Medvetandet och hjärnan

Medvetande och hjärnan: Dechiffrera hur hjärnan kodar våra tankar
	Första upplagan
Författare	Stanislas Dehaene
Ämne	Medvetande , neurovetenskap
Utgivare	Viking Press
Publiceringsdatum	2014
Sidor	352
ISBN	978-0670025435

Medvetande och hjärnan: Dechiffrera hur hjärnan kodar våra tankar är en bok från 2014 av Stanislas Dehaene . Den sammanfattar forskning om neurovetenskapen om medvetande, särskilt från de senaste decennierna.

Bokens översikt

Inledning: Tankens grejer

Dehaene granskar historiska intuitioner om att medvetandet måste vara skilt från materia. Han förklarar hur medvetandet inte ens nämndes i neurovetenskapliga kretsar förrän i slutet av 1980-talet, då en revolution inom medvetenhetsforskningen började. Dehaene menar att "access consciousness" (att vara medveten om och kunna rapportera information) är den rätta definitionen att börja med för vetenskaplig undersökning. Medan vissa filosofer insisterar på att accessmedvetande skiljer sig från "fenomenalt medvetande" (t.ex. hur qualia känns), anser Dehaene att distinktionen access/fenomenal är "mycket missvisande" och tycker att den "leder nedför en hal backe till dualism" (s. 10). .

Ch. 1: Medvetandet kommer in i labbet

Dehaene skiljer medveten tillgång från relaterade men inte identiska idéer: "uppmärksamhet, vakenhet, vaksamhet, självmedvetenhet och metakognition " (s. 25).

Han introducerar projektet att mäta neurala medvetandekorrelat med hjälp av paradigm som minimala kontraster av bilder, maskering ( subliminal stimuli ), binokulär rivalitet och uppmärksamhetsblink . Uppmärksamhetsblinkningen relaterar till den psykologiska refraktärperioden , ouppmärksam blindhet och förändringsblindhet . Olaf Blankes studier om upplevelser utanför kroppen utforskar ett exempel där medveten upplevelse förändras medan yttre stimuli förblir oförändrad.

I Ch. 4, Dehaene noterar att korrelat av medvetande faktiskt är otillräckliga, eftersom många saker kan korrelera med medveten perception, inklusive till och med hjärnans tillstånd före presentationen av en stimulans. Dehaene är mest intresserad av neurala signaturer av medvetande som representerar medvetandets hjärna som bearbetar sig själv. (sid. 142)

Ch. 2: Fathaming omedvetna djup

"Baserat på vad vi nu vet kan praktiskt taget alla hjärnans regioner delta i både medvetna och omedvetna tankar."

Stanislas Dehaene, Consciousness and the Brain , sid. 53

Dehaene granskar omedveten hjärnbearbetning av olika former: subliminal perception, Édouard Claparèdes nålsticksexperiment, blindsyn , hemispatial neglect , subliminal priming, omedveten bindning (inklusive över sensoriska modaliteter, som i McGurk-effekten ), etc. Dehaene diskuterar en debatt om huruvida mening kan bearbetas omedvetet och drar utifrån sin egen forskning slutsatsen att det kan vara det. En N400 meningsbaserad våg uppstår för oväntade ord även när de är maskerade eller inte behandlas. Omedveten bearbetning är inte bara nedifrån och upp utan kan förstärkas när uppmärksamhet uppifrån och ned riktas mot ett mål, även om målet aldrig blir medvetet. Hjärnor kan till och med göra vissa matematiska operationer omedvetet, och att sitta på ett problem för att låta det undermedvetna utarbeta ett svar har visat sig vara till hjälp i flera experiment.

Ch. 3: Vad är medvetande bra för?

Medan vissa ser medvetandet som ett epifenomen av hjärnor, ser Dehaene att det spelar funktionella roller, som t.ex.

Att kollapsa många sannolikhetsbedömningar på lägre nivå till en medveten uppfattning samplad från den Bayesianska bakre fördelningen, vilket gör att vi kan fatta ett enda beslut, på ett liknande sätt som FBI sammanfattar mycket lågnivådata i en enda brief för USA:s president . Konvergens på en enda tolkning av lokala receptiva fältdata sker inte under anestesi.
Skapar varaktiga tankar som kan finnas kvar i arbetsminnet för att användas vid ett senare tillfälle. Daniel Dennett jämför detta med en ekokammare. Däremot försvinner omedveten information exponentiellt inom ungefär en sekund.
Resonera genom flerstegsstrategier och utföra seriella beräkningar, till exempel stegen för att räkna ut att 12 x 13 = 156 i ditt huvud. Medvetandet verkar "samla informationen från olika processorer, syntetisera den och sedan sända resultatet - en medveten symbol - till andra, godtyckligt utvalda processorer" (s. 105). Detta liknar ett produktionssystem inom artificiell intelligens .
Dela innehållet i våra sinnen med andra, via språk och icke-verbala signaler. Hjärnor kan göra förtroendebedömningar i sina åsikter, vilket hjälper till att kombinera bedömningar optimalt.

