Apakah Kesadaran itu? Ya, sebenarnya, semuanya. Itu adalah melodi yang tertancap di kepala, manisnya sebatang coklat, sakit yang berdenyut-denyut karena sakit gigi, cinta liar, pengetahuan bahwa semua perasaan akan memudar. Asal dan sifat pengalaman ini, kadang-kadang disebut qualia, telah menjadi misteri sejak zaman purbakala hingga hari ini. Banyak filsuf modern yang menganalisis pikiran, termasuk Daniel Dennett dari Universitas Tufts, menganggap keberadaan kesadaran sebagai penghinaan terang-terangan terhadap alam semesta materi yang tidak berarti dan hampa sehingga mereka menyatakannya sebagai ilusi. Artinya, mereka menyangkal keberadaan qualia, atau membantah bahwa sains tidak akan pernah memahaminya.
Jika pernyataan ini benar, tidak ada yang perlu kami bicarakan. Semua yang perlu dijelaskan kepada Krishtof Koch, yang menulis esai ini, adalah mengapa Anda, saya, dan semua orang sangat yakin bahwa kita memiliki perasaan. Namun, keyakinan bahwa rasa sakit adalah ilusi tidak akan mengurangi rasa sakit itu. Jadi, harus ada solusi lain untuk masalah tubuh dan pikiran. Lebih jauh - dari orang pertama.
Kebanyakan ilmuwan mengambil kesadaran begitu saja dan berusaha untuk memahami hubungannya dengan dunia objektif yang dijelaskan oleh sains. Lebih dari seperempat abad yang lalu, Francis Crick dan saya memutuskan untuk mengesampingkan diskusi filosofis tentang kesadaran yang telah menarik para ilmuwan sejak Aristoteles dan mencari jejak fisiknya. Apa yang terjadi pada bagian tereksitasi dari substansi otak yang menimbulkan kesadaran? Setelah kami memahami ini, kami akan bergerak lebih dekat untuk menyelesaikan masalah yang lebih mendasar.
Kami mencari, khususnya, untuk korelasi kesadaran saraf (NCC, NCC), yang didefinisikan sebagai mekanisme saraf minimal yang akan cukup untuk pengalaman sadar tertentu. Apa yang harus terjadi di otak Anda agar Anda mengalami sakit gigi, misalnya? Apakah beberapa sel saraf harus bergetar pada frekuensi ajaib tertentu? Apakah saya perlu mengaktifkan beberapa "neuron kesadaran" khusus? Di bagian otak mana sel-sel ini harus ditempatkan?
Korelasi saraf kesadaran
Saat menentukan NCC, penting untuk memahami di mana letak minimumnya. Otak secara keseluruhan dapat dianggap sebagai NCC: otak menghasilkan pengalaman hari demi hari, tanpa henti. Tapi lokasi kesadaran juga bisa dipagari. Ambil contoh, sumsum tulang belakang - “selang” neuron yang panjang dan fleksibel yang berdesakan di dalam tulang, dengan satu miliar sel saraf. Jika sumsum tulang belakang benar-benar rusak selama cedera di daerah leher, orang tersebut menjadi lumpuh di kaki, lengan, dan batang tubuh, ia tidak akan dapat mengontrol usus dan kandung kemih serta kehilangan indera tubuh. Tetapi orang-orang yang lumpuh seperti itu terus menikmati hidup dalam segala keragamannya - mereka melihat, mendengar, mencium, mengalami dan mengingat segala sesuatu seperti sebelum kejadian menyedihkan itu. Mereka tidak bisa berjalan, dan mereka buang air besar secara sukarela.
Atau pertimbangkan otak kecil, "otak kecil" di bawah bagian belakang otak. Ini adalah salah satu sirkuit otak paling kuno dari perspektif evolusi, yang terlibat dalam mengontrol gerakan, postur, gaya berjalan, dan urutan gerakan kompleks. Bermain piano, mengetik, menari es, atau panjat tebing semuanya ditentukan oleh pekerjaan otak kecil. Ia berisi neuron yang luar biasa - sel Purkinje, yang memiliki antena dan yang menyebar seperti karang laut dan memiliki dinamika listrik yang kompleks. Ia juga memiliki neuron paling banyak, sekitar 69 miliar, empat kali lebih banyak dari sisa otak yang disatukan.
