نظریۀ جدید در خصوص چگونگی شکل گیری آگاهی در مغز

بیگ بنگ: مسئله ای که برای قرن ها فلاسفه و برای دهه ها دانشمندان را به خود مشغول کرده این است: آگاهی چطور پدید آمده است؟ دست کم آنچه در درونمان می دانیم این است که آگاهی وجود دارد، اما مسئله این است که چطور از مجموعه ی فعل و انفعالات شیمیایی و جریان الکتریکی در مغز ما پدیدار می گردد؟

hcp_tracts-2-b-720x582به گزارش بیگ بنگ، کریستوف کوخ، نوروساینتیست و سرپرست ارشد علمی موسسه آلن (انستیتوی دانش مغز) در پی پاسخ به این سوال است. بنا به نظر کوخ آگاهی از هر مجموعه ی پردازش اطلاعات که به اندازه ی کافی پیچیده باشد حاصل می شود. تمامی جانوران از انسان ها تا کرم های خاکی همگی آگاه هستند. حتی اینترنت هم می تواند آگاه باشد. این همانگونه است که گیتی رفتار می کند. ” بار منفی الکتریکی الکترون بیشتر از خصوصیات بنیادی بر نمی خیزد، بلکه بخشی از مفهوم آن است. بدین ترتیب بحث من این است که ما در جهان فضا، زمان، جرم، انرژی و آگاهی که حاصل سیستم های پیچیده است زندگی می کنیم”. چیزی که کوخ در پی آن است یک برداشت علمی از نسخه ی تاریخی فلسفی قاعده ای به «پنسایکیسم» (panpsychism) است که در آن ذهن یک ویژگی بنیادین جهان است و اگر از سوی شخص دیگری مطرح می شد بیشتر جنبه ی ماورایی پیدا می کرد تا علمی. با این حال کوخ سه دهه ی اخیر را صرف مطالعه ی اساس ِ عصب شناختی آگاهی کرده است. کارهای کوخ در انیستیتوی آلن حالا او را در خط مقدم طرح ابتکار مغزی قرار داده، تلاش گسترده ی جدیدی برای درک اینکه مغز چگونه کار می کند که سال آینده آغاز خواهد شد. در زیر گفتگوی سایت وایرد را با کوخ می خوانید:

آگاهی و هوشیاری دقیقا چیست؟

هوشیاری من حقیقتی غیر قابل انکار است. اصول علمی مانند فیزیک فقط می توانند به شیوه ای غیر مستقیم استنتاج شوند اما تنها چیزی که من به طور قطع مطمئنم این است که من هوشیارم.ممکن است ندانیم خواستگاه هوشیاری کجاست اما در وجود آن شبهه ای نیست. از طرفی دیگر از نظر زیست شناسی همه ی حیوانات دارای فیزیولوژی پیچیده ای هستند و این صرفا مختص انسان نیست و در سطح یک ذره از ماده ی مغز هیچ چیز استثنایی در مورد مغز انسانها وجود ندارد. تنها متخصصین، آن هم زیر میکروسکوپ می توانند تشخیص دهند که تکه ای از مغز متعلق به انسان است یا موش و یا میمون.

جانوران هم رفتار پیچیده ای دارند، حتی زنبورهای عسل چهره های خاص را تشخیص می دهند و با رقص قرقره ای(Waggle Dance) – رقصی است که در آن زنبور به دیگر همنوعان خود منبع غذایی را با اعلام مسافت و زاویه نسبت به خورشید معرفی می‌کند.- کیفیت و موقعیت منابع غذایی را اعلام می کنند و به کمک نشانه های ذخیره شده در حافظه ی کوتاه مدتشان مارپیچ های پیچیده را طی می کنند. اگر رایحه ای را به درون کندوی زنبورها بدمید آنها به محلی که پیش تر با این عطر مواجه شده بودند باز خواهند گشت. این همان حافظه ی تداعی است. توضیح ساده ی آن این است که آگاهی به تمامی این موجودات بسط می یابد که این یک ویژگی اصلی ماده ای با ساختارهای سازمان یافته مانند مغز است.

این بسیار مبهم است. هوشیاری چگونه پدید می آید؟ چگونه کیفیتش را مشخص می کنید؟

جیولیو تونونی در دانشگاه ویسکانسین از تئوری اطلاعات یک پارچه بهره می گیرد که به هر مغزی یا هر سیستم پیچیده ای یک عدد یونانی Φ اختصاص می دهد که گویای این است که یک سیستم، تا چه اندازه یکپارچه است و چقدر چیزی بیشتر از اجتماع ِ اجزایش است. Φ اطلاعاتی نظری از اندازه ی آگاهی به شما می دهد. هر سیستمی که اطلاعات یکپارچه ی غیر صفر داشته باشد آگاه باشد.