Ch. 4: Signaturerna för en medveten tanke

Neuroforskare har hittat fyra "signaturer för medvetande":

Kraftigt förstärkt hjärnaktivitet i många regioner, inklusive parietala och prefrontala kretsar. Omedveten perception är som en våg som sjunker ut när den når stranden, medan medveten perception är mer som en lavin som tar fart när den fortskrider.
Tändning av en sen P3- våg när ett ord ses medvetet men inte när det förblir omedvetet. Dehaene jämför medveten uppfattning med att bryta "genom vallen av frontal- och parietalnätverken, plötsligt översvämmas i en mycket större yta av cortex" (s. 124). Det finns faktiskt två P3-vågor, och de verkar uppta bandbredd som förhindrar förståelse av andra stimuli samtidigt, vilket förklarar uppmärksamhetsblinkningen och medvetandets seriella karaktär.
En markant ökning av kraften hos gammavågor som börjar cirka 300 millisekunder efter en stimulans. I motsats till en initial hypotes av Francis Crick och Christof Koch , uppträder inte gammavågor runt 40 Hz bara under medvetande. Men när de dyker upp i omedveten bearbetning har de en mycket reducerad intensitet.
Hjärnomfattande synkronisering av information i vad som kallas en "hjärnnät". Grangers kausalitetsanalys visar stark dubbelriktad kausalitet, med signaler som färdas både nerifrån och upp (för att förmedla sensorisk information till högre områden) och uppifrån och ner (kanske som uppmärksamhets- eller bekräftelsesignaler).

Medvetandet verkar ha en slags "tipping point" eller "fasövergång", en allt-eller-inget-gräns. Dehaene använder frasen "global antändning" för att beskriva processen med neuroner som bryter ut i utbredd aktivering, liknande sättet som en publik börjar med några klappar och sedan bryter ut i synkrona applåder (s. 131).

Medvetandet är långsammare än händelserna i den yttre världen. Blixtfördröjningsillusionen illustrerar detta eftersom vi kan förutsäga framtida positioner för rörliga föremål men inte för objekt som plötsligt dyker upp .

Medvetna uppfattningar har egenskaper av " stabilitet över tid, reproducerbarhet över försök och invarians gentemot ytliga förändringar som lämnar innehållet intakt" (s. 149).

För att bevisa orsakssamband mellan hjärntillstånd och medvetna upplevelser har neuroforskare använt transkraniell magnetisk stimulering och intrakraniella elektroder för patienter som genomgår operation för att direkt skapa uppfattningar. Ett exempel är fosfen .

Ch. 5: Teoretiseringsmedvetande

Dehaene diskuterar sin version av Global Workspace Theory of consciousness. Dehaene föreslår att "När vi säger att vi är medvetna om en viss information, menar vi just detta: informationen har kommit in i ett specifikt lagringsområde som gör den tillgänglig för resten av hjärnan" (s. 163) . Han tillägger: "Den flexibla spridningen av information, hävdar jag, är en karakteristisk egenskap hos det medvetna tillståndet" (s. 165).

Dehaene och kollegor har utvecklat datorsimuleringar av neural dynamik som framgångsrikt replikerar sättet på vilket distribuerad bearbetning i hjärnans periferi ger vika för en stabil, seriell "tanke" på högre nivåer på grund av återkopplingsförstärkning av en signal och hämning av andra. Simuleringen visade de fyra medvetandesignaturerna som beskrivs i kap. 4 (sid. 184). Medvetandet verkade uppföra sig som en "fasövergång" mellan ett omedvetet stabilt tillstånd av lågnivåaktivitet och ett annat medvetet tillstånd bestående av snöbollande självförstärkning och efterklang (s. 184). Subliminala stimuli misslyckas med att bli medvetna eftersom när de högre skikten försöker förstärka signalen har den ursprungliga ingångsstimuleringen försvunnit (s. 193).

Dehaene föreslår att brusfluktuationer i neural aktivitet kan förstärkas och ge upphov till slumpmässighet i våra tankeströmmar (s. 190).

Ch. 6: Det ultimata testet

Dehaene diskuterar koma , vegetativa tillstånd , minimalt medvetna tillstånd och inlåst syndrom .

Nyligen genomförda fynd har visat att ett fåtal patienter utan någon förmåga att röra sig (inte ens att röra sina ögon) fortfarande visar intakt medvetande, vilket ses av deras förmåga att svara på frågor i en fMRI. Tricket är att instruera patienterna att tänka på sina lägenheter om de vill säga "nej" och på att spela tennis om de vill säga "ja", och motsvarande skillnader i hjärnaktivitet kan observeras.

