۱۰ پرسش و پاسخ در مورد خودآگاهی (کانشسنس)

#Consciousness

۱- خودآگاهی (کانشسنس) چیست؟

اساسا خودآگاهی هر نوع تجربه ذهنی (سوبژکتیو) است. مثال هایی از این تجربیات خودآگاهی عبارتند از: از احساس درد، درک بوی غذا، احساس شرمساری، شناسایی دوستتان در یک جمعیت، و احساس اینکه از سال گذشته عاقلتر شده‌اید. علیرغم این طیف وسیع تجربیات ، هنوز بر روی چیستی خودآگاهی بحث‌های زیادی وجود دارد.
در قرن هفدهم فیلسوف فرانسوی «رنه دکارت» دنیا را به دو دسته تقسیم کرد: «چیزهای مادی» مانند سنگ و «چیزهای ذهنی».
با پیشرفت دانشِ نوروساینس، رویکردِ واقع گرایانه تری در افقِ دید ما قرار گرفته است. مهمترین ویژگیِ این رویکرد این است که، اساسِ مادّیِ خودآگاهی چیست، و بدین طریق از این ایده که خودآگاهی یک پدیده ذهنی (سوبژکتیو) است، گذر کرده و بتواند، به درک عینی(ابژکتیو)و قابل اندازه گیریِ خودآگاهی دست یابد.

یکی از فلاسفه‌ای که تأثیرِ به سزایی در پژوهش‌های فلسفیِ خودآگاهی داشته، دیوید چالمرز ، استاد فلسفه دانشگاه نیویورک است که با استفاده از نظریه رنه دکارت، مشکلات درکِ خودآگاهی را به دو قسمت « مشکلِ ساده easy problem » و «مشکلِ سخت hard problem » تقسیم می‌کند. مشکلِ ساده، درک این فرآیند است که، چگونه مغز احساس، شناخت، یادگیری، و رفتارهای مختلف را ایجاد می کند. اما مشکلِ سخت، درکِ این مسئله است که چگونه پدیده‌های فوق (یادگیری، رفتارها، و غیره) منجر به ایجادِ «خودآگاهی» می‌شوند، و چرا ما مانند روبات‌ها، یا مردگان متحرک ( زامبی‌های فلسفی) که هیچ درکی از ماهیّتِ داخلی بدن خود ندارند، نیستیم. به عقیدهٔ چالمرز حلّ ِ «مشکلِ ساده» هیچ کمکی به حلّ ِ «مشکل سخت» نمی‌کند، و به همین دلیل «خودآگاهی» به صورت یک پدیدهٔ مرموز باقی می‌ماند.
به عقیده پرفسور آنیل سث ، از دانشگاه ساسکس انگلستان، به جای اصطلاحات مشکل ساده و یا سخت، باید از اصطلاح « مشکل حقیقی real problem » استفاده کنیم و بدنبال یافتن اجزاء ِ «خودآگاهی» و اساس بیولوژیکی آن باشیم، بدون اینکه وجود آنرا انکار کنیم.
برای درک «خودآگاهی» باید سه پدیده را جداگانه بررسی کنیم، اوّل «سطح خودآگاهی level of consciousness, دوم «محتویاتِ خودآگاهی conscious content » و سرانجام «خودآگاهی به خود conscious self».
«سطح خودآگاهی» به این می‌پردازد که ما اصلاً خودآگاه هستیم یا خیر. مثلاً در حالت یک خواب بدون رویا ( یا تحت بیهوشی عمومی) هستیم و یا کاملاً بیدار هستیم و هوشیار!
«محتویاتِ خودآگاهی» تمامِ پدیده‌هایی است که به شما تجربهٔ خودآگاهی را در زمانی که هوشیار هستید، می‌دهد، مانند تصاویر، صداها، بوها، هیجانات، تفکرات، باورها و هر آنچه که در جهان داخل بدن شما میگذرد و سرانجام سومین پدیده ، تجربهٔ اختصاصی « بودن being you» که همان «خودآگاهی به خود» است که از تمامِ جوانبِ خودآگاهی، برای خودِ ما مهمّ‌تر است.
اگر چه این سه جز خودآگاهی به یکدیگر وابسته هستند ولی به عقیده دکتر آنیل سث، اینها می‌توانند به طور جداگانه بررسی شوند.

۱۰ پرسش و‌پاسخ در مورد خودآگاهی (کانشسنس)

#Consciousness

۲- چند حالت خودآگاهی در انسان وجود دارد؟

در گذشته تصور می شد که خودآگاهی همانند کلیدِ برق عمل می کند. وقتی که چراغ روشن است بیدار هستیم، و هنگام خواب، بیهوشی و یا در حالت کوما، چراغ خاموش است. امّا در هنگامِ خواب وقتی که رویا می‌بینیم، تا حدودی همان تجربه ذهنیِ خودآگاهی، شبیهِ بیداری را داریم. این یافته نشان داد که سطحِ هوشیاری (بیمار در حالت خواب)، رابطه مستقیم با خودآگاهی (رویا) ندارد، و در نتیجه، طبقه‌بندیِ جدیدی با ۳ حالتِ خودآگاهی (خواب، بیداری، رویا) تصوّر شد.
امّا این طبقه بندی هم، خیلی پايدار نماند. تجربیاتِ بالینی نشان داد که در حالتِ کوما، مغز پاسخی نمی‌دهد امّا عدّه‌ای از بیمارانی که، از حالت کوما خارج شده اند، وارد حالتی به نام حالت گیاهی یا وژِتِاتیو به مدت طولانی می‌شوند، که اینرا حالت گیاهی مستمر
Persistent Vegetative State (PVS)
می‌گویند. این بیماران سیکل نرمالِ خواب و بیداری دارند، ولی به تحریکات خارجی پاسخ نمی‌دهند. این بیماران سطح خودآگاهی بالاتری از بیمارانِ کومایی دارند، ولی هر دو گروه از افرادِ طبیعی، که فقط داروی آرامبخش دریافت کرده‌اند، سطح خودآگاهیِ پایین‌تری دارند.
مشاهداتِ بیشتر توسّطِ متخصّصينِ اعصاب نشان داد که، سطوح خودآگاهی حتّى گسترده تر است.
در سال ۲۰۱۰، دکتر ادریان اوئن و همکارانش در دانشگاه کمبریج در چند بیمار که در حالت گیاهی (وژتاتیو) مستمر PVS بودند، مشاهده کردند که فعّاليت‌هایی در مغز توسط دستگاه ام آر آی عملکردیِ مغز fMRI، قابل ثبت است و این فعّاليت‌ها، وجودِ سطح محدودی از آگاهی را نشان می‌دهد. به طور مثال یک بیمار ۲۹ ساله قادر بود، با تغییر فعالیت مغزی، که با ام آر آی قابل ثبت بود، به سوالات به صورت «بلی» یا «خیر» پاسخ دهد.
یافته‌های جدید همچنان نشان داده‌اند که، حتّى در افرادِ کاملا هوشیار می توان سطح «خودآگاهی» را تغییر داد. "آنیل سث" و همکاران، در دانشگاه ساسکس با استفاده از دستگاه مغناطیسی ثبتِ فعّاليتِ الکتریکی مغز magneto-encephalpgraphy، مشاهده کردند که سه داروی روان‌گردان (پسیلوسبین، LSD، و کتامین)، باعثِ افزایشِ سطحِ خودآگاهی می‌شود. هم اکنون مدلِ خطّى و یا نردبانیِ سطحِ خودآگاهی، کاملاً وسعت یافته و شامل هیپنوز، راه رفتن در موقع خواب sleepwalking، ناهوشیاری مربوط به صرع، و رؤيا در روز شده است (نمای مدل نردبانی را در ادامه این پست گذاشته شده).
در سال ۲۰۱۶، گروه پژوهشیِ دکتر "ادریان اوئن" در مقاله‌ای که در مجلّه Trends in Cognitive Science منتشر شد، طبقه‌بندیِ نردبانیِ خودآگاهی را به چالش کشید. به عقیده آنها «حالت‌های فراگیرِ خودآگاهی Global States of Consciousness » پدیده‌هایی چند بُعدى بوده، و‌ باید تمامِ ابعادِ شناختی و رفتاری هم، در آن‌ها در نظر گرفته شود. مثلاً در برّرسىِ سطحِ خودآگاهی، پاسخِ ذهنیِ فردی كه نابیناست، به این معنی نیست که فردِ نابینا، کمتر از فرد بینا خودآگاه است.
مثالِ دیگر، تجربه ذهنیِ یک کودک از دنیاست. اگر به یک کودک عکسِ برج ایفل را نشان دهید، او ممکن است آنرا فقط به صورت یک برج توصیف کند. یک فردِ بالغ تجربه خود را احتمالاً به صورتِ برجِ‌ایفل، و محلّ ِ آن را توصیف میکند. همین فردِ بالغ اگر دچار بیماریِ فراموشی و یا دمانس شود، دوباره مثلِ کودک فقط برج را توصیف می‌کند. در حالی که در هر سه حالت، در طبقه بندیِ نردبانیِ «خودآگاهی» ، اینها خودآگاهیِ طبیعی دارند ولی، تجربیات آن‌ها متفاوت است. به عقیده دکتر اوئن، برای بیان حالاتِ عمومیِ خودآگاهی باید از گراف‌های چند بُعدى، و نه گراف خطّى استفاده کرد(نمای نمونه آن در انتهای پست گزارده شده).
اخیراً با استفاده از مدلِ چند بُعدىِ «حالت‌های عمومیِ خودآگاهی» دکتر اوئن، یک فیلسوفِ ذهن در دانشگاه لندن، "دکتر جاناتان بیرچ Birch"، نظریه ای را مطرح نموده، که بیماریِ افسردگی نیز یکی از اختلالاتِ حالتِ عمومیِ خودآگاهی است. پاسخِ سریعِ بیماری افسردگی به داروهای روانگردان مانند کتامین، به علّتِ بهبودِ حالتِ خودآگاهی در این بیماران است.
پژوهش‌ها بر روی درک، و طبقه بندیِ حالت‌های خودآگاهی همچنان ادامه دارد، و در آینده با چالش‌های بیشتری در موردِ طبقه بندی‌های کلاسیک فعلی مواجه خواهیم شد.

