چرا دانشمندان، هنوز نتوانسته اند معمای هوشیاری و آگاهی را حل کنند؟

 "کریستف کخ" عصب شناس در سال ۱۹۹۸ میلادی در کنفرانس انجمن مطالعات علمی درباره آگاهی با "دیوید چالمرز" فیلسوف بر سر یک موضوع شرط بندی کرد: این که سال ۲۰۲۳ میلادی علم قادر خواهد بود توضیح دهد که چگونه در هم تنیدگی نورون‌های مغز باعث  پدیده‌ای می‌شود که ما آن را "آگاهی" یا "هوشیاری" می‌نامیم.

به گزارش وُکس، کخ استاد زیست شناسی شناختی بود که به شکل شایان توجهی به مطالعه مکانیکی همبستگی‌های عصبی آگاهی کمک کرد که رابطه بین فعالیت مغز و تجربیات ذهنی را ترسیم می‌کند. او معتقد بود که هوشیاری اساسا قابل اندازه گیری است و در این باره که علم چگونگی پیدایش آن را در مغز تشخیص دهد صرفا موضوعِ زمان، مطرح است.

چالمرز هم فیلسوف و هم دانشمند شناختی بود که نسبت به این که علم بتواند پل‌های توضیحی بین همبستگی‌های عصبی در مغز و تجربه ذهنی آگاهی ایجاد کند تردید داشت. معروف است که او آگاهی را "مسئله سخت" نامید و به اعتقادش این موضوع به اندازه‌ای چالش برانگیز بود که توضیحی در مورد آگاهی دست کم برای ۲۵ سال در دسترس نخواهد بود.

در بیست و ششمین کنفرانس پیرامون مطالعات علمی درباره آگاهی که اواخر هفته گذشته برگزار شد ۲۵ سال از شرط بندی اولیه آن دانشمند و فیلسوف با یکدیگر گذشته بود. نتیجه مشخص بود: کخ شرط بندی را باخته بود. علیرغم سال‌ها تلاش علمی، زمانی که علم آگاهی از حاشیه به یک حوزه مطالعاتی اصلی، معتبر و حتی هیجان انگیز تبدیل شد هنوز نمی‌توانیم بگوییم که چگونه یا چرا تجربه آگاهی به وجود می‌آید.

بیشتر بخوانید: پایان شرط بندی 25 ساله بر سر منشاء «آگاهی»/ یک- صفر به نفع فیلسوف!

گالیله ۴۰۰ سال پیش آگاهی را از علم جدا کرد

علیرغم آن که علم غرب درباره آگاهی تنها در چند دهه گذشته به یک حوزه معتبر تبدیل شده است بخشی از دلایلی که سبب شده پاسخ‌ها تا این حد دست نیافتنی باقی بمانند ممکن است در ساختار عمیق تحقیق علمیِ خود مدفون باشد و این به دهه ۱۶۰۰ باز می‌گردد.

گالیله ستاره شناس ایتالیایی به طول معمول با ابداع روش علمی شناخته می‌شود. همان گونه که "فیلیپ گاف" فیلسوف در کتاب خود تحت عنوان "خطای گالیله" (چاپ شده در سال ۲۰۱۹ میلادی) نقل می‌کند گالیله به منظور رسمی کردن مطالعه کیفیت‌های عینی مانند اندازه، شکل، مکان و حرکت حوزه مبهم تجارب آگاهانه را کنار گذاشت.

تلاش علمی مدرنی که او به ایجاد آن کمک کرد مطالعه جهان است که گالیله آن را روح می‌نامد و آن چه را که ما امروز می‌توانیم کیفیت‌های حسی بنامیم یعنی احساس آگاهی. روش علمی می‌تواند فعالیت الکتریکی را که هنگام پریدن به درون دریاچه‌ای یخ زده در مغز جرقه می‌زند توضیح دهد، اما نمی‌تواند توضیح دهد که چرا یک تجربه ذهنی از نشاط با آن همراه است.

گاف می‌نویسد: "خطای گالیله این بود که ما را به نظریه‌ای از طبیعت متعهد ساخت که مستلزم آن بود که آگاهی اساسا و به طور اجتناب ناپذیری مرموز است".

به عبارت دیگر، روش علمی گالیله مستلزم جداسازی مطالعه آگاهی بود به همین دلیل است که شاید تعجب آور نباشد که حتی قرن‌ها بعد وارثان روش او هنوز برای توضیح آن تلاش می‌کنند.

راه‌های جدید در علم آگاهی

با گذشت سال‌ها چالمرز و کخ شرط بندی خود را فراموش کردند، اما در سال ۲۰۱۸ میلادی "پِر اسناپرود" روزنامه نگار علمی آن را دوباره مورد توجه قرار داد. چند سال بعد به عنوان بخشی از یک پروژه ۲۰ میلیون دلاری با حمایت بنیاد خیریه تمپلتون مجموعه‌ای از "آزمایش‌های رقیب" طراحی شد تا نظریه‌های آگاهی را در مقابل یکدیگر قرار دهد از جمله نظریه فضای کار جهانی* (GWT) و نظریه اطلاعات یکپارچه* (IIT).