Video promosi:
Apa yang terjadi pada kesadaran jika otak kecil rusak sebagian akibat stroke atau di bawah pisau ahli bedah? Lupakan. Pasien dengan otak kecil yang rusak mengeluhkan beberapa kekurangan, tidak memainkan piano atau mengetik juga, tetapi tidak pernah kehilangan aspek kesadaran apa pun. Mereka mendengar, melihat dan merasa hebat, mempertahankan harga diri mereka, mengingat peristiwa masa lalu, dan terus memproyeksikan diri mereka ke masa depan. Bahkan terlahir tanpa otak kecil tidak memiliki pengaruh kuat pada pengalaman sadar individu.
Ternyata peralatan otak besar tidak ada hubungannya dengan pengalaman subjektif. Mengapa? Petunjuk penting dapat ditemukan di sirkuitnya, yang sangat homogen dan paralel (seperti baterai dapat dihubungkan secara paralel). Otak kecil bekerja dengan sangat mudah: satu set neuron mempengaruhi yang berikutnya, dan yang satu meneruskan tongkat ke yang ketiga. Tidak ada loop umpan balik kompleks yang tercermin dalam aktivitas listrik yang lewat. (Mengingat waktu yang dibutuhkan untuk mengembangkan persepsi sadar, sebagian besar ahli teori percaya bahwa itu harus mencakup putaran umpan balik di sirkuit gua otak.) Selain itu, otak kecil secara fungsional dibagi menjadi ratusan atau lebih modul komputasi independen. Masing-masing bekerja secara paralel, dengan input dan output yang terpisah dan tidak tumpang tindih,mengendalikan gerakan berbagai sistem motorik atau kognitif. Mereka berinteraksi dengan lemah - dan kesadaran, sebaliknya, membutuhkan keterlibatan timbal balik dari banyak sistem.
Satu pelajaran penting yang kami pelajari dari studi kami tentang sumsum tulang belakang dan otak kecil adalah bahwa jin kesadaran tidak muncul setiap kali jaringan saraf dirangsang. Perlu lebih. Faktor tambahan ini ditemukan dalam materi abu-abu yang menyusun korteks serebral yang terkenal, permukaan luarnya. Ini adalah lembaran berlapis dari jaringan saraf yang kompleks dan saling berhubungan, seukuran dan lebar pizza 14 inci. Dua lembaran seperti itu, dilipat berkali-kali, bersama dengan ratusan juta kabelnya - materi putih - ditancapkan dengan erat ke tengkorak. Semuanya menunjukkan bahwa jaringan neokortikal menimbulkan perasaan.
Anda selanjutnya dapat mempersempit lokasi kesadaran. Ambil contoh, eksperimen di mana rangsangan berbeda diterapkan ke mata kanan dan kiri. Misalkan mata kiri Anda menatap Donald Trump dan mata kanan Anda menatap Hillary Clinton. Orang akan membayangkan bahwa seseorang akan melihat superposisi Trump dan Clinton. Pada kenyataannya, Anda akan melihat Trump selama beberapa detik, setelah itu dia menghilang dan Clinton muncul. Kemudian dia akan menghilang dan Trump akan kembali. Dua gambar akan saling menggantikan tanpa akhir karena persaingan teropong - perang antara mata untuk keunggulan. Karena otak menerima masukan ganda, ia tidak dapat memilih antara Trump dan Clinton.
Jika, pada saat yang sama, Anda berbaring di pemindai magnetik yang merekam aktivitas otak, peneliti akan menemukan bahwa berbagai daerah korteks - korteks parietal posterior - akan memainkan peran penting dalam melacak apa yang kita lihat. Hebatnya, korteks visual primer, yang menerima dan meneruskan informasi yang diterimanya dari mata, tidak menandakan apa yang dilihat subjek. Pembagian kerja yang sama juga berlaku untuk suara dan sentuhan: korteks somatosensori primer dan pendengaran primer tidak secara langsung memengaruhi konten pengalaman pendengaran atau somatosensori. Sebaliknya, proses tersebut mencakup tahap berikutnya - di zona aktif korteks parietal posterior - yang memunculkan persepsi sadar.
