы также понимаем себя, рассматривая то, как нас могут видеть другие люди.
Данные моей собственной лаборатории показывают, что корковые сети в человеческом мозгу, которые позволяют нам приписывать сознание другим, в значительной степени пересекаются с сетями, которые создают наше собственное ощущение сознания.
Язык — это, возможно, самый последний большой скачок в эволюции сознания. Никто не знает, когда впервые появился человеческий язык. Наверняка у нас это было к 70 тысячам лет назад, когда люди начали расселяться по миру, так как все рассредоточенные группы имеют сложный язык. Отношения между языком и сознанием часто обсуждаются, но мы можем быть уверены по крайней мере в следующем: как только мы разработаем язык, мы сможем говорить о сознании и обмениваться мнениями. Мы могли бы сказать вслух: «Я осознаю вещи. Как и она. Как и он. Как и эта чертова река, которая только что пыталась стереть с лица земли мою деревню.
Если ветер шелестит травой, а вы ошибочно принимаете его за льва, ничего страшного. Но если вам не удастся обнаружить настоящего льва, вас исключат из генофонда.
Возможно, отчасти из-за языка и культуры у людей есть склонность приписывать сознание всему, что нас окружает. Мы приписываем сознание героям рассказа, марионеткам и куклам, бурям, рекам, пустым местам, призракам и богам. Джастин Барретт назвал это устройством обнаружения гиперактивных агентов, или HADD. Одно из предположений состоит в том, что лучше перестраховаться, чем потом сожалеть. Если ветер шевелит траву, а вы ошибочно принимаете его за льва, ничего страшного. Но если вам не удастся обнаружить настоящего льва, вас исключат из генофонда. Однако для меня HADD выходит далеко за рамки обнаружения хищников. Это следствие нашей гиперсоциальной природы. Эволюция увеличила амплитуду нашей склонности моделировать других, и теперь мы в высшей степени настроены на состояния разума друг друга. Это дает нам наше адаптивное преимущество. Неизбежным побочным эффектом является обнаружение ложных срабатываний или призраков.
Итак, история эволюции вводит нас в курс дела, к человеческому сознанию — тому, что мы приписываем себе, другим и богатому духовному миру призраков и богов в пустых пространствах вокруг нас.
AST охватывает множество областей, от простых нервных систем до моделирования себя и других. Он обеспечивает общую основу для понимания сознания, его многочисленных адаптивных применений и его постепенной и непрерывной эволюции.
Когда появилось сознание? | Психология сегодня
Новая провокационная книга Артура Ребера утверждает, что бактерии обладают сознанием и что истоки разума находятся в простейших одноклеточных организмах, возникших миллиарды лет назад. Вот несколько альтернативных ответов на вопрос, когда началось сознание.
Гипотезы о происхождении сознания
- Сознание существовало всегда, потому что Бог сознателен и вечен.
- Сознание началось, когда образовалась Вселенная, около 13,7 миллиардов лет назад (панпсихизм).
- Сознание началось с одноклеточной жизни около 3,7 миллиарда лет назад (Ребер).
- Сознание началось с многоклеточных растений около 850 миллионов лет назад.
- Сознание появилось, когда у таких животных, как медузы, около 580 миллионов лет назад появились тысячи нейронов.
- Сознание появилось, когда около 560 миллионов лет назад у насекомых и рыб развился более крупный мозг с примерно миллионом нейронов (медоносные пчелы) или 10 миллионами нейронов (рыбки данио).
- Сознание появилось, когда у животных, таких как птицы и млекопитающие, около 200 миллионов лет назад развился гораздо более крупный мозг с сотнями миллионов нейронов.
- Сознание зародилось у людей, homo sapiens, около 200 000 лет назад.
- Сознание началось, когда человеческая культура стала продвинутой, около 3000 лет назад (Джулиан Джейнс).
- Сознание не существует, так как это просто научная ошибка (бихевиоризм) или «иллюзия пользователя» (Дэниел Деннетт).
Я думаю, что число 7 (сознание началось с млекопитающих и птиц) в настоящее время является наиболее правдоподобной гипотезой, но этот вопрос заслуживает изучения.