تصویری از کریستوف کوخ

تصویری از کریستوف کوخ

می دانیم که اکوسیستم ها به هم پیوسته اند آیا می توان گفت که یک جنگل آگاه است؟

در مورد سیستمی مثل مغز یک سلول عصبی انفرادی آگاه نیست بلکه تمام ِ آن مجموعه آگاه است. برای هر اکوسیستم پرسشی که مطرح است این است که چه اندازه تک تک اعضا مانند درختان در جنگل در مقایسه با تعامالات عِلی بینشان با یکدیگر یکپارچه هستند. فیلسوف برجسته جان سرل در مقاله ی آگاهی، پرسشی را مطرح می کند که “چرا نمی گوییم آمریکا آگاه و هوشیار است؟” به هر حال ۳۰۰ میلیون آمریکایی به شکلی بسیار پیچیده با یکدیگر تعامل دارند. پس چرا آگاهی را نمی توان به کل آمریکا بسط داد؟ به این دلیل که تئوری اطلاعات یکپارچه ادعا می کند که آگاهی یک بیشینه ی نسبی است. برای مثال من و شما: در حال حاضر در حال تعامل هستیم اما این تعامل بسیار کمتر از تعاملات سلول های مغزی با یکدیگر است. در حالی که من و شما به صورت مجزا هوشیار هستیم هیچ ذهن فراتری نیست که ما را در یک نهاد واحد جمع کند. این برای اکوسیستم ها نیز صدق می کند. در هر مورد مسئله ی درجه و گستردگی تعاملات علی میان اجزای سازنده ی سیستم مطرح است.

اینترنت هم یکپارچه است. آیا می توان آن را آگاه تلقی کرد؟

بسیار سخت است که اکنون در مورد این موضوع اظهار نظر شود. اما این را در نظر بگیرید که اینترنت شامل ۱۰ میلیارد کامپیوتر است که هر کامپیوتر خودش چند میلیارد ترانزیستور در پردازنده اش دارد. پس می توان گفت اینترنت حداقل شامل ۱۹^۱۰ ترانزیستور است که در مقایسه با حدود ۱۰۰۰ تریلیون سیناپس های مغز انسان، تعداد ترانزیستورها ۱۰ هزار بار بیشتر از تعداد سیناپس ها است. اما آیا اینترنت از مغز انسان پیچیده تر است؟ این به درجه ی یکپارچگی اینترنتی بستگی دارد. آنها به طور دائم متصل نیستند اما به سرعت از یکی به دیگری تغییر می کنند. به عنوان مثال مغزهای ما به طور پیوسته مرتبط هستند. در مورد اینترنت کامپیوترها به صورت راه گزینی بسته کوچک(Packet-Switching)  عمل می کنند. اما بنا بر نسخه ی من از پنسایکیسم اینترنت به نوعی آگاه به نظر می رسد و اگر اینترنت قطع شود در اساس حسی دورتر از آن نیست که من در یک خواب عمیق تجربه می کنم.

اینترنت یک طرف، چه ویژگی مشترکی بین انسان ها و جانوران در آگاهی وجود دارد؟ آیا ویزگی مشخصی هست که یکسان باشد؟

این به دامنه ی درک حسی ما و اتصالات درونی بستگی دارد. در مورد موش ها به سادگی می توان گفت که آنها دارای قشر مغزی مشابه ما هستند اما قشر پیش پیشانی پیشرفته ای ندارند لذا احتمالا از خودآگاهی برخوردار نیستند یا نمادها را مانند ما درک نمی کنند اما مانند ما انسان ها می بینند و می شنوند.

آیا فقدان خود آگاهی به این معنا است که یک جاندار درکی از خودش ندارد؟

بسیاری از پستانداران من جمله سگها از آزمون بازشناسی خودشان در آینه سربلند بیرون نمی آیند. اما من گمان می کنم که سگ ها فرمی بویایی از بازشناسی خود دارند. اگر توجه کرده باشید سگ ها مدفوع سگهای دیگر را بو می کشند اما در مورد مدفوع خودشان این اتفاق به ندرت رخ می دهد. اما من گمان می کنم که سگ ها فرمی بویایی از بازشناسی خود دارند. بنابراین احتمالا آنها حسی از بوی خودشان دارند، یک فرم ابتدایی از خود آگاهی. در حال حاضر من هیچ شواهدی ندارم که نشان دهد که یک سگ جلوی آینه بنشیند و بازتاب خودش را درک کند، اما با این حال سگ ها می توانند ببینند، بو بکشند، صداها را بشنوند و خوشحالی و شادی را مانند بچه ها و بزرگسالان تجربه کنند. خود آگاهی پدیده ای است که انسان ها بیش از سایر جانوران دارند هر چند ایپ ها(Apes) تا حدی آن را دارند. ما یک قشر پیش قدامی بسیار پیشرفته داریم که می توانیم با آن تعمق کنیم.