نمودار خطی و یا نردبانی حالت‌های خودآگاهی👆

نمودار حالت‌های چند بعدی خودآگاهی (نظریه دکتر اوئن) 👆

۱۰‌پرسش و پاسخ در مورد خودآگاهی
(کانشِسنِس)

#Consciouness
۳- آیا فیزیک می‌تواند "خودآگاهی" را توضیح دهد؟

اگر فیزیک بتواند تمامِ پدیده‌ها را در جهان توضیح دهد، باید بتواند"خودآگاهی" را هم توضیح دهد. البتّه این در صورتی است، که خودآگاهی از واقعیتِ مادّى جدا نباشد ( بر خلافِ نظریه دوگانگیِ دکارت که مادّه و خودآگاهی را، دو پدیده جداگانه می‌دانست). «دانیل دنت»، فیلسوفِ ذهن در دانشگاه ییل، و «مایکل گرازیانو» از دانشگاه پرینستون، معتقدند که "خودآگاهی" سرابى است، که توسّطِ مکانیسم‌های بسیار پیچیده در مغز ایجاد می‌شود، و نیاز به توضیحِ علمِ فیزیک ندارد.
دیگر پژوهش گرانِ "خودآگاهی"که اعتقاد به منشا مادّى آن دارند، با نظراتِ «دانیل دنت» و «مایکل گرازیانو» موافق نبوده، و برایِ خودآگاهی کیفیّتى جداگانه قائلند که نیاز به توضیح جداگانه دارد. اگر نظرِ این گروه صحیح باشد، فیزیکِ ذرّاتِ ريز(مکانیک کوآنتوم) باید تواناییِ توضیحِ "خودآگاهی"را داشته باشد.
سیستم‌های کوانتومی می‌توانند به طورِ هم‌زمان، در حالت‌های مختلف به صورت بر هم نهی (سوپرپوزیشن) وجود داشته باشند. یک نظریه پیشنهاد می‌دهد، هنگامی که حالت‌های برهم نهی (سوپرپوزیشن) به یک حالت فرو می‌پاشد، واقعیّتِ کلاسیک پدیدار می‌شود. این حالت زمانی ایجاد می‌شود که، جرمِ یک سیستمِ کوانتوم، از یک حدّ ِ آستانه عبور می‌کند. بر اساسِ نظریه «راجر پنروز»، فیزیکدانِ نظریه پردازِ دانشگاه آکسفورد، و «استوارت همراف» متخصّصِ بیهوشیِ دانشگاه آریزونا، خودآگاهی زمانی پدیدار می‌شود که حالت‌های برهم نهی (سوپرپوزیشن) فرو می‌پاشد. این نظریه "کاهشِ عینیِ هماهنگ Orchestrrated Objective Reduction و‌ یا Orch OR" نام دارد. در این نظریه یک ساختارِ میکروسکوپی در داخلِ سلول‌های عصبی، به نامِ «میکرو توبول» واردِ حالتِ برهم نهیِ کوانتومی می‌شود. این شبکه وسیع میکروتوبول‌ها، در حالت بر هم نهی، هنگامی كه از یک حدّ ِآستانه عبور می‌کنند، فروپاشى ایجاد شده و این فروپاشى، براى یک لحظه خودآگاهی ایجاد می‌کند.
این نظریه هنوز مشکلاتِ اساسی دارد. بزرگترین مشکل این است که، چگونه میکروتوبول‌ها در درجه حرارتِ معمولیِ مغز، می‌توانند در حالت برهم‌نهیِ کوانتومی قرار گیرند( سوپرپوزیشن کوانتومی معمولاً در حرارت‌های خیلی پایین اتّفاق می‌افتد). امّا اخیراً «جک توزنسکی» از دانشگاه آلبرتا در کانادا، و «گریگوری شولز» از دانشگاه پرینستون، توانسته‌اند حالتِ کوانتومی را در میکروتوبول‌ها تا ۵ نانوثانیه مشاهده کنند.
چالشِ دیگری که برای این نظریه وجود دارد، نشان دادنِ این است که، موادّ ِ بیهوشی‌زا که باعثِ کاهشِ سطح‌ ِ خودآگاهی می‌شوند، می‌توانند باعثِ کاهشِ حالتِ کوانتومی در میکروتوبول‌ها شوند. اگر چنین آزمایشی انجام شود، می‌تواند کمکِ بزرگی به تأييدِ نظریه «راجر پنروز» نماید. در حالِ حاضر «بروس مک ایور» در دانشگاه استانفورد، سعی در انجامِ این مهمّ دارد.

۱۰ پرسش و پاسخ در مورد خودآگاهی(کانشسنس)

#Consciousness

۴- خودآگاهی در دیگر حیوانات چگونه است؟

شاید به خاطر بیاورید که در زمان کودکی، اگر کنار دریا رفته باشید، یکی از بازی‌هاىِ لذّت بخش، انداختنِ توپ‌های‌ سبُك به سمت دریا، و برگرداندنِ توپ توسّطِ امواج بود. چند سال قبل، دو تن از زیست‌شناسان، در آکواریومِ شهر سیاتل آمریکا مشاهده نمودند که اختاپوس‌ها را، هنگامی که به آن‌ها بطری‌های پلاستیکیِ کوچک می‌دهند، همین بازی را انجام می‌دهند. آن‌ها اینکار را به صورتِ هُل‌دادن با بازوها، و یا ایجادِ یک جریانِ سریعِ آب، به طرفِ موجی که به طورِ مصنوعی در محفظه آبِ آن‌ها ایجاد شده بود، انجام می‌دادند. زیست شناسان معتقدند که این نوعی «بازی کردن» است که، حداقل نیاز به یک فورمی از خودآگاهی دارد.
بسیاری دیگر از حیوانات هم رفتارهای مشابهی دارند، که نشانه‌ای از دارا بودنِ یک «نوع خودآگاهی» هست. جانوارانِ خودآگاه، طیفِ وسیعی از پریمات‌ها را دارند، که عموزاده‌های انسان هستند، نسبت به نرم تنانی مانندِ اختاپوس، و اسکویید، و سرانجام حشراتی مانند زنبورها و عنکبوت ها. امّا، مهمّ‌ ترین چالش این است که، چگونه به درونِ زندگیِ این حیوانات پی‌ببریم.
در گذشته، دانشمندان از «سطح آگاهی» صحبت می‌کردند و آگاهیِ انسان را در بالاترین سطح قرار می‌دادند. امّا، در سالِ ۲۰۲۰، جاناتان بیرش Birch فیلسوفِ ذهن از دانشگاهِ لندن، پیشنهاد کرد که بهتر است «تجربه خودآگاهانه» را، دربرگيرنده ۵ بُعدِ جداگانه در نظر بگیریم. بُعدِ نخستین، « غنی بودنِ درک Perceptual richness». این به معنی این است که، به چه میزانی حیوان تواناییِ تمایزِ جزئييّات اطّلاعاتى را دارد که، از طریقِ سیستم‌هایِ حسّى دریافت می‌کند. دوم، «غنای ارزش گذاری evaluative richness» است، یعنی تواناییِ اینکه درک کند که، اطّلاعاتِ ورودی، جهت پاداش است و یا گزند، و این بسیار شبیهِ به درک انسانیِ درد در مقابلِ لذّت است.
سوّم، «یکپارچگی unity» است، که چگونه حیوان، اطّلاعاتِ مختلفی را که از ارگان‌های حسّی دریافت می‌کند، به صورتِ یک «تجربه واحد» درمی‌یابد.
چهارم، « درکِ زمان temporality»، به این معنی که تجربیّاتِ گذشته حیوان، رویِ رفتارِ کنونی‌اش تاثیر بگذارد، و این که بتواند از آن، برایِ برنامه ریزی در آینده استفاده کند.
بُعدِ پنجم، «خودشناسی selfhood» است که از تستِ تشخیصِ خود در آینه، برایِ ارزيابىِ آن استفاده می‌شود، هم‌چنین، درک اینکه آیا حیواناتِ دیگر ذهن یا self خود را دارند.

