Перевод статьи : Making the hard problem of consciousness easier

История науки включает в себя множество сложных проблем, в том числе и «сложную проблему» (1) сознания: почему совокупность нейронов, какой бы сложной она ни была, например, человеческий мозг — вызывает восприятие и чувства, которые переживаются сознательно, например, сладость шоколада или нежность любовной ласки на щеке?

Помимо удовлетворения этой тысячелетней экзистенциальной любознательности, понимание сознания несёт в себе существенные медицинские и этические последствия, от оценки того, находится ли кто-то в сознании после черепно-мозговой травмы, до определение того, обладают ли сознанием нечеловеческие животные, зародыши, клеточные органоиды или даже продвинутые машины (2).

Всеобъемлющая и согласованная теория сознания необходима, чтобы ответить на вопрос, какие системы — биологически возникшие или искусственно созданные предназначены — испытывать что-либо и определять этические границы наших действий по отношению к ним. Исследовательские проекты, описанные ниже считают, что могут ответить вышепериечисленые вопросы и критику.  

После успешных десятилетий целенаправленных научных исследований, сосредоточенных на нейронных корреляциях сознания (3), появилось несколько теорий-кандидатов на решение трудной проблемы сознания.

Эти теории независимо друг от друга получили существенную эмпирическую поддержку (4–7), что привело к эмпирически проверяемые прогнозам и к значительным улучшениям в оценке сознания у постели больного (8,9). Несмотря на этот прогресс, догадки, выдвигаемые различными теориями, делают различные заявления и предсказания, которые не могут одновременно быть верными. Более того, теории развиваются и продолжают адаптироваться по мере накопления новых данных, и между ними практически нет перекрёстных идей.

Как мы можем тогда сузить круг теории лучше объясняет сознательный опыт? Дорога к возможному решению может быть проложена посредством новой формы сотрудничества научных противников.

Враждебное сотрудничество основывается на выявлении наиболее удалённых диагностических точек расхождения между конкурирующими теориями, достигая согласия относительно того, что именно они предсказывают, а затем разрабатывая эксперименты, которые напрямую проверяют эти расходящиеся прогнозы.

За последние 2 года несколько групп приняли этот подход, следуя инициативе, направленной на цель ускорить исследования феномена сознания. На данный момент несколько теорий сознания оцениваются таким образом, чтобы проверить конкурирующие теории. Объяснения того, где и когда нейронная активность порождает субъективный опыт. Теория глобального нейронного рабочего пространства (GNWT) (4) утверждает, что сознание создаётся глобальной трансляцией и усилением информации через взаимосвязанную сеть префронтально-теменной области. областей и многих сенсорных областей коры высокого уровня.

Сенсорные области выполняют различные функции, которые варьируются от характерных обработки для распознавания объектов или слов. Информация в этих сенсорных областях обрабатывается в инкапсулированных модулях, оставаясь бессознательной. Лобно-теменные сети поддерживать интегративные и исполнительные функции, включая избирательное внимание и рабочую память.

По данным GNWT, необходимо присутствие стимула, чтобы вызвать активность, которая помогает распределить эту сенсорную информацию по многим частям мозга для дальнейшей обработки и получения отчета. Это глобальное вещание по многим модулям специализированных подсистем, составляющих сознание. И наоборот, Интегрированная Теория информации (ИИТ) (5) утверждает, что сознание следует понимать в терминах причинно-следственной «силы», которая отражает количество максимально неприводимых интегрированных блоков информации, генерируемая нейронами определённой архитектуры.

На основе математических и нейроанатомические соображения, ИИТ считает, что задняя кора идеально расположена для генерации максимального интегрированной информации. В этой теории сознание — это не обработка входной-выходной информации, а внутренняя способность или способность нейронной сети влиять на себя.

То есть нейрональный субстрат сознания увековечивает себя до тех пор, пока опыт есть. Чем больше причинно-следственных связей тем больше сила, которой обладает система, и тем более она сознательна. Для ИИТ содержание опыта структура причин и следствий (объединенная информация), тогда как для GNWT это сообщение, которое транслируется в мир.

Другой спор происходит между теорией первого порядка (12, 13) и теории высшего порядка (6, 14) сознания. Реверберирующая активность в сенсорных областях является достаточной для возникновения сознания, тогда как последний утверждает, что второй мозг более высокого порядка состояние должно представлять или «указывать» на эти сенсорные активации первого порядка, чтобы они могли быть осознанно испытаны.

Оба противоречия являются типами теоретических разногласий, которые в настоящее время эмпирически проверяются с использованием подхода состязательного сотрудничества. Один из них сотрудничество, консорциум COGITATE (Сотрудничество по GNW и IIT: тестирование Альтернативные теории опыта) собирает данные и недавно опубликовал подробный предварительно зарегистрированный отчет, в котором излагаются методы, прогнозы и запланированные анализы (https://osf.io/mbcfy).