Lebih banyak cahaya akan dipancarkan oleh dua sumber klinis penyebab: stimulasi listrik jaringan kortikal dan pemeriksaan pasien setelah area tertentu hilang karena cedera atau penyakit. Misalnya, sebelum mengangkat tumor otak atau lokus kejang epilepsi, ahli bedah saraf memetakan fungsi jaringan korteks di dekatnya dengan merangsangnya secara langsung dengan elektroda. Merangsang zona panas posterior dapat menimbulkan aliran sensasi dan perasaan yang berbeda. Ini bisa berupa kilatan cahaya, bentuk geometris, seringai, halusinasi pendengaran atau visual, perasaan deja vu, keinginan untuk menggerakkan anggota tubuh tertentu, dll. Merangsang korteks anterior adalah masalah yang sama sekali berbeda: pada umumnya, itu tidak menciptakan pengalaman langsung.
Sumber informasi kedua adalah pasien ahli saraf dari paruh pertama abad ke-20. Kadang-kadang ahli bedah harus memotong sabuk besar korteks prefrontal untuk mengangkat tumor atau untuk meredakan kejang epilepsi. Sungguh luar biasa betapa tidak biasa pasien-pasien ini. Hilangnya bagian dari lobus frontal memiliki beberapa konsekuensi yang merugikan: pasien mengembangkan keengganan untuk menahan emosi atau tindakan yang tidak dapat diterima, defisit motorik, dan pengulangan tindakan atau kata yang tidak terkontrol. Namun, setelah operasi, mereka merasa lebih baik dan terus hidup tanpa ada tanda-tanda kehilangan atau penurunan pengalaman sadar. Sebaliknya, menghilangkan bahkan area kecil dari korteks posterior, di mana zona panas berada, dapat menyebabkan seluruh kelas masalah dengan kesadaran: pasien tidak dapat mengenali wajah, mengenali gerakan, warna, atau navigasi dalam ruang.
Dengan demikian, orang akan berpikir bahwa penampilan, suara, dan sensasi hidup lainnya yang kita alami lahir di area korteks posterior. Sejauh yang kami tahu, hampir semua pengalaman sadar muncul di sana. Apa perbedaan mendasar antara regio posterior dan kebanyakan korteks prefrontal, yang tidak secara langsung mempengaruhi konten subjektif? Kami tidak tahu. Namun, penemuan terbaru menunjukkan bahwa ahli saraf mungkin dekat dengan petunjuk.
Counter kesadaran
Pengobatan membutuhkan perangkat yang dapat diandalkan untuk mendeteksi ada atau tidaknya kesadaran pada penyandang disabilitas atau gangguan. Selama operasi, misalnya, pasien dibius agar tetap tidak bergerak dan dengan tekanan darah yang stabil - ini memungkinkan mereka untuk tidak merasakan sakit atau mengembangkan ingatan traumatis. Sayangnya, tujuan ini tidak selalu tercapai: setiap tahun ratusan pasien entah bagaimana tetap sadar di bawah pengaruh bius.
Kategori lain dari pasien yang mengalami cedera otak traumatis parah karena kecelakaan, infeksi, atau keracunan parah dapat hidup bertahun-tahun tanpa dapat berbicara atau menanggapi permintaan verbal. Bayangkan seorang astronot mengambang di luar angkasa mendengarkan pusat kendali mencoba menghubunginya. Mikrofonnya yang rusak tidak memancarkan suaranya dan sepertinya dia benar-benar terputus dari dunia. Demikian pula, pasien dengan kerusakan otak yang menghalangi mereka untuk berkomunikasi dengan dunia mengalami bentuk pengurungan isolasi yang ekstrem.
Pada awal 2000-an, Giulio Tononi dari Universitas Wisconsin-Madison dan Marcello Massimini dari Universitas Milan di Italia menemukan teknik zip-zap untuk menentukan apakah seseorang sadar atau tidak. Para ilmuwan meletakkan gulungan kabel di tengkorak dan "menembak" - mereka mengirimkan gelombang energi magnet yang kuat ke tengkorak, secara singkat memicu arus listrik di neuron. Gangguan ini, pada gilirannya, menggairahkan dan menghambat sel-sel mitra neuron di area yang terhubung, menyapu otak dalam gelombang sampai mati. Jaringan sensor EEG yang terletak di luar tengkorak membaca sinyal listrik ini. Saat mereka terungkap dari waktu ke waktu, jejak-jejak ini, masing-masing sesuai dengan tempat tertentu di otak di bawah tengkorak, bertambah menjadi gambar.
Gambar ini tidak menunjukkan pola apa pun, tetapi juga tidak sepenuhnya acak. Ini memungkinkan Anda untuk menentukan bagaimana otak bebas dari kesadaran, oleh ritme. Ilmuwan mengukur data ini dengan mengompresnya menjadi arsip dengan algoritme.zip biasa, dan mendapatkan kompleksitas respons otak. Relawan yang bangun memiliki "indeks kesulitan gangguan" antara 0,31 dan 0,7, yang turun di bawah 0,31 dengan tidur nyenyak atau anestesi. Massimini dan Tononi menguji metode mereka pada 48 pasien yang mengalami kerusakan otak, tetapi yang responsif dan terjaga, dan menemukan bahwa dalam setiap kasus, metode tersebut memungkinkan Anda untuk menentukan keberadaan kesadaran dalam diri seseorang.
Kelompok tersebut kemudian menerapkan metode tersebut pada 81 pasien yang tidak sadarkan diri atau dalam keadaan vegetatif. Pada kelompok pertama, yang menunjukkan beberapa tanda perilaku non-reflektif, metode tersebut secara akurat mengidentifikasi 36 orang dalam kesadaran dari 38. Dia secara keliru mengidentifikasi dua pasien sebagai tidak sadar. Dari 43 pasien vegetatif yang tidak merespon dengan cara apapun, 34 ditandai tidak sadarkan diri, tetapi 9 dalam keadaan sadar. Otak mereka merespons serupa dengan otak orang yang sadar, yang berarti mereka sadar, tetapi tidak dapat mengkomunikasikan hal ini kepada orang yang mereka cintai.
Penelitian saat ini ditujukan untuk membakukan dan meningkatkan metode zip-zap untuk pasien neurologis dan memperluasnya ke pasien psikiatri dan anak. Cepat atau lambat, para ilmuwan akan menemukan sekumpulan mekanisme saraf tertentu yang menghasilkan semacam pengalaman sadar. Meskipun temuan ini akan memiliki implikasi klinis yang penting dan membantu keluarga dan teman, mereka gagal menjawab pertanyaan mendasar: Mengapa neuron ini dan bukan itu? Mengapa di frekuensi ini, dan bukan di frekuensi itu? Misteri yang menggairahkan semua orang adalah bagaimana dan mengapa setiap bagian zat aktif yang terorganisir menghasilkan sensasi sadar. Bagaimanapun, otak, seperti organ lainnya, mematuhi hukum fisika yang sama seperti jantung dan ginjal. Apa yang membuat mereka berbeda? Biofisika apa yang mengubah massa abu-abu,materi abu-abu dalam warna teknik yang megah dan kekayaan suara yang diberkahi dengan pengalaman sehari-hari kita dengan dunia ini?
Pada akhirnya, kita membutuhkan teori kesadaran ilmiah yang memuaskan yang memprediksi dalam kondisi apa sistem fisik tertentu - baik itu rangkaian kompleks neuron atau transistor silikon - mulai mengalami dalam arti sebenarnya dari kata tersebut. Mengapa kualitas pengalaman ini berbeda? Mengapa langit biru cerah begitu berbeda dari jeritan biola yang disetel dengan buruk? Apakah ada fungsi dari perbedaan pengalaman ini, dan jika ya, apa? Teori semacam itu akan memungkinkan kita untuk menentukan pengalaman apa yang akan dimiliki sistem tertentu. Sebelum muncul, setiap pembicaraan tentang kesadaran mesin hanya akan didasarkan pada intuisi kita, yang, seperti yang ditunjukkan oleh sejarah ilmiah, merupakan panduan yang tidak dapat diandalkan.
Perdebatan yang sangat sengit telah meletus atas dua teori kesadaran paling populer. Salah satunya adalah teori global neural space (GNW) yang dikembangkan oleh psikolog Bernard Baars dan ahli saraf Stanislas Dehanet dan Jean-Pierre Shangieux. Teori ini dimulai dengan postulat bahwa ketika Anda menyadari sesuatu, banyak bagian otak Anda yang mengakses informasi itu. Sebaliknya, jika Anda bertindak secara tidak sadar, informasi tersebut terlokalisasi dalam sistem motorik sensorik spesifik yang terlibat dalam proses tersebut. Misalnya, saat Anda mengetik dengan cepat, Anda melakukannya secara otomatis. Menanyakan kepada Anda bagaimana Anda melakukannya, dan Anda tidak dapat menjawab: Anda praktis tidak memiliki akses sadar ke informasi ini, dan itu terkonsentrasi di sirkuit otak yang menghubungkan mata Anda dengan gerakan cepat jari-jari Anda.