به عقیده پرفسور بیرش Birch و همکارانش، پرسیدنِ اینکه آیا یک حیوان، خودآگاه تر از حیوان دیگری است بی معناست، زیرا بعضی از حیوانات ممکن است در یک یا دو بُعد (از ۵ بُعدِ بالا) بهتر باشند، ولی در ابعادِ دیگر چنین نباشند. به عنوانِ مثال نوعی از کلاغ سانان Scrub Jays، غذایِ خود را در محلّى دفن و ذخیره می‌کنند، تا زمانی که منابع غذایی کمتر شد، به سراغِ آن بروند. این کار استفاده از «بُعدِ درکِ زمان» و هم‌چنین، برنامه ریزی برای آینده است. این پرنده‌ها اگر کلاغ‌هایِ دیگرى در همان محلّ باشند، از چند «حُقّه» استفاده می‌کنند که دیگر کلاغ‌ها از محلّ ِ ذخیره غذاىِ آن‌ها، باخبر نشوند. این نشان دهنده بُعدِ «خودشناسی selfhood»، و هم‌چنین اطّلاع از «ذهنِ دیگر کلاغ‌ها» است، که ممکن است به محلّ ِ ذخیره غذاىِ او حمله ببرند.
در نرم‌تنان، هنوز شاهدی مبنی بر درکِ «خودشناسی selfhood» در دست نیست. امّا قابلیّت ِ بازی کردن که به نوعی لذت بردن است، نشان دهنده «بُعدِ غناى ارزیابیevaluative richness» است. اختاپوس‌ها به همين ترتيب در بُعدِ «غنی بودنِ ادراک»، بسیار قوی هستند. چشم‌هایِ پیچیده آن‌ها، نور ِپولاریزه را تشخیص داده و با مکنده‌های بازوها، فقط با لمس، از سمّى بودن و یا بی خطر بودنِ اجسامِ پيرامون، اطّلاع می‌یابند.
دیگر بُعدِ ادراکیِ سیستم خودآگاهی، یکپارچه unity کردنِ اطّلاعاتِ حسّى است. دو‌ چشم انسان، دو میدانِ بینایی جداگانه دارد، ولی مغزِ انسان آن‌ها را یکپارچه می‌کند. حال اختاپوس را در نظر بگیرید. دو سوم نورون‌ها یا سلّول‌های عصبیِ اختاپوس، در بازوها هستند و شواهدی در دسترس است، که بازوها تا حدودی به صورتِ خودکار عمل می‌کنند. حال در نظر بگیرید که هشت بازو، تولیدِ هشت تجربه خودآگاهی می‌کنند، و این‌ها نهایتاً تا حدودِ زیادی در مغزِ اختاپوس یک‌پارچه می‌شوند. فقط از جهتِ این بُعدِ «خودآگاهی»، اختاپوس از انسان پیشی می‌گیرد.
در یک پژوهشِ جالب، دکتر مرزلوفMarzluff از دانشگاهِ واشنگتن، واکنشِ کلاغ‌ها را نسبت به یک کلاغِ مرده برّرسى نمود. گروهِ او هر روز مقداری غذا در محلّى گذاردند که باعثِ تجمّعِ کلاغ‌ها شد. سپس بعد از چند روز، یکی از اعضا گروه پژوهش، یک کلاغ مرده را به محل تجمّعِ کلاغ‌ها آورد. ناگهان تمامِ کلاغ‌ها به فردِ مورد نظر حمله کردند.

این پدیده هر بار به همان صورت تکرار شد. هنگامی كه به جایِ کلاغِ مرده، یک کبوترِ مرده به محل برده شد، فقط ۴۰ ٪ از کلاغ‌ها به فردِ پژوهشگر حمله کردند. حتّى تا ۶ هفته بعد از آوردنِ کلاغ مرده، اگر همان فردِ پژوهشگر به محلّ ِ غذا مى‌رفت، به او حمله می‌کردند ولی نه به افراد دیگر. این پژوهش، نشان دهنده درکِ «خود»، درکِ «مرگِ حیوانِ دیگر» و هم‌چنین ارزش گذاریِ اطّلاعاتِ حسّى در کلاغ‌ها بود.

۱۰ پرسش و‌پاسخ درباره
خودآگاهی (کانشسنس)

#Consciousness

۵- «خود‌آگاهی»، در چه زمانی پدید آمد؟

با توجّه به این که طیفِ وسیعی از تجربیاتِ خودآگاهی در حیوانات مشاهده شده، حال باید پرسید که «خودآگاهی» در چه زمانی پدید آمده؟ آیا خودآگاهی از یک نیایِ مشترک پدید آمده، و یا از تبارهای گوناگونی ناشی شده است؟
دو پژوهشگرِ دانشگاهِ تل آویو (اوا جابلونکا و سیمونا گینسبورگ) معتقدند، که خودآگاهی در حیوانات، از یک نیایِ مشترک شکل گرفته است. به عقیده این دو، «خودآگاهی» زمانی آغاز شد که نوعِ خاصّى از تفکّر به نامِ «یادگیری ارتباطی بی انتها unlimited associative learning» پدید آمد. در این نوع یادگیری، حیوان انواعِ تحریکات را یاد گرفته، و آن‌ها را به هم ارتباط می‌دهد، حتّى اگر تحریکات به طورِ همزمان اتفاق نیفتاده باشند. همچنین این روشِ یادگیری، زنجیره‌ای ارتباطاتی بین تحریکات ایجاد می‌کند، که اگر یکی از تحریکاتِ قبلی در زمینه‌ای متفاوت پیش آید، پاسخِ به آن بر اساسِ زمینه جدید خواهد بود.
مهمّ‌ترین نکته در این نوع یادگیری این است که، می‌تواند “به روز update» شود، مثلاً تحریکی که در یک زمان باعثِ حسّ ِ خطر شده، در زمینه دیگری ممکن است باعثِ حسّ ِ پاداش شود. به عقیده این دو پژوهشگر، «خودآگاهی» باعثِ توجّه ِ مستقیم، برّرسى ِ شواهدِ مختلف در محیط، و یکپارچه کردنِ تمامِ تجربیات می‌شود، و این پدیده‌ی «یادگیریِ ارتباطیِ بی انتها» بدونِ خودآگاهی امکان پذیر نیست. امّا این نظریه در مورد منشا خودآگاهی چه می‌گوید؟
«یادگیریِ ارتباطیِ بی‌انتها» در بسیاری از گونه‌های حیوانی مشاهده شده، حتّى در ماهیانِ بسیار کوچک. بنابراین، «جابلونکا و گینسبورگ» معتقدند، که «خودآگاهی»، حدود ۵۳۰ میلیون سال پیش، در زمانی که جانوران مهره دار پدید آمده‌اند، ایجاد شده است.
این دو پژوهشگر هم‌چنین معتقد هستند، که بعضی از جانورانِ بی‌مهره، مانندِ حشرات و مشخصاً زنبورِعسل و عنکبوت نیز، تواناییِ «یادگیریِ ارتباطیِ بی انتها» را دارند. و اگر این نظریه صحیح باشد، در نیایِ این حیوانات «خودآگاهی» به طورِ مجزّا از مهره داران پدید آمده، و این زمان احتمالاً حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش است. در نرم‌تنان این پدیده دیرتر اتّفاق افتاده است. در حالی كه بعضی از نرم‌تنان این قابلیت یادگیری را ندارند، در اختاپوس‌ها و اسکوییدها، احتمالاً «خودآگاهی»، ۳۰۰ میلیون سال پیش پدید آمده است.
دکتر مایکل گرازیانو، عصب پژوهِ دانشگاهِ پرینستون، در چند سالِ گذشته یکی از نظریه‌های مدلِ خودآگاهی، به نامِ «نظریه طرحواره توجّه Attention Schema Theory یا AST) را ارائه نموده است. به عقیده او نظریه AST می‌تواند به سؤالاتِ فرگشتیِ «خودآگاهی» پاسخ دهد. بر اساس این نظریه «خودآگاهی» برای حلّ ِ یکی از بزرگترین مشکلاتِ سیستمِ عصبی به وجود آمد. و این مشکل،كه ورودِ اطّلاعاتِ بسیار زياد به سیستمِ عصبی است، که نیاز به فرآیند دارند. سیستمِ عصبی به تدریج راه‌هایِ متفاوتی را برای حلّ ِ این مشکل ایجاد نمود، که عالی‌ترین روشِ «خودآگاهی» است. اگر این نظریه صحیح باشد، «خودآگاهی» بتدریج در طول ۵۰۰ میلیون سال فرگشت یافته است.