Как определить, что что-то находится в сознании?
За исключением вашего собственного самоанализа, сознание нельзя наблюдать напрямую, поэтому о нем можно сделать вывод только на основании имеющихся данных.
Эта форма вывода распространена в науке и повседневной жизни — например, когда ученые принимают существование ненаблюдаемых сущностей, таких как Большой взрыв, электроны, взаимодействия и гены, потому что они дают лучшее объяснение, чем альтернативные гипотезы, основанные на весь спектр имеющихся доказательств.
Откуда вы знаете, что вы в сознании? Одним из доказательств является то, что вы чувствуете, что находитесь в сознании, но это может быть ошибкой, как утверждают бихевиористы и некоторые философы. К счастью, есть дополнительные доказательства того, что вы в сознании, в том числе ваши словесные отчеты о сознательном опыте и ваше сложное поведение, например, связанное с болью, эмоциями и образами, которое можно объяснить наличием у вас этих сознательных переживаний.
Более того, начинают появляться более глубокие неврологические объяснения того, как сознание возникает в результате взаимодействия многочисленных областей мозга. Таким образом, вывод о наилучшем объяснении поддерживает гипотезу о том, что вы сознательны, как превосходящую альтернативную гипотезу о том, что вы только действуйте так, как будто вы в сознании.
Та же форма рассуждений поддерживает вывод о том, что другие люди также обладают сознанием. У вас нет прямого доступа к опыту других, но вы можете наблюдать за их поведением, связанным с болью, эмоциями и воображением, и вы можете слышать их отчеты о сознательном опыте. Более того, структуры и процессы мозга у других людей очень похожи на ваши.
Альтернативные объяснения, например, что другие люди — зомби без сознания, не имеют под собой никаких доказательств. Следовательно, вполне вероятно, что другие люди обладают таким же сознанием, как и вы. Это не просто слабый аргумент по аналогии, а вывод к наилучшему объяснению, опирающемуся на то, что доказательства и объяснения для сознания других людей почти так же убедительны, как и доводы для себя.
Доказательства существования сознания у нечеловеческих животных слабее, потому что они не могут сообщать о своем сознательном опыте. В предыдущем сообщении в блоге я провел дискуссию о том, есть ли у животных эмоции, что сложно, потому что существуют альтернативные объяснения того, почему у животных, таких как кошки и собаки, есть эмоции.
Может быть, их кажущееся счастье — это просто поведение, связанное с вознаграждением, а может быть, их кажущийся страх — просто поведение, связанное с угрозой.
Однако, как я сообщу в следующем блоге, я убедился, что горе широко распространено среди млекопитающих, таких как слоны, шимпанзе и собаки, действия которых слишком сложны, чтобы их можно было объяснить простыми поведенческими объяснениями. Поэтому я теперь думаю, что лучшее объяснение поведения млекопитающих, связанного с болью, удовольствием и сложными эмоциями, состоит в том, что у них есть сознательный опыт. Те же аргументы применимы к птицам с большим мозгом, таким как вороны и попугаи, которые способны решать сложные проблемы и учиться.
Доказательств становится намного меньше, если вы перейдете к животным с меньшим мозгом, таким как пчелы и рыбы. Медоносные пчелы действительно демонстрируют поведение, связанное с вознаграждением, а рыбы демонстрируют поведение, связанное с болью, но совсем не ясно, требует ли это объяснения, основанного на сознательном опыте.
В лучшем случае мы можем поставить вопросительный знак рядом с гипотезой номер 6.
Точно так же более простые животные, такие как медузы и даже растения, могут демонстрировать поведение, такое как восприятие, реакция на сенсорные входы и подачу сигналов в ответ на влияние окружающей среды, но есть и простые , стимул-ответные объяснения того, что они делали, не требующие приписывания сознания.
Бактерии
Так почему же Ребер считает, что бактерии обладают сознанием? Он правильно отмечает, что одноклеточные организмы обладают мощными способами восприятия окружающей среды для обнаружения источников пищи и токсичности. Более того, бактерии живут в биопленках большого числа особей, которые общаются друг с другом, выделяя химические вещества, передающие важную экологическую информацию о пище и токсинах. Бактерии способны перемещаться индивидуально и коллективно, приближаясь к пище и удаляясь от токсических веществ. Возможно, восприятие, реакция, общение и движение лучше всего объясняются гипотезой о том, что бактерии обладают некоторой степенью сознания.