یک موجود چطور می تواند بدون خود آگاهی خوشحال باشد؟

هنگامی که من مشغول بالا رفتن از کوه یا یک دیوار هستم ندای درونی من کاملا خاموش است و در عوض من نسبت به دنیای اطرافم بیش از حد هوشیار و آگاه هستم. در آن لحظه من زیاد نگران منازعات با همسرم یا اظهار نامه های مالیاتیم نیستم. من نمی توانم در خود درونیم گم شوم. این در حالتی که با سرعت زیاد مشغول دوچرخه سواری هستم نیز رخ می دهد. من هیچ حسی از خود در آن موقعیت ندارم و به طور قطع این حس کاهش می یابد و من می توانم خوشحال باشم.

shutterstock_218492551من شنیده ام که شما تا حد امکان حتی حشرات را هم نمی کشید. چگونه اعتقادتان به هوشیاری و آگاهی جانوران را با شیوه ای که در آزمایش ها از آنها استفاده می شود وفق می دهید؟

دو چیز را باید مد نظر قرار داد. اول اینکه حیوانات بسیار بیشتری هستند که هر روز در مک دونالد خورده می شوند. تعداد حیواناتی که در تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرند بسیار محدود تر از آنهایی است که برای خوراک قربانی می شوند. ما به تحقیقات بنیادی در مورد مغز نیاز داریم تا مکانیسم های آن را درک کنیم. پدر من در اثر پارکینسون فوت کرد و یکی از دخترانم از سندروم مرگ ناگهانی نوزاد. برای جلوگیری از این امراض ما نیاز داریم تا مغز را بشناسیم و فکر می کنم این تنها توجیه برای تحقیقات حیوانی می تواند باشد که در دراز مدت منجر به کاهش رنج همگی ما خواهد شد اما در کوتاه مدت باید آن را به گونه ای انجام داد که با دانش به اینکه آنها موجوداتی هوشیار هستند درد و رنج آنها را تا حد ممکن کاهش داد.

به تئوری برگردیم. آیا نسخه پنسایکیسم حقیقتا علمی است یا متافیزیکی؟ چگونه می توان آن را مورد آزمایش قرار داد؟

در اصل به همه ی روش ها می توان. یک مفهوم این است که شما می توانید دو نوع سیستم بسازید که هر کدام ورودی و خروجی یکسان داشته باشند. اما یکی از آنها بدلیل ساختار داخلیش اطلاعات یکپارچه دارد. یک سیستم هوشیار خواهد بود و دیگری خیر. این رفتار ورودی-خروجی نیست که یک سیستم را آگاه می سازد بلکه اتصالات داخلی آن تعیین کننده است. این تئوری همچنین بیان می کند که می توان سیستم های ساده ای داشت که آگاه هستند و همچنین سیستم های پیچیده ای که فاقد آگاهی اند. مخچه با وجود پیچیدگی به دلیل عدم یکپارچگی هوشیار نیست. از لحاظ تئوری باید بتوان آن را محاسبه کرد و دید آیا درست است یا نه اما در حال حاضر نمی توانیم این کار را انجام دهیم.

جزییات بسیار زیادی هستند که هنوز آنها را نمی دانیم. تصویربرداری از مغز انسان بسیار خام است و ما را به سطوح بنیادی نمی رساند. سوالی که بسیار برای من به عنوان یک دانشمند موضوعیت دارد این است که من امروز چگونه می توانم این تئوری را رد کنم، که بسیار سخت تر است.گروه تونونی دستگاهی ساخته است که مغز را آشفته می سازد و تشخیص می دهد که بیماران با آسیب های مغزی شدید تا چه اندازه واقعا ناآگاه و یا درد و رنج را حس می کنند اما قادر به ارتباط با عزیزانشان نیستند. ممکن است تئوری های دیگر هوشیاری با این واقعیت ها سازگار باشد.

من هنوز نمی توانم این حس را دنبال کنم که هوشیاری به طور قطع برخاسته از اطلاعات یکپارچه است.