◦

۱۰ پرسش و پاسخ درباره خودآگاهی (کانشسنس)

#Consciusness

۶- چرا «خودآگاهی» پدید آمده؟

قسمت نخست

خودآگاهی ریشه‌ی عمیقی در فرگشت دارد. به همین دلیل خودآگاهی باید نقشِ مهمّى در بقا داشته باشد. امّا این نقش چیست؟
به عقیده‌ی زیست‌شناسان «انعطاف پذیری رفتاری Behavioral Flexebility» یکی از مهمّ‌ترین نقش‌های خودآگاهی است. به باورِ « آندریاس نیدر» از دانشگاه توبینگن، واکنش‌های ذهنِ خودآگاه بهتر از ذهنِ ناخودآگاه است که، فقط به صورت خودکار و رِفلِكسى عمل می‌کند. خودآگاه بودن، این توانایی را به ما می‌دهد که دنیای اطراف را بر اساسِ احساسات feeling، چه خوب و چه بد ارزیابی کنیم. همچنین خودآگاهی، در «توجّهِ انتخابی» نقش دارد و به مغز ما این اجازه را می‌دهد، که به آنچه که برایمان اهمّيت دارد، توجّه و تمرکز کنیم.
در نتیجه‌ این فرآیندها، به جای آن كه به صورتِ رِفلِكسى به تحریکات پاسخ دهند، در حیواناتِ خودآگاه، باعثِ توانايى به دادنِ پاسخ‌های پیچیده مى‌شوند. این برایِ بقایِ فردی، و کلّ ِ گونه تاثیر دارد و حیوان می‌تواند در جهانی که دائم در حال تغییر است، تواناییِ بالاتری برای بقا داشته باشد.
انعطاف پذیریِ رفتاریِ بیشتر که در حیوانات خودآگاه دیده می‌شود، باعثِ یک پدیده فکری به نام «یادگیری ارتباطی نامحدود unlimited associative learning» می شود، که به معنیِ تواناییِ دریافتِ چندین نشانه، و یکپارچه کردن آن‌ها، در یک «درک perception» واحد است. این نوع تفکّر، به حیوان انعطاف پذیری‌ای می‌دهد که به جایِ استفاده از رفتارهایِ ثابتی که از قبل در مغز سیم کشی شده‌اند، به چالش‌هایِ جدید پاسخ مناسب‌تری بدهند. به طورِ مثال، حیوان اگر در معرضِ یک غذایِ جدیدِ سمّى قرار بگیرد، فقط با یک اختلافِ ادراکیِ کوچک(در طعمِ غذایِ سالم در مقابلِ سمّى) می‌تواند زنده بماند. به عقیده‌ی «دکتر اوا جابولانکا» از دانشگاه تل آویو، "یادگیریِ ارتباطیِ نامحدود"، بزرگترین فرآیندِ تطابقیِ جانوران بر روی کره زمین است. این پدیده در حدود ۵۳۰ میلیون سال قبل آغاز شد، و منجر به پیچیدگی‌های رفتاریِ جانوران شده است. در نتیجه‌ی این روشِ فکری، رقابتِ شدیدی میانِ گونه‌های مختلف ایجاد شد که این رقابت، احتمالاً باعثِ انفجار پیدایشِ گونه‌های جدید در دوره زمین‌شناسیِ کامبرین شد Cambrian explosion. در این دوره حیواناتِ شکارچی با "یادگیریِ رفتاری نامحدود"، توانايى‌های بیشتری در پیدا کردنِ شکار یافتند، و شکارها هم به همین طریق، راه‌های جدیدتری برای پنهان شدن یافتند، و نهایتاً شکارچی‌ها باز هم نیاز به روش‌های جدید برای شکار کردن داشتند. این پدیده‌ی مستمرّ، به نوعی یک رقابتِ تسلیحاتیِ هم فرگشتی co-evolution را در دنیایِ جانوران ایجاد نمود.
به عقیده «اوا جابولانکا» پیدایش ِخودآگاهی فقط برای ایجادِ رفتارهایِ پیچیده نیست، بلکه روش‌های جدیدِ استتار در حیوانات ایجاد گردید که، منجر به پدیدار شدنِ رنگ‌های بدیع‌تر شده، و به این طریق زیباییِ طبیعت افزون، و در نتیجه دنیا کاملاً تغییر پیدا کرد. به عقیده‌ی «دکتر جابولانکا»، بدونِ "خودآگاهی"، دنیا کاملاً متفاوت و بسیار کسالت‌آور می‌شد.

قسمت دوم:

نظریه‌ی دیگر برای لزومِ فرگشتیِ خودآگاهی، توسّطِ « مایکل گرازیانو» ، عصب پژوهِ دانشگاهِ پرینستون مطرح شده است. «دکتر گرازیانو» که از پایه گذارانِ یکی از مطر ح‌ترین نظریه‌های مدلِ خودآگاهی به نام « نظریه‌ی طرحواره توجه Attention Schema Theory و‌یا AST» است، معتقد است که با نظریه AST می‌توان لزومِ خودآگاهی را توضیح داد. بر اساسِ این نظریه، «خودآگاهی» به عنوانِ یک پاسخ به اساسی‌ترین مشکلِ سیستم عصبی به وجود آمده است . سیستمِ عصبیِ هر حیوانی، به میزانِ بسیار زیادی پیام‌های محیطی و درونی برای فرآوری دریافت می‌کند، که به واسطه‌ی آن مغز بتدریج در طولِ فرگشت به یک سیستمِ کارآمد تبدیل شده، که فقط به چند پیامِ محدودِ خارجی پاسخ داده، و بقیه‌ی پیام‌ها را در نظر نمی‌گیرد، و این علّتِ پیدایشِ خودآگاهی در فرگشت بوده است. بر اساس این نظریه «خودآگاهی» در ۵۰۰ میلیون سال گذشته در مهره داران فرگشت یافته.
حتّى قبل از فرگشت، سیستمِ اعصابِ مرکزی و مغز، و سیستم‌هایِ ساده‌ی عصبی، از یک نوع فریبِ محاسبه‌ایِ ساده، یعنی «رقابت» استفاده می کرده اند.
نورون‌ها مانند نامزدهای انتخاباتی عمل می‌کنند، هر کدام فریاد زده و سعی در مهارِ رقیبان خودشان دارند، هنگامیکه پیام‌هایِ (فریاد های) فقط چند نورون به صداهای نورون های دیگر غلبه می‌کنند، این پیام‌ها از حدّ ِ آستانه‌ی همهمه‌ها (نویز) عبور کرده و بر رفتار حیوان اثر می‌گذارند. این پدیده، "تقویت انتخابی پیام عصبی selective signal enhancement" نام دارد و سیستمِ عصبی بدون این پدیده کاری پیش نمی‌برد.
هیدرا Hydra یک موجودِ بسیار ابتداییِ دریایی است و هنگامى كه به آن تحریکی وارد شود، یک پاسخِ كلّى می‌دهد. هیدرا دارای قابلیتِ «تقویتِ انتخاب عصبی» نیست. پژوهش‌هایِ ژنتیکی نشان داده که موجوداتی، که حدود ۷۰۰ میلیون سال قبل از نیایِ هیدرا جدا شده‌اند، علائمِ پاسخ‌های انتخابی را نشان داده‌اند و احتمالاً از همین زمان، «تقویتِ انتخابی عصبی» فرگشت یافته. در همین زمان بند‌پایان بر روی کره‌ی زمین پدید آمدند، و چشمانِ بندپایان از نمونه‌های قابلیتِ « تقویت انتخابیِ عصبی» است.
مرحله‌ی بعدیِ فرگشت، به وجود آمدنِ یک «کنترل‌کننده‌ی مرکزی» بود که، تمامِ حس‌ها را با هم هماهنگ نماید. در بسیاری از حیوانات، این ناحیه‌ی کنترل‌کننده، «تکتوم tectum» نامیده می‌شود که، به معنی «سقف» است که در سقفِ ساقه‌ی مغز قرار دارد. این ناحیه «مسئولِ توجه» است یعنی گوش‌ها، چشم‌ها، و‌ بینی را متوجّه تمامِ تحریکاتِ مهمّ می‌نماید.
تمام ماهی‌ها، دوزیستان، پرندگان، و پستانداران دارای تکتوم هستند ( بی مهرگان چنین ساختاری را ندارند). پژوهش‌های ژنتیکی و بررسیِ فسیل‌ها نشان داده‌اند که، «تکتوم» حدود ۵۲۰ میلیون سال قبل یعنی در زمان Cambrian Explosion (انفجار دوره کامبرین که تعداد زیادی از حیوانات روی کره زمین پدید آمدند)، به وجود آمد. بر اساس نظریه دکتر گرازیانو این سیستمِ مرکزیِ «توجّه attention» اساسِ ایجادِ خودآگاهی بوده است.

۱۰ پرسش و پاسخ در مورد خودآگاهی (کانشسنس)