Но машины также способны ощущать, реагировать, общаться и двигаться — например, беспилотные автомобили, разрабатываемые Google, Uber, General Motors и другими компаниями. Ребер считает, что такие машины не только в настоящее время не обладают сознанием, но и что они никогда не могут быть сознательными, потому что он принимает дискредитированный мысленный эксперимент Джона Серла о том, что искусственный интеллект невозможен, поскольку символы, используемые машинами, по своей сути бессмысленны. Десять лет назад мы с Кристофером Паризьеном утверждали, что беспилотные автомобили способны к семантике так же, как и человеческий мозг, посредством взаимодействия с миром и изучения его. Таким образом, машины, взаимодействующие с миром, могут иметь осмысленные представления, даже если у них еще нет сознания.
Инженеры точно знают, как работают беспилотные автомобили, потому что они построили их, и могут объяснить их работу, не вызывая сознания. Беспилотные автомобили не демонстрируют поведения, такого как боль, эмоции и образы, которые сознание помогает объяснить у птиц и млекопитающих.
Самоуправляемые автомобили и даже термостаты опровергают утверждение Ребера о том, что когда событие ощущается, оно ощущается.
Еще одна странность точки зрения Ребера заключается в том, что он считает, что растения, которые произошли от одноклеточных организмов, лишены сознания, хотя они способны ощущать, реагировать, подавать сигналы другим растениям и переориентироваться на солнце.
Основные причины, по которым Ребер приписывает сознание одноклеточным организмам, не в том, что это обеспечивает лучшее объяснение имеющихся данных, а скорее в том, что это приписывание решает философские проблемы. Он считает, что его теория клеточной основы сознания дает наиболее правдоподобный ответ на проблему возникновения. Сознание — это свойство объектов, сильно отличающееся от простых свойств, таких как состоять из атомов и молекул или даже возбуждения нейронов; таким образом, все гипотезы 2-9сталкиваются с проблемой выяснения того, как сознание стало свойством целых, когда оно не является свойством их частей или простой совокупностью свойств их частей.
К счастью, существуют новые теории того, как сознание могло возникнуть как свойство большого числа отдельных нейронов, даже если оно не является свойством отдельных нейронов. Станислас Деэне считает, что эмерджентность возникает в результате передачи информации через области мозга, в то время как я утверждаю в своей новой книге 9.0015 Мозг-Разум
Обе эти гипотезы о возникновении сознания в больших мозгах имеют то преимущество, что они приписывают сознание только тем организмам, для которых есть данные, касающиеся боли, эмоций и образов. У нас нет оснований приписывать боль, эмоции или образы бактериям, поэтому приписывание сознания излишне.
Другая философская причина, которую Ребер приводит для своей клеточной основы сознания, заключается в том, что она обеспечивает решение философской «сложной проблемы» сознания: есть нечто, на что похоже быть сознательным.
Но точка зрения Ребера не лучше других объясняет чувственные аспекты сознания, с которыми лучше справиться, разбив проблему на конкретные аспекты боли и конкретные аспекты эмоций. Не вдаваясь в неопределенность того, «на что это похоже», определенные аспекты сознательного переживания эмоций и образов могут быть объяснены нейронами, как я показываю в 9.0015 Мозг-Разум
Таким образом, теория Ребера о клеточной основе сознания мало помогает в решении философских проблем возникновения и опыта. Учитывая его оценку научных данных, он должен быть в состоянии признать, что доказательства наличия сознания у одноклеточных организмов намного хуже, чем доказательства наличия сознания у беспилотных автомобилей, которые уже демонстрируют гораздо более сложные ощущения, реакции, движения и действия. общаются, чем бактерии. Более того, развиваются альтернативные гипотезы о том, как сознание возникает в результате сложных операций большого мозга, способного представлять мир, узнавать о нем, представлять представления и общаться с другими мозгами.