Ι. Π. Ζώης: Περί συνείδησης

Ιωάννης Π. Ζώης

Υπάρχουν πολλά δύσκολα προβλήματα στον χώρο της Ιατρικής επιστήμης αλλά μόνο ένα από αυτά αποκαλείται "το δύσκολο πρόβλημα". Και αυτό είναι το πρόβλημα της συνείδησης - πώς ένα περίπου κιλό νευρικών κυττάρων δημιουργεί στον άνθρωπο το «άραφο» καλειδοσκόπιο τωναισθήσεων, τις σκέψεις, την συνείδηση του εαυτού του, την αίσθηση του χώρου και του χρόνου, της γύρω πραγματικότητας, τις αναμνήσεις και τα συναισθήματα που καταλαμβάνουν τον άνθρωπο τηνκάθε στιγμή της ζωής του.

Το δυσεπίλυτο αυτό πρόβλημα οδήγησε το 1989 στην διαβόητη παρατήρηση του Βρετανού ψυχολόγου Stuart Sutherland: "Η συνείδηση είναι ένα συναρπαστικό, αλλά φευγαλέο φαινόμενο ...Τίποτα που να αξίζει να διαβαστεί δεν έχει γραφτεί ακόμη για αυτή."

Το δύσκολο αυτό πρόβλημα παραμένει άλυτο. Ωστόσο, οι νευροεπιστήμονες έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στην κατανόηση της συνείδησης: από τους λόγους που υπάρχει μέχρι τα προβλήματα που δημιουργούνται όταν δεν λειτουργεί σωστά.

Είναι η συνείδηση ακόμα συναρπαστική; Ναι. Ασύλληπτη; Απολύτως. Αλλά η παρατήρηση του Sutherland μάλλον δεν ισχύει πλέον.

Όσοι έχουν εμπειρία κάποιου γνωστού προσώπου που υπέστη εγκεφαλικό θα έχουν δει πως ένας δυνατός και με αυτοπεποίθηση άνθρωπος μετατρέπεται σε ένα άτομο με σύγχυση και παιδική συμπεριφορά. Πέρα από το θέμα της πιθανής ανάρρωσης δεν μπορεί κανείς να αποφύγει τα βαθειά ερωτήματα που εγείρονται.

Το θέμα της συνείδησης το πραγματεύονται ιστορικά κυρίως η φιλοσοφία και οι νευροεπιστήμες. Κατά τον 20ο αιώνα, λόγω της εμπλοκής της συνείδησης και σε διάφορες ερμηνείες της κβαντομηχανικής έχει προστεθεί και η φυσική (αλλά και τα μαθηματικά μέσω των νευρωνικών δικτύων). Η πρώτη (φιλοσοφία) προσφέρει κομψά επιχειρήματα, με απαρχή τον γνωστό «δυϊσμό» του Καρτέσιου που υποστηρίζει ότι η συνείδηση δεν αποτελεί φυσικό φαινόμενο και πρέπει να είναι ανεξάρτητη από τον «υλικό» ανθρώπινο εγκέφαλο. Αυτό βέβαια έρχεται σε άμεση αντίθεση με τις νευροεπιστήμες: η συνείδηση των ανθρώπων που έχουν υποστεί εγκεφαλικό επεισόδιο παραμορφώνεται από ένα μικρό θρόμβο αίματος στον εγκέφαλο.

Υπάρχουν ερωτήματα για τον εγκέφαλο που ταιριάζουν περισσότερο στην φιλοσοφία: Πως θα ήταν εάν είμαστε για παράδειγμα ζώα (πχ γάτες) αντί για άνθρωποι? Είναι η αίσθηση ακοής μιας συμφωνίας του Μάλερ κάποιου άλλου ανθρώπου ίδια με την δική μας? Πως μπορούμε να γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι τα άλλα ανθρώπινα όντα έχουν πράγματι συνείδηση? Ίσως περισσότερες πιθανότητες να βρούμε απαντήσεις ακόμη και σε αυτές τις ερωτήσεις βρίσκονται μάλλον στις νευροεπιστήμες παρά στη φιλοσοφία.

Ένας τομέας στον οποίο έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος είναι η ανακάλυψη των φυσικών-νευρωνικών συσχετισμών της συνείδησης, δηλαδή «πως φαίνεται» η ύπαρξη συνείδησης σε διάφορες απεικονιστικές τεχνικές του εγκεφάλου (πχ τα διάφορα είδη τομογραφίας). Ένας τρόπος να διερευνηθεί αυτό είναι να παρατηρήσουμε τις διαφορές ανάμεσα στην λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου σε περιόδους μειωμένης ενσυνείδησης, (πχ όταν κάποιος βρίσκεται σε κατάσταση «φυτού» ή αναισθησίας ή και ύπνου) και σε κατάσταση κανονικής εγκεφαλικής λειτουργίας σε εγρήγορση.

Τομογραφίες εγκεφάλου έχουν δείξει ότι άνθρωποι που βρίσκονται σε κατάσταση φυτού (πχ από κάποιο ατύχημα), έχουν υποστεί βλάβες στον θάλαμο του εγκεφάλου, ένα «κέντρο διακοπτών» στο μέσο του εγκεφάλου. Μια άλλη συνηθισμένη βλάβη που παρατηρείται σε τέτοιες περιπτώσεις είναι καταστροφή στις συνδέσεις του θαλάμου και του προμετωπιαίου φλοιού (prefrontal cortex, η περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για πολύπλοκες σκέψεις). Η σταδιακή απενεργοποίηση του προμετωπιαίου φλοιού έχει παρατηρηθεί και σε τομογραφίες ασθενών που υπόκεινται σε γενική αναισθησία.

Αυτές οι παρατηρήσεις είναι πολύτιμες στην μείωση των πιθανοτήτων κατά την αναζήτηση των τμημάτων του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνα για την δημιουργία συναίσθησης αλλά δεν μας αποκαλύπτουν για παράδειγμα τι συμβαίνει στον εγκέφαλο όταν βλέπουμε το κόκκινο χρώμα. Το να εκτελέσουμε μια τομογραφία εγκεφάλου κατά την διάρκεια που κάποιος βλέπει ένα κόκκινο αντικείμενο δεν βοηθά ιδιαίτερα σε αυτό διότι γνωρίζουμε πως υπάρχει υποσυνείδητη εγκεφαλική δραστηριότητα που δημιουργείται από οπτικά ερεθίσματα.

Μια λύση είναι να χρησιμοποιήσουμε ερεθίσματα στο κατώφλι της συναίσθησης, οπότε αυτά προσλαμβάνονται μόνο μερικές φορές, για παράδειγμα να εμφανίσουμε αστραπιαία μια λέξη σε μια οθόνη για πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Εάν το άτομο δεν παρατηρεί συνειδητά την λέξη που εμφανίστηκε, το μόνο τμήμα του εγκεφάλου που ενεργοποιείται είναι αυτό που είναι άμεσα συνδεδεμένο με το εν λόγω αισθητήριο όργανο, εν προκειμένω ο οπτικός φλοιός (visual cortex). Εάν όμως το υποκείμενο αποκτήσει συναίσθηση της λέξης, ενεργοποιούνται και άλλες περιοχές του εγκεφάλου όπως ο πλευρικός προμετωπιαίος φλοιός (lateral prefrontal cortex) και ο οπίσθιος βρεγματικός φλοιός (posterior parietal cortex) που επίσης είναι υπεύθυνος για πολύπλοκες σκέψεις.

Πολλά ζώα έχουν θάλαμο στον εγκέφαλό τους αλλά οι δύο περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού που συμμετέχουν στην δημιουργία της συνείδησης δεν είναι τόσο μεγάλες και τόσο ανεπτυγμένες όσο στον άνθρωπο. Αυτό συμφωνεί με την γενική αντίληψη ότι αν και υπάρχει κάποιου βαθμού συνείδηση και στα άλλα ζώα, υπάρχει κάτι ιδιαίτερο στην περίπτωση του ανθρώπου.

Στον άνθρωπο, οι τρεις περιοχές του εγκεφάλου (από όσα γνωρίζουμε μέχρι στιγμής) που εμπλέκονται στην δημιουργία της συνείδησης, δηλαδή ο θάλαμος, ο πλευρικός προμετωπιαίος φλοιός και ο οπίσθιος βρεγματικός φλοιός έχουν ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό: Διαθέτουν περισσότερες συνάψεις μεταξύ τους όσο και με άλλα τμήματα του εγκεφάλου από οποιαδήποτε άλλη περιοχή του εγκεφάλου. Με την μέγιστη παρατηρούμενη πυκνότητα συνάψεων, αυτές οι τρεις περιοχές του εγκεφάλου αποτελούν τα καλύτερα κέντρα για λήψη, συνδυασμό και ανάλυση πληροφοριών από τον υπόλοιπο εγκέφαλο. Πολλοί νευροεπιστήμονες υποψιάζονται ότι το χαρακτηριστικό γνώρισμα της συνείδησης δεν είναι τίποτε άλλο από σύνθεση πληροφοριών. Για παράδειγμα όταν μιλάμε σε κάποιο φίλο, δεν τον εμπειρόμεθα σαν μια σειρά ξεχωριστών χαρακτηριστικών αλλά ως ένα ενιαίο όλον που συμπεριλαμβάνει την εμφάνιση, τον ήχο της φωνής του, τη γνώση του ονόματός του, την αγαπημένη του ομάδα κλπ, όλα αμαλγαματοποιημένα σε ένα πρόσωπο.

Πως όμως ο εγκέφαλος συνυφαίνει όλες αυτές τις πληροφορίες που προέρχονται από τα διαφορετικά τμήματα του εγκεφάλου? Η κρατούσα σήμερα άποψη είναι ότι οι σχετικοί νευρώνες αρχίζουν να εκπέμπουν ηλεκτρικούς παλμούς συγχρονισμένα, ένα φαινόμενο που παρατηρείται στο ηλεκτροεγκεφαλογράφημα. Η υπογραφή της συνείδησης φαίνεται να αποτελείται από ταχύτατα εγκεφαλικά κύματα που παράγονται στον θάλαμο και διαχέονται στον φλοιό.

Μια από τις πιο εξέχουσες προσπάθειες να μετατραπούν αυτά τα πειραματικά δεδομένα σε μια θεωρία για την συνείδηση είναι το λεγόμενο μοντέλο του καθολικού νευρωνικού εργοχώρου (globalneuronal workspace model, εν συντομία μοντέλο GNW). Αυτό με απλά λόγια υποστηρίζει ότι τα δεδομένα από τα αισθητήρια όργανα, σε πρώτη φάση δέχονται υποσυνείδητη επεξεργασία, κυρίως στις εγκεφαλικές περιοχές των αντίστοιχων αισθητηρίων οργάνων. Αναφύονται ως ενσυνείδητη επίγνωση μόνο εφόσον πυροδοτήσουν δραστηριότητα στον προμετωπιαίο και βρεγματικό φλοιό και οι περιοχές αυτές συνδέονται με ταχύτατα διαδιδόμενα εγκεφαλικά κύματα. 

Αυτό το μοντέλο συνδέει την συνείδηση με πολύπλοκες διεργασίες που απαιτούν την ταυτόχρονη χρήση και επεξεργασία πολλών και διαφορετικών πληροφοριών. Αυτή η θεωρία συμφωνεί με το γεγονός ότι παρατηρείται μεγάλη δραστηριότητα σε αυτές τις περιοχές του εγκεφάλου όταν εκτελούμε νέες και πολύπλοκες εργασίες ενώ η δραστηριότητα σε αυτές τις περιοχές μειώνεται σημαντικά όταν εκτελούμε αυτόματες ή γνωστές εργασίες, όταν κάνουμε κάτι μηχανικά, όπως η οδήγηση σε μια γνωστή διαδρομή.

Ο σημαντικότερος αντίπαλος αυτής της θεωρίας είναι ένα μαθηματικό μοντέλο που λέγεται θεωρία ολοκλήρωσης της πληροφορίας ή εν συντομία μοντέλο ΙΙΤ (information integration theory) που υποστηρίζει ότι συνείδηση είναι ο συνδυασμός πληροφοριών έτσι ώστε να αποτελούν κάτι παραπάνω από απλή άθροιση των μερών τους. Αυτή η θεωρία ισχυρίζονται κάποιοι ότι ερμηνεύει γιατί η εμπειρία που αποκτάμε όταν μιλάμε με έναν φίλο μας για παράδειγμα είναι κάτι περισσότερο από απλή άθροιση των επί μέρους χαρακτηριστικών του φίλου μας.

Όμως το μοντέλο αυτό μπορεί να εφαρμοστεί και σε πολλές άλλες περιπτώσεις πλην του ανθρώπου, για παράδειγμα στον παγκόσμιο ιστό. Οι υποστηρικτές του μοντέλου ΙΙΤ διατυπώνουν τον τολμηρό ισχυρισμό ότι θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε πόση «συνείδηση» διαθέτει κάθε δίκτυο επεξεργασίας πληροφορίας, άσχετα με το αν αναφερόμαστε στον ανθρώπινο εγκέφαλο, τον εγκέφαλο ενός ζώου ή σε έναν υπολογιστή. Το μόνο που χρειάζεται να γνωρίζουμε είναι η δομή του δικτύου, πιο συγκεκριμένα το πλήθος των κόμβων (συνάψεων) και την αρχιτεκτονική του (τρόποι σύνδεσης των κόμβων μεταξύ τους).

Δυστυχώς τα ανάλογα μαθηματικά απαιτούν απίστευτα πολλούς υπολογισμούς που αυξάνονται εκθετικά με την αύξηση των κόμβων. Ο ταχύτερος σήμερα υπερυπολογιστής μπορεί να εκτελέσει τους απαιτούμενους υπολογισμούς σε ρεαλιστικό χρόνο μόνο για δίκτυο με 300 κόμβους. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει 100 τρισεκατομμύρια συνάψεις!

Η μαθηματική θεωρία ΙΙΤ μπορεί να φαίνεται διαφορετική από το μοντέλο GNW, κατ’ αρχή αγνοεί πλήρως την ανατομία του εγκεφάλου. Όμως και τα δύο μοντέλα έχουν μια βασική ομοιότητα: Υποστηρίζουν ότι η συνείδηση προκύπτει από λήψη, συνδυασμό και επεξεργασία πληροφοριών. Αυτό αποτελεί ίσως την μεγαλύτερη επιτυχία μέχρι στιγμής. Αν αυτό ισχύει τελικά ή όχι, θα φανεί στο μέλλον. Σίγουρα πάντως, παρά την σημαντική πρόοδο που έχει επιτευχθεί κυρίως με την χρήση των μοντέρνων απεικονιστικών τεχνικών του εγκεφάλου (αξονική τομογραφία, μαγνητική τομογραφία, τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων, τομογραφία εκπομπής ενός φωτονίου κλπ) βρισκόμαστε ακόμη μακριά από την λύση «του δύσκολου» προβλήματος της συνείδησης.

ΥΓ: Το άρθρο αυτό γράφτηκε ως μια απόπειρα σύντομης ανασκόπησης του τι είναι γνωστό για την συνείδηση από την πλευρά των νευροεπιστημών καθότι η συνείδηση παίζει έναν σημαντικό και μυστήριο ρόλο σε διάφορες ερμηνείες της κβαντομηχανικής

πηγή: Αντίφωνο