#Cosciousness

۷- آیا خودآگاهی در مغز قابل تشخیص است؟

اساساً خودآگاهی، یعنی ما آگاه به «چیزی» هستیم. امّا چه ساختاری در مغز محتویات خودآگاهی را تعیین می‌کند؟ سازوکاری که در مغز مسئولِ ایجاد خودآگاهی است، «همبستگی‌های عصبی برای ایجادِ خودآگاهی Neural Correlates of Consciousness و‌یا NCC» نامیده می‌شود. در دههٔ ۱۹۹۰، «فرانسیس کریک» و «کریستف کخ» NCC را چنین تعریف کردند: “حداقلّ ِ تعدادِ سازوکارها و تغییراتِ عصبی که برای ایجادِ یک درکِ اختصاصی خودآگاه کافی هستند”.
با پژوهش‌های جدید، اطّلاعاتِ بسیار زیادی در موردِ شبکه‌های مغزی و مناطقِ مغزی که مسئول خودآگاهی هستند به دست آمده، ولی هنوز به نتیجه نهایی نرسیده‌ایم. کنسرسیوم بزرگی از عصب پژوهانِ کشورهای مختلف بر رویِ این پروژه کار می‌کنند و امیدوارند که، در آینده نزدیک به نتایجِ مهمّی دست یابند.
بعضی از پژوهشگران قشر پری فرونتال(پیش پیشانی) را در ایجادِ خودآگاهی اساسی می‌دانند، زیرا این قشر در «توجه»، «تصمیم گیری» ، و «برنامه ریزی» نقشِ بسیار مهمّی دارد. مثلاً هنگامی‌ که یک سیبِ قرمز را می‌بینید، پیام‌های اوّلیّهٔ بینایی به قشرِ پسِ‌سری(اکسیپیتال) می‌روند، ولی سپس برای درک آگاهانه، این پیام‌ها باید به قشرِ پری‌فرونتال بروند. پژوهش‌های ام آر آیِ عمل‌کردی این را تأیید کرده‌اند. امّا بعضی از پژوهشگران معتقدند که، این فعالیّت ِ قشرِ پری‌فرونتال هیچ ارتباطی با درک آگاهانه ندارد، بلکه فعالیّتِ قشرِ پری‌فرونتال، فقط به دلیلِ فکرکردن دربارهٔ نوعِ تحریک و برنامه‌ریزی برای پاسخ دادن است. دکتر «کریستف کخ» هم معتقد است که قشرِ پری‌فرونتال نقش بزرگی در خودآگاهی ندارد، زیرا بیمارانی که دچارِ تومورهای مغزی در این ناحیه بوده‌اند، بعد از برداشتنِ بیشترِ قشر ِ پری‌فرونتال دچارِ مشکلاتِ خودآگاهی نشدند.
در یکی از نظریه‌های معروفِ مدلِ خودآگاهی به نامِ «نظریه فضای کاری فراگیر Global Workspace Theory» فرض بر آن است که قشرِ پری‌فرونتال نقشِ مهمّی را در خودآگاهی به عهده دارد. در ماه مارچ ۲۰۲۱ یک پژوهش توسّطِ «دکتر عمری راکا» از بخش روانشناسی دانشگاه نیویورک منتشر شد که، نقشِ قشر ِ پری‌فرونتال را در خودآگاهی برّرسی نمود. در این پژوهش با گذاشتنِ الکترودهایِ داخل مغزی و ثبتِ فعالیت الکتریکیِ مناطقِ مختلفِ قشرِ پری‌فرونتال و‌ تحریک آن‌ها، اعمال مختلف و اینکه چگونه تجربیات آگاهی را تغییر می‌دهند، برّرسی کردند. مناطقِ قشرِ اربیتو‌فرونتال (قشرِ پیشانیِ بالایِ حدقهٔ چشم) و قشرِ قدامیِ‌سینگولیت Cingulate در جنبه‌های هیجانیِ تجربیّاتِ آگاهانه، آگاهی از خود آگاهی (متاکانشِسنِس) نقش دارند، ولی در درکِ آگاهانه و ذهنیِ‌حسی که اساسِ خودآگاهی است، نقشی ندارند. این پژوهش درستیِ «نظریهٔ فضایِ کاریِ فراگیر GWT» را که در ابتدا توسّطِ دیوید بارس و دوئن Baars و Dehenea مطرح شده، به چالش کشیده است.
به عقیدهٔ دکتر «کریستف کخ» ناحیهٔ خلفی مغز اهمیّتِ بیشتری در خودآگاهی دارد. منطقه‌ای که بیشتر موردِ توجّه قرار گرفته، قشر ِپاریتال(آهیانه)است، که مسئولِ برّرسیِ تمامِ پیام‌هایِ حسّی است. در اوائل سال ۲۰۲۱، «محسن افراسیابی» و «میشل ردینبا»، هر دو از بخشِ روانشناسیِ دانشگاه «ویسکانسین» پژوهشی را که در حالت‌های خواب، بیداری و بیهوشی در میمون‌هایِ ماکاک انجام دادند، در مجلهٔ Cell Systems منتشر کردند. این پژوهشگران نتیجه گرفتند که ارتباطِ قشرِ پاریتال یا آهیانه با دو قسمتِ عمیق‌تر در مغز، یعنی استریاتوم (که قسمتی از گانگلیون‌های قاعده‌ای است) و تالاموس(یک هسته از بافت خاکستری در میانهٔ هر نیمکرهٔ مغز)نقشِ اساسی را در حالتِ خودآگاهی دارند.
به عقیدهٔ دکتر «میشل رینبا»، آنچه که مشخصّ است این است که، ارتباطاتِ مغزی نقشِ اساسی را در حالت خودآگاهی به عهده دارند امّا، هنوز نحوهٔ تعاملِ این ارتباطات مشخصّ نیست.
به عقیدهٔ فیلسوفِ ذهن «دیوید چالمرز»، پی بردن به این تعاملِ عصبی غیر ممکن است امّا، «کریستف کخ» عصب پژوهِ مرکز پژوهش‌های مغزی در شهر ِ سیاتل، بسیار خوش‌بین است و تصوّر می‌کند که در ۲-۳ سال آینده، به بسیاری از سؤالاتِ ما در مورد اساسِ عصبیِ خودآگاهی، پاسخ داده خواهد شد.

۱۰ پرسش و پاسخ در مورد خودآگاهی (کانشسنس)

۸- آیا خودآگاهی، واقعیت reality را شکل می‌دهد؟

برای پاسخ به این سؤال، ابتدا باید دید که چگونه تجربهٔ روزانهٔ‌ ما، از واقعیت کوانتومی منشأ میگیرد. سیستم کوانتوم میتواند در هر حالتی به صورت بر هم نهی superposition وجود داشته باشد ( اشیا کوانتومی مانند الکترون،فوتون و غیره می توانندبه صورت موج wave به طور همزمان و به حالت های مختلف وجود داشته باشند).
بر اساس نظریهٔ کوانتوم، هر گاه فردی، یا وسیله‌ای، شروع به مشاهدهٔ این حالتِ موجی می‌نماید، وضعیّتِ کوانتومی، فرو می‌پاشد(کلاپس)، و واقعیتِ کلاسیک را ایجاد می‌کند. در این نظریه، هنوز به درستی ماهیّتِ مشاهده کننده، نوع ابزار، و یا زمانِ فروپاشی معلوم نیست.
در حال حاضر چندین نظریه راجع به حالت موجی wave، وجود دارد. یکی از این نظریه‌ها، که بایازینزم کوانتوم یا QBism( استفاده از تئورم بایز Bayes) نام دارد، پیشنهاد می‌دهد که حالتِ موجی، فقط آنچه را که اتّفاق خواهد افتاد پیش‌بینی می‌کند، و این با زمان، تغییر می‌کند. این حالتِ موجی همانند پیش‌بینیِ هواست. همانطور که وضعیّتِ هوا، همان پیش‌بینیِ هوا نیست، واقعیّت ِ جهان هم، ناشی از حالتِ موجیِ کوانتوم نیست. به عقیدهٔ این نظریه پردازان، نظریهٔ کوانتوم، فقط یک وسیله برای شناختِ جهان است، و حالتِ موج، با مشاهده ماست که فرو می‌پاشد.
گروه دیگری معتقدند که، عملکردِ موجیِ کوانتوم، اصلا فرو نمی‌پاشد. نامِ این نظریه «جهان های متعدد Many Worlds» هست و چون فروپاشیِ موج اتّفاق نمی افتد، تمامِ احتمالات در جهان‌های جداگانه وجود خواهند داشت.
در دهه ۱۹۶۰، یوجین ویگنر فیزیکدان برنده جایزهٔ نوبل، نظریهٔ دیگری را مطرح نمود، که خودآگاهی(کانْشِسْنِس)، باعثِ فروپاشیِ عملکردِ موجی می‌شود. او بعدها چون نتوانست اساسِ ریاضی نظریهٔ خود را بیابد، از آن نظریه دوری گزید، امّا اخیراً، «دیویدچالمرز» و «کلوین مک کویین»، با استفاده از نظریهٔ Integrated Information Theory و یا ITT سعی در زنده کردن نظریهٔ ویگنر کرده‌اند. این دو، از نظریهٔ ITT برای اندازه گیریِ خودآگاهی بهره برده‌اند. نظریهٔ ITT می گوید که، هر سیستمی که اطّلاعات را در هم آمیزد، خودآگاه است. اگر این در مورد سیستم‌هایِ کوانتومی هم صدق کند، در هم آمیزی integration اطّلاعات می‌تواند یک بر هم نهیِ superposition حالت‌های خودآگاهی را ایجاد کند. وقتی چنین حالتی ایجاد شد، حالت خودآگاهی، به برهم نهی مقاومت نشان می‌دهد (در مدل‌های دیگرِ نظریهٔ کوانتوم، به همین صورت، هنگامی که جرم mass از یک آستانه‌ای عبور می‌کند، به برهم نهی مقاوم شده و حالت موجی فرو می پاشد). حال اگر سیستمِ کوانتوم وارد حالت‌های برهم نهی شود، که یکی از حالت‌های ِ خودآگاهی است، آنگاه خودآگاهی باعثِ فروپاشی حالتِ موجی می‌شود، و واقعیتِ کلاسیک ایجاد می‌گردد.
به گفتهٔ «کلوین مک کویین»، خودآگاهی، واقعیت کوانتومی را ایجاد نمی‌کند، بلکه واقعیت کوانتومی را، به واقعیت کلاسیک تبدیل می‌کند، که ما آنرا تجربه می‌کنیم.