نظریه فضای کار جهانی آگاهی را به مثابه یک تئاتر قلمداد می‌کند: مغز توسط انبوهی از جریان‌های اطلاعات محلی پر شده است، اما تنها از چیزی که برای کل جمعیت بر روی صحنه در حال اجراست آگاه می‌شود. در نظریه اطلاعات یکپارچه آگاهی با درجه‌ای که با کاراکتر یونانی فی (Φ) نشان داده می‌شود شناسایی شده است. طبق این نظریه هر چه فی بیش‌تر باشد آگاهی بیش‌تر است.

یافته‌های اولیه تحت حمایت تمپلتون که این دو نظریه را با یکدیگر مقایسه کرده بود در کنفرانس اخیر انجمن علم آگاهی ارائه شد و در نهایت برای نتیجه گیری پیرامون شرط بندی میان کخ و چالمرز مورد استفاده قرار گرفت. شش آزمایشگاه مستقل از پروتکل مشترکی پیروی کردند که برای آزمایش این که هر نظریه تا چه اندازه می‌تواند فعالیت مغز را پیش بینی کند طراحی شده بود.

در نهایت آزمایش نظریه اطلاعات یکپارچه، بهتر از نظریه فضای کار جهانی عمل کرده بود. با این وجود، هیچ یک از دو نظریه مذکور پیش بینی کاملا دقیقی را انجام ندادند. این عدم اطمینان کافی بود تا چالمرز پیروز شود در حالی که باعث شد تا محققان در مقابل این چالش قرار گیرند که نظریه‌ها را به روزرسانی کرده یا به طور کلی نظریه‌های تازه‌ای را مدنظر قرار دهند.

راه حل ترجیحی گاف این است که آگاهی را از طریق یک نسخه سکولار پان روان گرایی به درک ما از طبیعت بازگرداند این نظریه که آگاهی عنصر اساسی و همه جا حاضر جهان فیزیکی است. در این دیدگاه علوم فیزیکی از منظر گالیله ماده را از بیرون توصیف می‌کند. آگاهی نیز یک ویژگی ماده است، اما ماده به صورتی که از درون تجربه می‌شود.

سیستم‌ها برای زنده ماندن تلاش می‌کنند این که تفاوت بین انتظارات خود و ورودی‌های حسی دریافتی را به حداقل برسانند

در همین حال، "کارل فریستون" پراستنادترین عصب شناس زنده جهان ایده‌ای به نام اصل انرژی آزاد را مطرح کرده است. فارغ از ریاضیات او نشان می‌دهد که رفتار تمام سیستم‌های زنده از یک اصل پیروی می‌کند: سیستم‌ها برای زنده ماندن تلاش می‌کنند این که تفاوت بین انتظارات خود و ورودی‌های حسی دریافتی را به حداقل برسانند. (از دیگر اصطلاحات مربوط به این تفاوت می‌توان به غافلگیری و انرژی آزاد اشاره کرد).

در این مدل، مغز انسان با تولید مدل‌های داخلی دنیای خارج را پیش بینی می‌کند و غافلگیری را به حداقل می‌رساند. در اینجا آگاهی اساسا تجربه یک مدل مولد درونی است که برای تصور حالاتی از جهان می‌باشد که هنوز اتفاق نیفتاده است.

فرآیندی که مغز‌ها از طریق آن این مدل‌های داخلی را تولید می‌کنند نظریه‌ای دارد که به عنوان پردازش پیش‌بینی شناخته می‌شود که شاید بیشتر با "اندری کلارک" فیلسوف مرتبط باشد. برای درک این ایده به آن چه در طول یک رویا اتفاق می‌افتد فکر کنید. شما در رختخواب دراز کشیده اید و چشمان تان در یک اتاق تاریک بسته و کاملا بی حرکت است.

با این وجود، مغز شما در حال تولید یک دنیای رویایی درونی غنی است که کاملا قانع کننده می‌باشد. پردازش پیش بینی کننده ادعا می‌کند که همین اتفاق در حین هوشیاری در بیداری با چند اخطار رخ می‌دهد. به عبارت دیگر، نوع دنیایی که در بیداری تجربه می‌کنید اساسا همان دنیایی است که در خواب تجربه می‌کنید: یک توهم. تفاوت این است که مغز ما دائما توهمات بیداری ما را با ورودی حسی که از بیرون دریافت می‌کند مقایسه کرده و رویای بیداری را به دقت تنظیم می‌کند تا آن را مطابق با آن چه که داده‌های حسی دریافتی نشان می‌دهد فراتر از آنچه در جمجمه ما می‌گذرد حفظ کند.