اگر در مورد توضیح هر چیزی بخواهیم فکر کنیم تا چه نقطه ای می توان عقب رفت؟ ما با این موضوع در فیزیک مواجه هستیم. مکانیک کوانتوم را در نظر بگیرید. این تئوری بهترین توصیف را از جهان میکروسکوپی را ارائه می دهد. فیزیک کوانتوم به ما اجازه می دهد MRI و دیگر ابزارهای مفید را بسازیم. اما آیا می توانیم توضیح دهیم چرا مکانیک کوانتوم وجود دارد؟ به گونه ای مطلق به نظر می رسد. آیا می توانیم جهانی را بدون آن تصور کنیم؟ جهانی که ثابت پلانک مقدار متفاوتی دارد! در آخر به نظر می رسد نقطه ای وجود دارد که از آن عقب تر رفتن ممکن نیست. تنها می توان گفت در جهانی زندگی می کنیم که به دلایلی که نمی دانیم فیزیک کوانتوم توضیح حاکم بر آن است.

به همین قیاس، آگاهی هم خصوصیتی بنیادی در کیهان است. ما در جهانی زندگی می کنیم که ذرات سازمان یافته ی ماده موجب پدیدار شدن آگاهی می شود. و با آن می توانیم انواع چیزهای جالب را استخراج کنیم: پاسخ به اینکه یک کودک یا جنین چه موقع آگاه و هوشیار می شود؟ آیا یک بیمار آسیب دیده ی مغزی هوشیار است یا نه. آسیب شناسی آگاهی در بیماران شیزوفرنی یا آگاهی در جانوران و بیشتر افراد خواهند گفت این یک توضیح خوب است.

ترجمه: پوریا اکبری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: wired.com

image_pdfimage_print
(25 نفر , میانگین : 4٫72 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=58166
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۵ پاسخ‌ها

  1. حسین گفت:

    وقتی به صفحه نمایش کامپیوترم نگاه می کنم و این مطلب را می خوانم فقط نتیجه بسیاری از محاسبات و الگوریتم ها را می بینم و این قضیه هم به همین شکل است و انسان ها فقط نتیجه بسیاری از روابط پیچیده هستی را می بینند و می خواهد که در مورد آن قضاوت کند. مانند این است که پیکسل های صفحه نمایش بخواهند در مورد شناخت پردازنده و حافظه و دیگر قطعات سخت افزاری و از آن هم بالاتر در مورد ساختار اینترنت و غیره نتیجه گیری کنند و به نظرم اگر کسی در این مورد نتیجه گیری می کند و ادعای شناخت چنین روابطی را حتی به صورت کلی و بسیار ضعیف دارد باید بتواند که به صورت جزئی و بسیار ابتدایی و حتی با نقص زیاد آن را در سیستم های کامپیوتری پیاده سازی کند.

  2. Mhd گفت:

    نظریه جالبیست پس با این حساب میتوان حتی یک سنگ را نیز صاحب نوعی آگاهی دانست زیرا همبستگی بین اتمهای آن و رد و بدل کردن اطلاعات کوانتومی بین تک تک الکترونها و اتمهای آن که موجب پایداری کل این ساختار بلوری شکل میشود تداعی گر یک چنین سیستمی است و اصلا میتوان طبق این نظریه کل کیهان را یک من واحد در نظر گرفت که صاحب نوعی شعور و آگاهی است. در کل نظریه جذابی است ولی به نظر نمیرسد بتواند خواص ذهن بشر را به طور کامل توضیح دهد .

  3. بهنام طیبی گفت:

    اگه خوداگاهی مستقل از مغز باشه چی؟؟؟؟؟؟؟

  4. حریریان گفت:

    من بعید میدانم بتوان آگاهی را مستقل از مغز درنظر گرفت چون خود ما هر دو حالت آگاهی و نا آگاهی را تجربه کرده ایم. ما به تمام فعالیتهای مغزمان آگاهی نداریم و آیا میتوان کسی را بدون مغز آگاه در نظر گرفت؟

    • بهنام طیبی گفت:

      درود برشما
      البته فعلا خوداگاهی ناشناخته است.یعنی تعریف دقیقی که بشه بفهمیم بعد مادی یا غیر مادی مشخص نیست.
      نکش تگمارک میگه خود اگاهی بعد فیزیکی و مادی داره
      ادوارد ویتن میگه خودآگاهی همیشه یک راز باقی خواهد ماند.
      جان سرل و دیوید چالمرز و دنیا دمت و کریستوفر کخ هم از دید فیزیکی میبینن خودآگاهی.
      ولی به نظر من ما قادر نیستم هیچ تعریف قانع کننده ای بیان کنیم درباره خوداگاهی.
      باتشکر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *