Richard Robinson

σύναψις 15 [2009 – τόμος 05]

Διερευνώντας τον «ολοκληρωμένο εργασιακό χώρο» της συνειδητότητας

Richard Robinson. Exploring the “Global Workspace” of Consciousness. PLoS-Biology, March 2009, 7, 3, e1000066.

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium

μετάφραση
Απόστολος Σαφούρης

Ως επεξηγηματική αρχή της βιολογίας, ο βιταλισμός είναι από καιρό απαξιωμένος, καθώς η μια ανακάλυψη μετά την άλλη κατέδειξαν ότι συγκεκριμένοι μηχανισμοί παρέχουν επαρκείς αποδείξεις –οι καρδιές είναι αντλίες, τα γονίδια αποτελούν κώδικες– για όλες τις εκδηλώσεις της ζωής. Ακόμη όμως και κατά τον 20ό αιώνα, ο νους αποτέλεσε το τελευταίο οχυρό του βιταλισμού, καθώς δεν υπήρξε καμιά απλή, ικανοποιητική, μηχανιστική εξήγηση της πλέον δυσεξήγητης πλευράς του νου: της φύσης της συνειδητότητας. Για πολλά χρόνια, ακόμη και η ερώτηση για τους εσωτερικούς μηχανισμούς αυτού του νοητικού μαύρου κουτιού ήταν ταμπού για κάποιες ομάδες επιστημόνων.

Όλα αυτά έχουν όμως πλέον αλλάξει. Πληθώρα νέων ανακαλύψεων σε κάθε τομέα των νευροεπιστημών διαμόρφωσε ανταγωνιστικά μοντέλα της συνειδητότητας και, κυρίως, υποθέσεις που μπορούν να ελεγχθούν. Μια νέα μελέτη από τους Raphael Gaillard, Lionel Naccache και συνεργάτες παρέχει αποδείξεις για ένα τέτοιο μοντέλο, δείχνοντας ότι η συνειδητή, αλλά όχι η μη-συνειδητή, οπτική πληροφορία, διανέμεται ταχέως και διάχυτα στον εγκέφαλο, προκαλώντας τη συγχρονισμένη εγκεφαλική δραστηριότητα που είναι το κατεξοχήν γνώρισμα της συνειδητής επεξεργασίας.

εικόνα 1: Ορόσημο της συνειδητής οπτικής αντίληψης αποτελεί η ξαφνική αύξηση της επικοινωνίας μεταξύ απομακρυσμένων εγκεφαλικών περιοχών. Σε λιγότερο από μισό δευτερόλεπτο μετά την προβολή μιας λέξης στην οθόνη, η συνειδητή της αντίληψη σχετίζεται με μια ομοβροντία συγχρονισμού εντός του σχετικού φάσματος συχνοτήτων (κόκκινο σημείο γύρω στα 20Hz). H χαρακτηριστική αυτή διεργασία εξέλειπε κατά τη μη συνειδητή αντίληψη λέξεων.
εικόνα 1: Ορόσημο της συνειδητής οπτικής αντίληψης αποτελεί η ξαφνική αύξηση της επικοινωνίας μεταξύ απομακρυσμένων εγκεφαλικών περιοχών. Σε λιγότερο από μισό δευτερόλεπτο μετά την προβολή μιας λέξης στην οθόνη, η συνειδητή της αντίληψη σχετίζεται με μια ομοβροντία συγχρονισμού εντός του σχετικού φάσματος συχνοτήτων (κόκκινο σημείο γύρω στα 20Hz). H χαρακτηριστική αυτή διεργασία εξέλειπε κατά τη μη συνειδητή αντίληψη λέξεων.

Το μοντέλο αυτό, που ονομάστηκε «ολοκληρωμένος εργασιακός χώρος» (global workspace), προτείνει ότι η εισερχόμενη πληροφορία καθίσταται συνειδητή μόνο όταν εκπληρώνονται τρεις προϋποθέσεις:

  • Πρώτον, η πληροφορία πρέπει να εκπροσωπηθεί από δίκτυα αισθητηριακών νευρώνων, όπως αυτά του πρωτογενούς οπτικού φλοιού στο πίσω μέρος του εγκεφάλου που επεξεργάζονται εισερχόμενα οπτικά σήματα.
  • Δεύτερον, η αντιπροσώπευση αυτή πρέπει να διαρκέσει αρκετά ώστε να αποκτήσει πρόσβαση («να υποπέσει στην αντίληψη») ενός δεύτερου σταδίου επεξεργασίας, διανεμημένου στον εγκεφαλικό φλοιό, που κυρίως αφορά τον προμετωπιαίο φλοιό, ο οποίος θεωρείται κύριο κέντρο για τη συσχέτιση πολλαπλών ειδών πληροφοριών.
  • Τρίτον, ο συνδυασμός αυτός μετάδοσης της πληροφορίας από κάτω προς τα πάνω και ενίσχυσής της από πάνω προς τα κάτω με τη λειτουργία της προσοχής, πρέπει να «αναφλεγεί» για να δημιουργήσει μια κατάσταση αναστοχασμού, συμπαγούς δραστηριότητας ανάμεσα σε πολλά διαφορετικά εγκεφαλικά κέντρα. Αυτό, σύμφωνα με το μοντέλο, είναι εκείνο που αντιλαμβανόμαστε ως συνειδητότητα.

 

Μια δυσκολία των μελετών της συνείδησης είναι ότι οι άνθρωποι είναι τα καλύτερα υποκείμενα για μελέτη, αλλά το να επέμβουμε στους εγκεφάλους για να τους μελετήσουμε είναι προφανώς ηθικώς μεμπτό. Έτσι, λοιπόν, οι συγγραφείς στράφηκαν σε ασθενείς με φαρμακοανθεκτική επιληψία, στους οποίους κατά τον προεγχειρητικό έλεγχο τοποθετούνται ηλεκτρόδια εντός του φλοιού των εγκεφαλικών ημισφαιρίων προκειμένου να διαπιστωθεί επιληπτική δραστηριότητα. Οι συγγραφείς έδειξαν, αρχικά, στους ασθενείς σε μια οθόνη υπολογιστή ένα σύνολο σημείων στίξεως (π.χ. ######) που λειτουργεί ως στερούμενης νοήματος «μάσκα» και, στη συνέχεια, μια συγκεκριμένη λέξη ακολουθούμενη είτε από μια λευκή οθόνη είτε από ένα σύνολο γραμματικών συμβόλων (μια ακόμη μάσκα, π.χ. &&&&&&) [Βλ. σχήμα 1]. Η όλη αλληλουχία δεν διήρκεσε άνω του μισού δευτερολέπτου και η λέξη προβλήθηκε για τόσο λίγο χρόνο (26 msec) ώστε οι συμμετέχοντες δεν μπόρεσαν να επαναλάβουν τη λέξη σε καμία από τις δύο περιπτώσεις. Και στις δύο περιπτώσεις όμως η λέξη καταγράφηκε στα πρώιμα στάδια οπτικής επεξεργασίας όπως φάνηκε από την ηλεκτρική δραστηριότητα στον πρωτογενή οπτικό φλοιό, εκπληρώνοντας έτσι την πρώτη συνθήκη για το μοντέλο του ολοκληρωμένου εργασιακού χώρου.

Οι λέξεις αυτές καθαυτές ήταν απειλητικής («σκότωσε», «κίνδυνος») ή μη απειλητικής φύσης («ξάδερφος», «κοίτα»). Όταν οι συμμετέχοντες εξετέθησαν σε λέξεις ακολουθούμενες από δεύτερη μάσκα, δεν μπορούσαν να μαντέψουν τη φύση των λέξεων με στατιστικά σημαντική διαφορά από το τυχαίο. Το δεύτερο στάδιο δεν επετεύχθη. Η φωτιά έσβησε πριν προκαλέσει ανάφλεξη.

σχήμα 1:  Από το Gaillard R, Dehaene S, Adam C, Clémenceau S, Hasboun D, et al. (2009) Converging intracranial markers of conscious access. PLoS Biol 2009, 7, 3: e1000061. doi:10.1371
σχήμα 1: Από το Gaillard R, Dehaene S, Adam C, Clémenceau S, Hasboun D, et al. (2009) Converging intracranial markers of conscious access. PLoS Biol 2009, 7, 3: e1000061. doi:10.1371

Όταν όμως έλειπε η δεύτερη μάσκα, οι λέξεις μπορούσαν συνειδητά να επαναληφθούν και να αναγνωσθούν_ με αυτόν τον τρόπο οι συγγραφείς μπόρεσαν να συγκρίνουν την καλυμμένη με μάσκα (μη συνειδητή) αντίληψη και την χωρίς μάσκα (συνειδητή) αντίληψη λέξεων που προβλήθηκαν για κλάσματα του δευτερολέπτου.

Τα ηλεκτρόδια διηγήθηκαν την ίδια ιστορία. Κατεγράφησαν παρατεταμένες διαφορές δυναμικού κατά μήκος ολόκληρου του εγκεφάλου, ειδικά στον προμετωπιαίο φλοιό. Οι διαφορές δυναμικού συνοδεύτηκαν από αύξηση της έντασης συγκεκριμένων εγκεφαλικών συχνοτήτων, που σχετίζονται με τις γνωστικές λειτουργίες, όπως και από συγχρονισμό της δραστηριότητας πολλών διαφορετικών εγκεφαλικών περιοχών –με λίγα λόγια, ο εγκέφαλος έδωσε κάθε όψη της σκέψης σχετικά με τη λέξη [Βλ. εικόνα 1]. Στη γλώσσα του μοντέλου του ολοκληρωμένου εργασιακού χώρου, το ερέθισμα διήρκεσε αρκετά και κέρδισε αρκετή προσοχή ώστε να προωθηθεί στον εργασιακό χώρο. Από το σημείο αυτό και μετά, πληροφορίες σχετικά με το ερέθισμα εκπέμπονται σε όλο τον εγκέφαλο ώστε να επεξεργαστούν πολλαπλώς –συμπεριλαμβανομένου του καθορισμού του συναισθηματικού του χαρακτήρα.

Οι συγγραφείς τονίζουν πως η συνειδητότητα είναι πάντα «για» κάτι. Ίσως δεν υπάρχει «καθαρή» κατάσταση συνειδητότητας, ανεξάρτητης από το περιεχόμενο των σκέψεών μας. Έτσι, λοιπόν, μια σημαντική ερώτηση που προκύπτει είναι εάν τα αποτελέσματα αυτά, που αφορούν μια μεμονωμένη λέξη που ο συμμετέχων δεν μπορούσε καν να κατονομάσει, μπορούν να γενικευθούν στη συνεχή ροή της συνειδητής εμπειρίας μας. Περαιτέρω πειράματα με άλλα είδη ερεθισμάτων ίσως αποκαλύψουν ποια όψιμα, διεσπαρμένα εγκεφαλικά συμβάντα είναι κοινά σε κάθε συνειδητή επεξεργασία και ποια είναι ειδικά για το συγκεκριμένο πείραμα.

Το περιεχόμενο αυτής της ιστοσελίδας δεν ειναι διαθέσιμο για αντιγραφή.