Menuju teori fundamental
Menurut GNW, kesadaran muncul dari jenis pemrosesan informasi tertentu - yang dikenal sejak awal kecerdasan buatan, ketika program khusus mengakses repositori informasi kecil dan bersama. Terlepas dari data yang tertulis di "papan" ini, berbagai proses tambahan tersedia: memori kerja, bahasa, modul perencanaan, dan seterusnya. Menurut GNW, kesadaran muncul ketika informasi sensorik yang masuk yang ditulis di papan semacam itu disiarkan secara luas ke sistem kognitif yang berbeda - yang memproses data ini untuk percakapan, pelestarian, ingatan, atau tindakan.
Karena tidak banyak ruang di papan ini, kami mungkin tidak mengetahui banyak informasi pada saat yang bersamaan. Jaringan neuron yang mengirimkan pesan ini diyakini berada di lobus frontal dan parietal. Setelah data jarang disiarkan ke seluruh jaringan dan tersedia secara global, informasi tersebut menjadi sadar. Artinya, subjek menyadarinya. Meskipun mesin modern belum mencapai tingkat kompleksitas kognitif ini, ini hanya masalah waktu sebelumnya. GNW berasumsi bahwa komputer masa depan akan sadar.
Integrated Information Theory (IIT), yang dikembangkan oleh Tononi dan rekan-rekannya, termasuk saya sendiri, memiliki titik awal yang sama sekali berbeda: pengalaman itu sendiri. Setiap pengalaman memiliki sifat esensial tertentu. Itu internal, itu ada hanya untuk subjek sebagai "pemilik", itu terstruktur (rem bus kuning di depan anjing yang menyeberang jalan), itu konkret - itu dapat dibedakan dari pengalaman sadar lainnya, seperti pengambilan gambar terpisah dalam film. Apalagi itu seragam dan pasti. Saat Anda duduk di bangku taman pada hari yang hangat dan menyenangkan, menonton anak-anak bermain, berbagai bagian pengalaman - angin sepoi-sepoi di rambut Anda, kegembiraan dari tawa bayi Anda - tidak dapat dibagi menjadi beberapa bagian tanpa kehilangan kepenuhan pengalaman.
Tononi mendalilkan bahwa setiap mekanisme yang kompleks dan saling berhubungan, yang strukturnya mengkode banyak hubungan sebab akibat, akan memiliki sifat-sifat ini - dan, oleh karena itu, akan memiliki beberapa tingkat kesadaran. Jika, seperti otak kecil, mekanisme ini tidak memiliki integrasi dan kompleksitas, ia tidak menyadari apa pun. Menurut IIT, kesadaran adalah kekuatan kausal intrinsik yang dimiliki oleh mekanisme kompleks seperti otak manusia.
IIT juga memprediksi bahwa simulasi canggih dari otak manusia yang dijalankan pada komputer digital tidak dapat dilakukan secara sadar - bahkan jika ia berbicara dengan cara yang tidak dapat dibedakan dari orang sungguhan. Sama seperti pemodelan tarikan gravitasi masif dari lubang hitam tidak akan membelokkan ruangwaktu di sekitar komputer, pemrograman pikiran tidak akan pernah menciptakan komputer yang sadar.
Kami dihadapkan pada dua tugas. Salah satunya adalah menggunakan alat yang lebih banyak dan lebih canggih, untuk mengamati dan menyelidiki neuron, untuk mencari kesadaran di neuron ini. Ini akan memakan waktu puluhan tahun, mengingat kompleksitas sistem saraf pusat Bizantium. Tantangan lain adalah untuk mengkonfirmasi atau menyangkal dua teori dominan tersebut. Atau buat yang terbaik pada pecahan keduanya dan jelaskan bagaimana organ satu setengah kilogram memberi kita kepenuhan sensasi.
Ilya Khel