این همان چیزی است که "آنیل ست" عصب شناس وقتی هوشیاری را "توهم کنترل شده" می‌نامد بیان کرده است؛ بنابراین سیستم‌های زنده می‌خواهند غافلگیری را به حداقل برسانند و مدل‌های پیش‌بینی به موجودات باهوش در انجام این کار کمک می‌کنند. با این وجود، چگونه می‌توانیم توضیح دهیم که چرا برخی از حالت‌های هوشیاری تا این اندازه غنی و سرزنده احساس می‌شوند در حالی که برخی دیگر به شدت ترسناک هستند؟ یک ایده جالب که در پیرامون علم آگاهی و هوشیاری معلق است نظریه تقارن ظرفیت (STV) می‌باشد که اولین بار توسط "مایکل جانسون" فیلسوف و همکاران اش ارائه شد.

نظریه تقارن ظرفیت با این ایده آغاز می‌شود که شما می‌توانید هر حالت هوشیاری را بر روی یک نمایش ریاضی کامل ترسیم کنید مانند یک امضای عینی منحصر به فرد برای هر حالت ذهنی (که ایده مشترک با ایده نظریه اطلاعات یکپارچه است). سپس ادعا می‌کند که ظرفیت یا احساس مثبت - منفی هر حالت معینی از آگاهی به تقارن آن بازنمایی بستگی دارد.

در عمل، با تکیه بر کار "سلن آتاسوی" عصب شناس از فعالیت عصبی زیربنایی به عنوان آن نمایش استفاده می‌کنند. هر حالت آگاهانه دارای یک ارکستر مرتبط با فعالیت عصبی است که باعث ایجاد الگو‌های هارمونیک در سراسر مغز می‌شود. "آندرس گومز امیلسون" از همکاران جانسون متوجه شد که چگونه این فعالیت را به گونه‌ای تجزیه کند که میزان همخوانی موجود در هارمونیک‌های مغز را رمزگشایی کند که به عنوان نماینده‌ای برای تقارن عمل می‌کند. هرچه تقارن در مغز بیشتر باشد تجربه مثبت‌تر است. برعکس، هر چه ناهماهنگی بیش‌تر و تقارن کمتر باشد تجربه منفی‌تر است. در حالی که نظریه تقارن ظرفیت چندان مورد توجه جریان اصلی قرار نگرفته است ایده‌های آن به تدریج در مقالات مرتبط با علم آگاهی مورد استناد قرار می‌گیرند.

بنابراین، ما مجموعه‌ای رو به رشد از نظریه‌های مرتبط داریم اگرچه همان طور که نتیجه شرط بندی کخ - چالمرز نشان می‌دهد ما هنوز یک توضیح قطعی و قابل ابطال نداریم.

به سمت پارادایم علم آگاهی؟

با این وجود، برخی از دانشمندان علوم اعصاب استدلال می‌کنند که ما در سپیده دم پیش از ظهور نظریه آگاهی زندگی می‌کنیم مانند کسانی که در زمان اندکی پیش از نظریه انتخاب طبیعی داروین زندگی می‌کردند. این موضوع حوزه کنونی را به عنوان "پیش پارادایمیک" معرفی می‌کند اصطلاحی که "توماس کوهن" فیلسوف علم برای توصیف علمی نابالغ که در آن مکاتب فکری رقیب درک اولیه یکسانی از موضوع خود ندارند، مطرح کرده بود.

همه چیز از روش شناسی گرفته تا متافیزیک می‌تواند در یک علم آگاهی پیش پارادایمیک متفاوت باشد. در نهایت، در این دیدگاه میدان ممکن است حول یک نظریه یکپارچه ادغام شود و اولین پارادایم واقعی علم آگاهی آغاز شود. این دیدگاهی است که کخ کماکان به آن باور دارد. او در کنفرانس اخیر علم آگاهی شرط بندی پیشین خود را تجدید کرد. چالمرز نیز پیشرفت‌های زیادی را گزارش می‌دهد و می‌گوید که مسئله آگاهی به تدریج در حال تبدیل شدن به یک معمای "علمی" است حداقل به یکی از معما‌هایی که می‌توانیم به صورت علمی به آن دست پیدا کنیم.

با این وجود، هیچ تضمینی وجود ندارد که برخی از توده‌های مهم همبستگی بین حالات و احساسات مغز بتوانند به ما بگویند چگونه یا چرا آگاهی رخ می‌دهد. چالمرز کماکان با شک و تردیدی که دارد بر این باور است که در پایان شرط بندی مجدد خود برای تعیین موعد سال ۲۰۴۸ با وجود تمام پیشرفت‌های پیرامون بینش که مطمئنا آشکار می‌شود این راز ممکن است مانند همیشه گیج کننده و حل نشده باقی بماند.

* یک معماری شناختی ساده است که برای توضیح کیفی مجموعه بزرگی از جفت‌های همسان فرآیند‌های خودآگاه و ناخودآگاه ایجاد شده است.

* گاهی این خیال و فکر را ایجاد می‌کند که هر سیستم فیزیکی می‌تواند آگاه باشد. معیاری به نام فی میزان اطلاعات یکپارچه‌ای را که یک سیستم در اختیار دارد اندازه گیری می‌کند و هر اطلاعاتی که فی آن حتی اندکی بیش از صفر باشد آگاه است.