Эти эксперименты были разработаны нейробиологами и философами, которые непосредственно не связаны с теориями, но находятся в тесное сотрудничество с защитниками из каждой теории. Эксперименты проводятся в шести независимых лабораториях.

Нейрональная активность у людей измеряется с помощью инвазивных и неинвазивных методов, от функционального магнитного резонанса визуализации и одновременной магнитоэнцефалографии и электроэнцефалографии до инвазивной электрокортикографии, и интегрированы в методологии для проверки предсказания теорий.

Они сосредоточены на двух ключевые вопросы: Где находятся анатомические следы сознания в мозгу: Расположены ли они в задней части коры? «горячая зона» (15), за которую выступает ИИТ, или необходима ли префронтальная кора (4), как предсказывает GNWT? И как сознательное восприятие сохраняется с течением времени: лежащее в основе нейронное состояние поддерживается пока длится сознательный опыт, в соответствует ИИТ, или система изначально воспламеняется, а затем распадается и молчит до тех пор, пока новое возгорание не знаменует собой начало нового акта восприятия, как утверждает GNWT (См. Рисунок №1) ?

После сбора данных о мозге и анализа, они будут доступны всем желающим. Полагаясь на состязательный диалог и сотрудничество, открытая научная практика, стандартизированные протоколы, внутренняя репликация и командная наука, эти инициативы направлены на содействие эмпирического прогресса в поле сознания и изменить социологию научной практики в целом. Решение больших вопросов может потребовать «большой науки», потому что такие вопросы больше вероятно, будут решены в унисон, а не путем изолированных, параллельных, мелкомасштабных попыток.

Подход состязательного сотрудничества основывается на успехе крупномасштабных совместных институтов (такие как Allen Институт наук о мозге) и проекты таких как Human Connectome Project или Международная лаборатория мозга в нейронауках, которая предшествовала инициативе в физике, такие как Большой адронный Коллайдер в Европейской организации для ядерных исследований (ЦЕРН) или Лазерный интерферометр гравитационно-волновой Обсерватория (LIGO) эксперимент.

Сотрудничество враждебных коллабораций нейробиологи приблизит нас к пониманию сознания и того, как оно вписывается в физический мир при одновременном совершенствовании научных практики.

Независимо от конкретной теории мы можем использовать результаты, чтобы добиться прогресса в формирование нового мышления о сознании и тестирование других потенциальных теорий. Проблема сознания конечно, останется трудной, но общее понимание самой старой проблемы конфликта разума и тела становиться немного легче.

Источник:

1. D. J. Chalmers, J. Conscious. Stud. 2, 200 (1995).
2. T. Bayne et al.,Trends Neurosci. 43, 6 (2020).
3. F. Crick, C. Koch, Nat. Neurosci. 6, 119 (2003).
4. G. A. Mashour, P. Roelfsema, J. P. Changeux, S. Dehaene, Neuron 105, 776 (2020).
5. G. Tononi, M. Boly, M. Massimini, C. Koch, Nat. Rev. Neurosci. 17, 450 (2016).
6. R. Brown et al., Trends Cogn. Sci. 23, 754 (2019).
7. V. A. F. Lamme, Cogn. Neurosci. 1, 204 (2010).
8. A. Demertzi et al., Sci. Adv. 5, eaat7603 (2019).
9. A. G. Casali et al., Sci. Transl. Med. 5, 198ra105 (2013).
10. D. Kahneman, Am. Psychol. 58, 723 (2003).
11. F. W. Dyson, A. S. Eddington, C. Davidson, Philos. Trans. R. Soc. A. 220, 291 (1920).
12. V. A. F. Lamme, P. R. Roelfsema, Trends Neurosci. 23, 571 (2000).
13. N. Block, Trends Cogn. Sci. 9, 46 (2005).
14. H. Lau, D. Rosenthal, Trends Cogn. Sci.15, 365 (2011).
15. C. Koch, M. Massimini, M. Boly.

• Метод : Транскраниальная стимуляция постоянным током и метаанализ
• Авторы исследования :  Lucia Melloni (Department of Neuroscience, Max Planck Institute for Empirical Aesthetics, Frankfurt, Germany и Department of Neurology, New York University Grossman School of Medicine, New York, NY, USA), Liad Mudrik (School of Psychological Sciences and Sagol School of Neuroscience, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel), Michael Pitts (Department of Psychology, Reed College, Portland, OR, USA), Christof Koch (Allen Institute for Brain Science, Seattle, WA, USA, Tiny Blue Dot Foundation, Santa Monica, CA, USA).
• Дата публикации : май 2021
• Название :  Making the hard problem of consciousness easier / Делая «тяжёлую» проблему сознания легче
• Ссылка на источник : https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj3259