۱۰ پرسش و پاسخ در مورد خودآگاهی (کانشسنس)

۹- آیا جهان خودآگاه است؟

در طول سالیان دو نظریه پایه ای برای خودآگاهی وجود داشته است. یکی دیدگاه ماده‌گرایی (ماتریالیسم) و‌دیگری دوگانه انگاری (دوآلیسم) بوده. دیدگاه ماتریالیسم معتقد است که ماده به صورت پیچیده ای «خودآگاهی» را ایجاد می کند. علیرغم پیشرفتهایی که در چند دهه گذشته در علم اعصاب پدید آمده هنوز سازوکارهای پیدایش خودآگاهی در مغز مشخص نیست. نظریه دوگانه انگاری نیز طرفداران زیادی ندارد، زیرا هیچ توضیحی برای تعامل خودآگاهی غیر مادی و ماده یافت نشده است. در این میان عده‌ای از فلاسفه راه سومی را پیشنهاد کرده اند که «همه جان انگاری و یا پان سایکیسم Panpsychism» نامیده می‌شود. در این نظریه خودآگاهی فرگشت نیافته و از مغز پیچیده نیز پدیدار نمی‌شود بلکه خودآگاهی جزیی از همه مواد است.
نظریه «پان سایکیسم یا همه جان انگاری» احتمالا در یونان قدیم توسط تالس و افلاطون مطرح شد. تا اوائل قرن بیستم، فلاسفه متعددی مانند باروخ اسپنوزا، آرتور شوپنهاور و ویلیام جیمز به آن اعتقاد داشتند اما با پیشرفت علم از طرفداران این نظریه کاسته شد. اگر چه اخیرا توسط گروهی از فلاسفه مانند دیوید چالمرز، فیلیپ گاف و برناردو کاستراپ دوباره مطرح شده است. به عقیده این فلاسفه، همه مواد در جهان خودآگاه هستند حتی اجزا ریز مولکول‌ها و اتم‌ها. اینها عقیده دارند که چون تمام مواد خودآگاه هستند، دیگر نیازی به توضیح پیدایش خودآگاهی در مغز ، به آنچه که اکثر عصب پژوهان به آن مشغولند، نیست.
یکی از چالش های بزرگ نظریه پان سایکیسم و یا همه جان انگاری، «مشکل ترکیب combination problem» است. این فلاسفه معتقدند که خودآگاهی در مغز از ترکیب خودآگاهی میلیاردها اجزا ریز اتمی (ساب اتمیک پارتیکل) ایجاد می‌شود. هنوز این فلاسفه توضیحی برای اینکه چگونه این خودآگاهی های ریز با هم جمع می‌شوند و مثلا درک حس درد را ایجاد می‌کنند، نداده‌اند. فیلیپ گاف در کتاب «اشتباه گالیله» مطرح می‌کند که الکترون‌ها هم تجربه خودآگاهی دارند ولی این تجربه به نحو اعجایب آوری ابتدایی است. همین بیان اعجاب آور چالش دیگری برای «همه جان انگاری» است چون مشخص نیست در چه مرحله ای این «تجربه» پیچیده تر می‌شود و به عنوان مثال در یک موجود زنده یک فرآیند قابل پیش بینی ایجاد می کند. به عقیده آنیل سث ، عصب پژوه دانشگاه ساسکس ، نظریه «همه جان انگاری» دو نقص اساسی دارد ، نخست آن که آزمایش پذیر نیست و دوم قابلیت هیچ نوع پیش بینی را برای فرآیند پیچیده ای مانند خودآگاهی را ندارد.
اخیرا برخی از طرفداران «تئوری اطلاعات یکپارچه integrated information theory» چنین بیان کرده اند که این تئوری نیز «نظریه همه جان انگاری» را تایید می‌کند. این تئوری توسط دکتر جولیو تونونی Tonini از دانشگاه ویسکانسین آمریکا مطرح گردید و اخیرا مورد توجه قرار گرفته است به عقیده این عصب پژوه ادراکات خودآگاهانه منحصر به فرد بوده و به طور همزمان باید « حاوی اطلاعات Informative» بوده و همچنین « یکپارچه Integrated» باشد. . گروه پژوهشی دکتر تونونی با روشهای ریاضی ، فرآیند ایجاد اطلاعات یکپارچه را اندازه گیری کرده اند و آنرا «متغیر phi فای φ» نامگذاری کردند. این متغیر که همیشه مثبت است، میزان خودآگاهی را در تئوری «اطلاعات یکپارچه integrated information theory» نشان می دهد. اگر φ صفر باشد یعنی سیستم به هیچوجه درکی از خود ندارد. هر چه سیستم پیچیده تر باشد و آگاهتر ، φ افزایش می یابد. مغز که دارای ارتباطات و پیچیدگی قابل توجهی است، از عدد φ بالایی برخوردارست که نشان دهنده خوداگاهی قابل توجه در مغز است. به عقیده بعضی از طرفداران این تئوری
می‌توان به هر ماده ای یک متغیر فای phi هر چند کوچک داد و آنرا خودآگاه محسوب کرد. اما پژوهشگر دانشگاه چاپمن کالیفرنیا، کووین مک کویین در پاسخ به این ادعا توصیح می دهد که در تئوری اطلاعات یکپارچه، هر ریز ذره ابتدایی elementary particles یک «سیستم اطلاعات یکپارچه» نبوده و تئوری اطلاعات یکپارچهIIT مهر تاییدی بر پان سایکیسم نبوده و اصولا هر ماده ای خودآگاه نیست. بنابراین جهان به خودی خود کانشسنس ندارد ولی سیستم های خودآگاه در داخل آن وجود دارند.

۱۰ پرسش و پاسخ در مورد خودآگاهی (کانشسنس)

#Cosciousness

۱۰- آیا ماشین‌‌ها می‌توانند خودآگاه شوند؟

نظراتِ دانشمندان و فلاسفهٰ ذهن در پاسخ به این پرسش کاملاً متفاوت است. برخی اعتقاد دارند که در حالِ حاضر بعضی از ماشین‌ها خودآگاه هستند، و عدّهٰ دیگری معتقدند ماشین‌ها، هیچگاه خودآگاه نخواهند شد. پاسخ به این پرسش بستگی به دیدگاه شما به خودآگاهی دارد.
برخی از فیلسوفان و عصب پژوهان اساساً وجودِ خودآگاهی را انکار کرده، و آنرا ایلوژن illusion (سراب) می‌دانند. یکی از این افراد استادِ فلسفهٰ ذهن در دانشگاه تافتز آمریکا، دانیل دنت Dennet است. به عقیده او اگر ماشینی بتواند، به تست تورینگ Turing ( آزمونی که توسط آن یک‌ماشین سعی می‌کند که انسان آزمونگر را متقاعد می‌کند که خودآگاه است) با رعایت تمام پیش شرط‌هایِ دقیقِ این تست پاسخ دهد، آنگاه می‌توان آن ماشین را خودآگاه در نظر گرفت.
مایکل گرازیانو عصب پژوه دانشگاه پرینستون آمریکا، معتقد است که خودآگاهیِ ماشین‌ها کاملاً امکان‌پذیر است. بر اساس تئوریِ او در بارهٰ خودآگاهی، که‌ «تئوری طرحواره توجه Attention schema» نام دارد، خودآگاهی فقط به طور ساده بیانگر عملکردهای مغز است. بنابراین اگر بتوان ماشینی ساخت که بتواند عملکرد خود را منعکس، و آنرا بیان کند، این ماشین می‌تواند خودآگاه شود. چنین ماشینی باید تواناییِ بیانِ حالتِ خود را داشته باشد و بتواند چگونگیِ فرآوریِ اطّلاعات را منعکس کند. به عقیده مایکل گرازیانو، هر ماشینی چه از نظرِ نوعِ نرم افزار، سخت افزار، و یا بیولوژیک، توانایی بالقوّه خودآگاهی را دارد.
آنیل سث عصب پژوهِ دانشگاهِ ساسکس انگلستان، با این عقیده موافق نیست، و معتقد است ما هنوز مطمئن نیستیم که به وجود آمدنِ خودآگاهی در سیستم‌های غیر ِ بیولوژیک امکان‌پذیر است. برای اینکه یک ماشین خودآگاه باشد، باید تواناییِ یک قضاوتِ آگاهانه، همانندِ موجوداتِ بیولوژیک را، که دارایِ خودآگاهی هستند، از خود بروز دهند.
در تئوریِ اطّلاعاتِ یکپارچه integrated information theory که امروزه یکی از نظریه‌های مطرح در مورد خودآگاهی است، میزانِ خودآگاهی با عدد فای phi بیان می‌شود. خودآگاهیِ هر سیستمی که عدد فایِ phi آن بالاتر از صفر باشد، تا حدودی دارای اطلاعاتِ یکپارچه است و خودآگاه محسوب می‌شود. امّا در عمل، محاسبهٰ فای phi در سیستم‌های پیچیده بسیار مشکل است، و تاکنون phi فقط برای سیستم‌هایِ ساده محاسبه شده است. بنابراین حتّى اگر ماشینی جهتِ «یکپارچه کردنِ اطّلاعات» طرّاحى شود، هنوز اندازه‌گیریِ فای phi آسان نیست و نمی‌توان آن ماشین را خودآگاه در نظر گرفت. دکتر «فیل مگوایر» فیلسوفِ ذهن در دانشگاه ملّىِ ایرلند، در این باره می‌گوید که، ماشین‌ها از اجزایی ساخته شده‌اند که آنها را می‌توان جداگانه بررسی نمود. بنابراین ماشین‌ها عملا «غیر یکپارچه» هستند و بر اساس تئوریِ اطّلاعاتِ یکپارچه ITT ، نمی‌توان ماشین ها را خودآگاه در نظر بگیریم.