Olika tester kan ge olika svar på om en klinisk patient är vid medvetande, och svar kan bero på tid på dygnet eller andra faktorer. Därför föreslår Dehaene "att utveckla ett helt batteri" av tester som kan tillämpas i många sammanhang (s. 214-215). fMRI-tester är dyra och betungande, så forskare utforskar enklare EEG- kommunikationsmetoder (s. 215) och andra hjärn-datorgränssnitt (s. 216). Dehaene och kollegor utvecklade också ett enkelt test för medvetande baserat på nya mönster i ljud.

Ch. 7: Medvetandets framtid

Dehaene utforskar medvetande hos mänskliga spädbarn, icke-mänskliga djur och maskiner.

Dehaene granskar bevis för att unga spädbarn verkligen är medvetna, även om deras globala arbetsytor kan gå 3-4 gånger långsammare än hos vuxna, kanske för att deras myelin inte är väl etablerat.

"Jag skulle inte bli förvånad om vi upptäckte att alla däggdjur, och förmodligen många arter av fåglar och fiskar, visar bevis på en konvergent utveckling till samma sorts medvetna arbetsyta [som finns hos människor]."

Stanislas Dehaene, Consciousness and the Brain , sid. 246

Apor kan tränas att "rapportera" om sina medvetna upplevelser via handlingar snarare än tal, och apor visar samma slags hjärn- och beteendemönster som människor som svar på medvetandetester. Dehaene tillägger att vissa djur, som apor och delfiner, visar bevis inte bara på medvetande utan också på metakognition. Han spekulerar i att kanske det som gör mänsklig kognition unik är "det märkliga sättet vi uttryckligen formulerar våra idéer med hjälp av kapslade eller rekursiva strukturer av symboler" (s. 250).

Dehaene föreslår att datorer skulle kunna bli mer som djurhjärnor om de hade större kommunikation mellan processer, mer inlärningsplasticitet och mer autonomi över beslut. Av dessa designförändringar antyder han att "åtminstone i princip ser jag ingen anledning till varför de inte skulle leda till ett artificiellt medvetande" (s. 261). Dehaene föreslår att det svåra problemet med medvetande "bara verkar svårt eftersom det engagerar dåligt definierade intuitioner", och det "kommer att förångas" när människor bättre förstår "kognitiv neurovetenskap och datorsimuleringar" (s. 262). Dehaene försvarar också en kompatibilistisk föreställning om fri vilja och föreslår till och med att fri vilja "kan implementeras i en standarddator" (s. 264).

Reaktioner

James W. Kalat tycker " Medvetandet och hjärnan är vackert skrivet, lärorikt, eftertänksamt och kommer sannolikt att provocera fram diskussioner i många år framöver." Kalat förklarar hur Dehaene anser att medvetandet är viktigt för att utföra vissa beräkningar som inte kan göras omedvetet. Men Kalat föreslår att detta lämnar oss med ett pussel: "Om vi inte antar att datorer är medvetna, kvarstår frågan varför vi är medvetna när vi utför vissa funktioner, medan datorer kan utföra praktiskt taget samma funktioner utan medvetande." Kalat finner också otillräckligt Dehaenes avfärdande av det svåra problemet med medvetande "på knappt en sida med text" utan ytterligare utforskning av ämnet.

Alun Anderson håller med kritikerna av Dehaene som tycker att medvetande som "hjärnomfattande informationsdelning" inte är tillräckligt för att lösa det svåra problemet. Som sagt, han uppskattar Dehaenes bok och rekommenderar att "läsa ett kapitel i taget eftersom det är proppfullt med intuitionsförändrande experiment."

Matthew Hutson kallar Dehaenes bok "smart, grundlig och klarsynt, fastän ett fruktansvärt val för strandläsning." Hutson beundrar Dehaenes framgång med neurala medvetandekorrelat men känner att det svåra problemet förblir olöst. Liksom Kalat finner Hutson att Dehaenes avfärdande av det svåra problemet är omotiverat eftersom medvetandet är "unikt" genom att vara "inneboende privat, subjektivt", till skillnad från andra fenomen som kan förklaras reduktivt.

Ned Block svarar på Dehaenes kritik av ren qualia skild från informationsbehandling genom att antyda att fenomenalt medvetande verkligen kan spela en funktionell roll när det "fettar hjulen för kognitiv tillgång" men att fenomenalt medvetande också kan existera utan tillgång.

Se även

Dehaene–Changeux modell
Vad är medvetande och kan maskiner ha det? En recension från 2017 i Science S Dehaene, H Law & S Kouider

Anteckningar