پایان

چگونه تفكّرِ انتزاعى(آبسترَكت) در مغزِ انسان شکل میگیرد

#AbstractThought
#DefaultModeNetwork

مغز ِانسان داراىِ شبکه‌هایی است که از طریق آنها، قسمت‌هایِ مختلف ِمغز با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. این شبکه‌ها نقش کلیدی در اعمال مختلف مغز مانند درکِ حواسّ ِ پنجگانه، چگونگی حرکات مختلف اندامها، چگونگی به خاطر سپردن وقایع و همچنین، برنامه ریزی برای آینده دارند.
یکی از مهمترین شبکه‌های مغزی «شبکه پیش فرضی و یا Default Mode Network» یا DMN است. این شبکه در تفکّر ِ انتزاعى (آبستراکت) و این که چگونه راجع به خود فکر می‌کنیم، نقشِ اساسی دارد. هنگامیکه ما بر روی تحریکات خارجی تمرکز کرده‌ایم فعّاليتِ شبکه DMN کاهش می‌یابد و در صورت عدمِ تحریکات خارجی و زمانیکه مثلا در حال استراحت هستیم، این شبکه فعّال می‌شود. قسمتِ قُدامىِ این شبکه هنگامیکه راجع به خود فکر میکنیم فعال می‌شود، و قسمت خُلفى هنگامِ استراحت فعّال می‌شود. قسمتهای اصلیِ این شبکه را «قسمت تحتانی لوب آهیانه یا پاریتال PG, قسمت خارجی لوب گیجگاهی یا تامپورال، قسمت خلفی قشر سینگولیت PCC، و قسمت داخلی قشر پیش پیشانی یا پری فرونتال mPFC» تشکیل می‌دهند.
شبکه هایی شبیه DMN در چندین نخستینی غیر انسان مانند شامپانزه، مارموست، و لمور یافت شده است. پژوهش‌های فیزیولوژیک نشان داده‌اند که ناحیه خُلفىِ قشرِ سینگولیت PCC در میمون ِ ماکاک در حالتِ استراحت فعّال و در زمان انجام یک کار، غیر ِ فعّال می‌شود.
یکی از پرسش‌های مطرح این بود که شبکه DMN در انسان که قادر به تفکر آبستراکت است، چه تفاوتی با نخستینی‌های غیر انسان نما ( پریماتهای غیر هومینویید) مانند میمونهای ماکاک، مارموست‌ها و لمورها دارد. این پریمات‌ها قادر به تفکر آبستراکت مثل انسان نیستند.
برای جواب به این پاسخ گروهی از پژوهشگران به رهبری دکتر Christos Constantinidis از ۳ کشور آمریکا ، فرانسه و کانادا در ۷ پژوهشکده، مغز انسان و نخستینی های غیر هومینویید را توسط Funtional MRI در حالت استراحت resting state بررسی کردند. نتایج این پژوهش در آوریل ۲۰۲۲ در مجلّه Cell Reports منتشر شد.
این نتایج نشان داد که بر خلاف انسان، در پریماتهای دیگر DMN از دو قسمت تشکیل شده که ارتباط چندانی با یکدیگر ندارند. این دو ناحیه یکی برای مهارِ توجّه به تحریکات ِ خارجی است، و دیگری برای انجامِ عملکردهای شناختی. به نظر می‌رسد که این ایجاد ارتباط بین این دو قسمت DMN یک پدیده جدید در فرگشت بوده و به انسان این اجازه را داده که سریعا توانایی‌‌هایی شناختی خود را افزایش دهد.
این یافته اهمیت بسیاری دارد و بر نقشِ اساسیِ شبکه‌های مغزی دلالت دارد. الگوهای غیر طبیعیِ شبکه‌های مغزی، عاملِ مهمّ ِ ایجاد اختلالاتِ رشدِِ سیستمِ عصبی و بیماری‌های روانی هستند که، این‌ها به نوبه خود عملکردِ این بیماران را در جامعه تحتِ تأثير قرار می‌دهند.
به عقیده دکتر «کلمنت گارین Garin» که در این پژوهش نقش داشته، درکِ بهتر ِ شبکه‌های مغزی و یافتِ الگوهایِ غیرِ معمول، می‌تواند به شناخت و درمانِ بیماری‌های عصبی و روانی، کمک زیادی نماید. این گروهِ پژوهشی قصد دارد که در قدمِ بعدی، چگونگیِ شکل گیری و تغییرِ شبکه DMN را در دوران کودکی برّرسى نماید، چون بسیاری از بیماری‌ در این دوران آغاز می‌گردند.

فعّاليتِ مغز هنگامِ بیهوشی عمومی

#generalanesthesia
#consciousness
#cerebralcortex

هنگامى كه بیماری به اطاق عمل برده می‌شود، متخصّص ِ بیهوشی ماسکِ بیهوشی را بر روی صورت بیمار گذاشته، و بيمار در زمانِ کوتاهی بیهوش می‌شود. بعد از پایان یافتنِ جرّاحى و برگشت به اطاق خود، بيمار بیدار می‌شود ولى اتفّاقاتِ زمانِ جرّاحى را به خاطر نمی‌آورد. ما ممکن است تصوّر کنیم که در زمان بیهوشیِ عمومی، مغز و مخصوصاً قشرِ آن کاملاً غیر فعّال می‌شود، چون قشرِ مغز مسئول ایجاد آگاهی است و در زمانِ بیهوشی، آگاهی وجود ندارد.
در چند دهه‌ی اخیر مشخص شده که در هنگام بیهوشیِ عمومی، قشر ِ مغز فعّال می‌ماند، و این فعّالیت متغیّر نیز هست. با قراردادنِ الکترودهای نوار مغزی (الکتروآنسفالوگرام)، می توان این گونه فعّاليت‌های قشرِ مغز را ثبت کرد. امّا این الکترودها دقیقاً نشان نمی‌دهند که کدام لایه‌ی قشرِ مغز از خود فعّاليت نشان می‌دهد.
قشرِ مغز دارای ۶ لایه‌ی متمایز است که هر لایه سلّولِ خاصّ ِخود را دارد. سطحی‌ترین لایه‌ی حاویِ دندریت‌ها(زائده‌های نورون‌هایِ لایه‌های عمیق‌تر است)، لایه دوم یا گرانولر خارجی حاویِ سلّول‌های گُلژى، لایه‌ی سوم یا لایه‌ی سلّول‌های هرمیِ خارجی، لایه‌ی چهارّم یا گرانولر داخلى حاویِ سلول‌های کوچکِ گلژی، لایه‌ی پنجم یا هرمیِ داخلی که شامل سلول‌هایِ بزرگِ هرمی شکل بوده، و لایه‌ی ششم که حاویِ سلول‌های دوکی شکل است.
داروهای بیهوشیِ عمومی همگی باعث ِ از بین رفتن ِموقّتى ِ آگاهی می‌شوند. متخصّصين ِ بیهوشی هنگامِ جرّاحى، به طور دائم بیماران را تحت نظر دارند که میزان داروهای بیهوشی در حدّى باشد که آگاهیِ بیمار در زمانِ جرّاحى باز نگردد، و از طرفِ دیگر آنقدر زیاد نباشد که باعثِ صدمه مغزی شود.
اصولاً سه گروه از داروهای بیهوشی هستند که بیشتر استفاده می‌شوند. این داروها معمولاً به یکی از شیوه‌های ِ زير عمل می‌کنند: تحریکِ گیرنده‌هایِ گابا GABA(که واسطه شیمیایی مهاری در مغز است)، تحریکِ گیرنده‌های تریاکیِ مغز، و یا مهار ِگیرنده گلوتامات NMDA (که واسطه‌ی شیمیاییِ تحریکی در مغز است).
علیرغم ِ عملکردِ مختلفِ داروهای بیهوشی، ثبت فعّاليتِ الکتریکِ مغز هنگامِ ِ بیهوشی توسّطِ دستگاه نوار مغزی، یک الگویِ ثابت را به صورت آهسته شدنِ امواج مغزی نشان می‌دهد. امّا این مشخّص نمی‌کند که کدام لایه‌ی قشر مغز مسئول ایجاد امواجِ آهسته و از بین بردنِ آگاهی است.
در پژوهشی که در سال ۲۰۲۲ در مجله Neuron منتشر شد، A. Bharioke و همکاران از دانشگاه بازل سوییس نشان دادند که لایه‌ی پنجمِ قشر مغز که حاویِ سلول‌های هرمیِ بزرگ هست، در این پدیده نقش اساسی دارد. آنها با نوع مخصوصی از تصویر نگاریِ مولکولهای کلسیم
two -photon calcium imaging
و با استفاده از تزریق نوعی آدنو ویروس که باعثِ بروز ِ کلسیم در قشر ِ مغز موش‌هایِ بیدار و موش‌های تحت ِ بیهوشی می‌شود، فعالیت لایه‌ی پنجمِ قشر مغز را را ثبت کردند.
این پژوهش نشان داد که در زمان بیهوشی یک هماهنگی synchrony در تمام نورون‌هایِ هرمی ِ لایه‌ی پنجم ایجاد می‌شود و این هماهنگی و یا سنکرونیِ نورونی باعثِ از بین رفتنِ آگاهی می‌شود.
لایه‌‌‌‌‌ی پنجم ِ قشر مغز، مهم‌ترین مرکز خروجی‌هایِ قشرِ مغز بوده، و همچنین مسئولِ ارتباط مناطق مختلف قشری با یکدیگر است. هنگامی كه فعّاليت‌های این سلول‌های هرَمى هماهنگ می‌شوند، فرستادنِ اطّلاعات از این قشر به بقیه نقاطِ مغز محدود شده، و به علّت ِ این قطع ارتباط در قشر، فرد بیهوش می‌شود.
هنگامى كه اثرات داروهای بیهوشی از بین می رود، سنکرونی یا هماهنگیِ سلول‌های هرمی متوقّف شده و فرد بیدار می‌شود.

اهمّيتِ این پژوهش این است که از طرفی، فرآیندِ تغییراتِ قشر مغز را در زمان ِ بیهوشی نشان داده و هم چنين مشخّص نموده که داروهای بیهوشی بر کدام قسمتِ قشر مغز عمل می‌کنند. این می‌تواند به بهبودِ پژوهش‌ها در زمینه داروهای جدیدِ بیهوشی کمک نماید، و هم چنين راهِ ِ جدیدی را برای برّرسى ِ پدیده‌ی آگاهی، توسّط ِ دانشمندانِ علوم ِاعصاب باز نماید.
پایان

تفاوت مغز انسان‌ با دیگرحیوانات.
چرا ما با هوش تریم؟.

#humanbrain
#cognition
#synergistic

قسمت نخست:

انسان از نقطه نظر شناختی از تمام حیوانات دیگر متمایز است. هیچ گونهٔ حیوانی ِ دیگر نیست که قادر به فرستادن ماهواره به فضا، یا توانایی ِ اختراع واکسن داشته باشد و یا کتابِ شعر بنویسد. یکی از سؤلاتِ مهم در علم اعصاب این است که، مغز انسان چگونه اطلاعات را فرآوری می‌کند که چنین توانایی شناختی cognition را ایجاد می‌کند.
در چند دههٔ گذشته اطّلاعاتِ ما در مورد مغز انسان به طور روز افزونی افزایش یافته است. یکی از نظریه‌هایی که در مورد توانایی شناختیِ مغزِ انسان مطرح شد، توسّطِ عصب پژوه و فیزیولوژیست معروف دانشگاه MIT آمریکا «دیوید مار David Marr» بود ( این دانشمند متاسفانه به علت بیماری در سن ۳۵ سالگی درگذشت و کتاب معروف او Vision، بعد از مرگ او منتشر شد). نظریه او «سیستم فرآوری توزیع اطلاعات
Distributed information-processing sysrem»
نام دارد. بر اساس این نظریه، اطّلاعات از طریق شبکه‌های اختصاصی در داخل سیم کشی مغز به طور مجزّا انتقال می‌یابند و این شبکه ها از طریق فرستادن پیامها (سیگنالها) به ورودی و یا خروجی شبکه های‌دیگر، می‌توانند با یکدیگر ارتباط پیدا کنند.
پژوهش‌های جدیدِ نوروساینس، نشان داده که نظریه Marr فقط قسمت کوچکی از عملکرد پیچیدهٔ پدیده شناخت cognition است. به علاوه در گونه‌های مختلف ِ حیوانی فرآیندهای شناختی متفاوت هستند، و یافتن این تفاوت در انسان علّتِ برتریِ شناختی را نسبت به دیگر حیوانات نشان می‌دهد.
در پژوهش جدیدی که توسط آندریا لوپی Luppi و همکارانش در مجله «طبیعت Nature» منتشر شده، سعی شده که عوامل مختلفی که باعث برتری شناختی انسان می‌شود، بررسی شود.
(A Synergestic core for human brain evolution and cognition, Nature, May 2022)
دکتر لوپی و همکارانش از تئوری CE Shannon، به نام تئوری «چارچوب ریاضی اطّلاعات» استفاده کردند. در این تئوری به چگونگی اندازه گیری، ذخیره و تبادل اطّلاعاتِ دیژیتالی پرداخته شده که نقش بزرگی در تکنولوژی اینترنت و هوش مصنوعی دارد. با استفاده از این چارچوب، پژوهشگران دریافتند که، قسمت‌هایِ مختلف مغز راه‌هایِ متفاوتی برای ایجاد ارتباط با مناطق دیگر مغز دارند.
بعضی مناطق مغز تبادل اطّلاعات را به همان صورتی که دیوید مار مطرح کرده بود، یعنی با اثر گذاری بر روی ورودی و خروجی منطقهٔ دیگر عمل می‌کنند. این نوع ارتباط قابل اعتماد و تکرار پذیر است. مناطقی از مغز که برای اعمال حرکتی و حسّی (مانند قسمتهای که مسئول فرآیند شنوایی، بینایی و حرکتی هستند) از این روش استفاده می‌کنند. به طور مثال در مورد چشم‌ها که اطّلاعات را به پشتِ سر مغز (لوب پس سری یا اکسیپیتال) می‌فرستند. بیشتر این اطّلاعات دوبار تکرار شده‌اندّ، چون هر دو چشم یک نوع اطّلاعات را به مغز می‌فرستند. نیمی از این اطّلاعات ضروری نیست. این نوع انتقال اطلاعات ورودی- خروجی، فرآوری «زائد redundant» نامیده می شود. فائده این نوع انتقالِ اطّلاعات اینستکه چون تکرار شده‌اند، بسیار قابل اعتماد و قوی هستند. این اطّلاعاتِ قوی برای حفظ بقایِ حیوان بسیار مهمّ است. به همین دلیل ارتباطات چشم و این مناطقِ مغز همانندِ، تلفن‌های سیمی، با استحکام زیاد سیم پیچی شده‌اند.
باید توجه داشت که اطّلاعاتی که ازچشم به مغز می‌رسد همیشه نیمی از آن زائد نیست، مثلاً برای دید سه بعدی به اطّلاعاتِ هر دو چشم نیاز است.
نوع دیگری از انتقال و فرآوری اطّلاعات در مغز وجود دارد که به آن فرآوری «هم افزایی synergestic» گفته می‌شود. در این نوع، برآیند فرآوری بیش از جمع ریاضی ورودی های اطّلاعاتی است.
فرآوری هم افزایی یا سینرژستیک بیشتر در مناطقی از مغز دیده می‌شود که مسئول طیف وسیعی از اعمال پیچیده شناختی مثل توجه attention، یادگیری، حافظه فعال، اعمال پیچیده ریاضی و اعمال شناختی در اجتماع هستند. این ارتباط به صورت مستحکم در مغزسیم پیچی نشده و هنگامِ یک تجربهٔ جدید، با شبکه های دیگر ارتباط متفاوتی ایجاد می‌کنند. این نوع فرآوری، جمع آوری اطّلاعاتِ مختلف را تسهیل می‌کند. مناطقی از مغز که هم افزایی و یا سینرژی بالاتری دارند، میزان بیشتر اتّصالاتِ بین نورونی (سیناپس‌ها) دیده می‌شود.

قسمت دوم:

امّا سؤالی که مطرح است این است که، آیا میزان فرآوری هم افزایی در انسان بیش از نخستینیان (پریماتها) است، و آیا فرآوریِ هم افزایی یا سینرژستیک، باعث برتری شناختی انسان شده است؟
گروه پژوهشی دکتر Luppi، اطّلاعاتِ به دست آمده از تصویر نگاریِ مغز و آنالیز ژنتیکی گونه‌هایِ مختلف را برّرسی کردند. آن‌ها دریافتند که، در مقایسه با میمون‌های ماکاک، انتقال ِ جریانِ اطّلاعات در مغز انسان به میزان بسیار بیشتری از فرآوری هم افزایی( سینرژیستیک) استفاده می‌کند.
در حالی که، جریان اطّلاعاتِ زائد redundant در مغزِ هر دو‌ گونه، یکسان است.
یکی از مناطقی که این گروه در مغز بررسی کردند، ناحیهٔ قشر پری فرونتال (پیش پیشانی) بود. این ناحیه مسئولِ اعمال ِ پیچیدهٔ شناختی است. در میمون‌های ماکاک، فرآوریِ زائدِ اطّلاعات غالب است در حالی که، در انسان، اکثر فرآوری‌ها در این قشر، از نوع هم افزایی است.
قشر پری فرونتال در طولِ دگرگشت در نخستینیان، بزرگتر شده، و سرانجام در انسان در مقایسه با شامپانزه به طور ِ قابلِ ملاحظه‌ای بزرگتر شده است. این قشر بیشترین فرآوریِ هم افزایی را در انسان دارد. پژوهش‌های ژنتیکی هم نشان داده‌اند که، مناطقی که بیشترین فرآوریِ هم افزایی را دارند، بیشترین ژن‌های منحصر بفرد را هم در انسان دارند. این ژن‌ها، همچنین در رشد و عمل‌کرد‌هایِ مغز مانند هوش نیز، نقش اساسی را ایفا می‌کنند.
اهمیّتِ این پژوهش این است که، با پژوهش ِ بیشتر بر روی «فرآوری هم افزایی» ممکن است، به این پرسشِ بزرگ که چرا انسان از نظرِ شناختی بر دیگر گونه‌ها برتری دارد، پاسخ داده شود.

بر گرفته از Conversation ماه می ۲۰۲۲

پایان