Do czego służy świadomość

We współczesnych badaniach neurokognitywnych świadomość pozostaje osobliwością. Nie chodzi nawet o to, że subiektywne stany świadomości (takie jak smakowanie jabłka, wsłuchiwanie się w ulubioną melodię czy przeżywanie grozy pandemii) uważa się za prywatne i niedostępne innym, wymykające się słowom, a być może nawet metodzie naukowej. Ze świadomością jest jeszcze jeden problem: otóż większość funkcji poznawczych wyjaśnia się zupełnie bez jej udziału.

Czy pisząc te zdania, musiałem zastanawiać się nad ich strukturą gramatyczną albo znaczeniem pojedynczych słów? Nie, przebiegało to automatycznie – słowa po prostu przychodziły mi do głowy. Czy postrzegając litery na ekranie, wiem, jak odróżniam literę „b” od „p”? Wiem, że mają różne kształty, ale jakie procesy zachodzą w moich oczach, a następnie na kolejnych etapach przetwarzania wzrokowego – nie mam pojęcia. Wydaje się więc, że gdyby pominąć świadomość, to żadnej straty nie będzie. Każdy proces poznawczy zachodzi zgodnie ze swoim normalnym tokiem.

Stany pośrednie

Rzecz nie w tym, że kognitywiści mają klapki na oczach; idzie o to, że wskazanie swoistej funkcji świadomości w naszym funkcjonowaniu poznawczym wydaje się trudne. Niektórzy wręcz twierdzą, że świadomość to naprawdę taki zbędny dodatek, wypadek Matki Natury przy pracy, którego dobór naturalny nie tłumaczy. Na pewno zaś nie adaptacja biologiczna, usprawniająca nasze funkcjonowanie w świecie.

Tyle że po utracie świadomości nie piszę już tekstów i nie potrafię czytać. Oczywiście, w języku polskim – i badaniach naukowych – odróżnia się pojęcie „świadomości” od „przytomności”, lecz zjawiska te nie są zupełnie od siebie odseparowane. Zdrowy rozsądek podpowiada, że jedno idzie w parze z drugim, ale nie jest to takie proste. Przecież w trakcie snów coś przeżywamy – i niektórzy twierdzą, że jest to przeżywanie świadome, chociaż nie na jawie. Trudno jednak powiedzieć, że jesteśmy wówczas przytomni. Jeśli jednak nie cierpię na somnambulizm, to nie piszę wtedy ani nie czytam, bo na czas snu moje ośrodki motoryczne pozostają wyłączone. Drugim wyjątkiem pozostają stany pośrednie, kiedy ludzie pozostają przytomni, ale nie w pełni świadomi otoczenia. Są to wszystkie stany, które rozciągają się między śpiączką a pełną świadomością, gdy można w pełni porozumiewać się z pacjentem. Tradycyjnie za stan pośredni uznawano jedynie stan wegetatywny, w którym występuje tylko reakcja odruchowa na bodźce i otwieranie oczu, niemniej okazuje się, że istnieją też minimalne stany świadomości, w których pacjent może reagować na polecenia, lecz nie jest w stanie się porozumiewać.

To systematyczne badania nad utratą świadomości pozwalają dotrzeć do jej natury i jednocześnie ująć ją trafniej, niż robią to najbardziej poetyckie spekulacje nad jej subiektywnym i ulotnym charakterem.

W zamknięciu

W 2007 r. na ekrany kin wszedł poruszający film „Motyl i skafander”, oparty na autobiograficznej książce Jeana Dominique’a Bauby (w języku polskim nosi ona ten sam tytuł, lecz w odwrotnej kolejności: „Skafander i motyl”, przeł. K. Rutkowski). Napisał ją mrugnięciami oka, gdyż, pomijając ruchy powiek, był w pełni sparaliżowany.

Bauby, redaktor naczelny „Elle”, doznał wylewu i mógłby podzielić ponury los bardzo wielu pacjentów, którzy nie są w stanie się porozumieć ze światem. Leżą w salach szpitalnych, uznawani często za „warzywa” – osoby co prawda żywe, ale niezdolne do świadomej myśli. W przypadku Bauby’ego można mówić o szczęściu, gdyż jego paraliż nie był zupełny. Ale nie będę tu opowiadał fabuły filmu.

Stan pełnego paraliżu przy zachowaniu pewnej formy świadomości nazywa się „syndromem zamknięcia”. Łatwo sobie wyobrazić, jaką grozą musi być dla pacjenta świadomość, że uznawany jest za niezdolnego do świadomego myślenia – tylko dlatego, że tradycyjna diagnoza stanu pełnej przytomności opiera się na komunikacji werbalnej, niemożliwej przecież przy paraliżu aparatu mowy. W dodatku część pacjentów ma też sparaliżowane oczy, w przeciwieństwie do redaktora „Elle”. Jak ocenia stowarzyszenie działające na rzecz osób z syndromem zamknięcia, założone przez Bauby’ego i innych pacjentów, zwykle pierwsze oznaki świadomości spostrzega członek rodziny, a nie lekarz. Zanim to się stanie, najczęściej upływa dwa i pół miesiąca – dwa i pół miesiąca życia w więzieniu nieruchomego ciała. Niektórzy pacjenci diagnozowani są po czterech latach, a nawet 40 proc. diagnozowanych jako osoby w stanie wegetatywnym okazuje się w jakimś stopniu świadomych. O trafnym rozpoznaniu często decyduje pomyślny zbieg okoliczności.

Pacjenci nie zawsze muszą liczyć na łut szczęścia. W sukurs przychodzą tu nowsze metody diagnostyczne, w tym prosty pomysł Stanislasa Dehaene’a, jednego z najbardziej wpływowych neurobiologów europejskich. Dehaene opiera swoją metodę na następujących obserwacjach. Otóż uznaje się, że percepcja słuchowa wymaga świadomości, podobnie jak wspomniane przeze mnie wcześniej czytanie liter (od którego Dehaene jest zresztą wybitnym ekspertem). Co więcej, powtarzanie tego samego bodźca z pewnością zanudzi każdego badanego, ale gdy pojawi się nowy wzorzec dźwiękowy – zareaguje on zaskoczeniem. A wiemy, że zaskoczenie da się eksperymentalnie rejestrować kilkoma metodami, między innymi elektroencefalogramem (EEG), nie mówiąc o metodach bardziej inwazyjnych. W sygnale EEG ujawnia się bowiem bardzo charakterystyczna sygnatura zaskoczenia, tak zwana fala P3.

Pozytywny wynik takiego testu nie przesądza jeszcze, że pacjent jest w pełni świadomy. Może się zdarzyć, że reaguje tylko czasem na taki test czy na jakieś polecenie, a czasem – w ogóle nie. Nazywa się to od 2005 r. stanem minimalnej świadomości. Różnica między stanem wegetatywnym a stanem minimalnej świadomości jest kluczowa dla decyzji, które mogą stanowić o życiu lub śmierci pacjenta: statystycznie rzecz biorąc, pacjenci minimalnie świadomi mają znacznie większe szanse na odzyskanie świadomości, a więc odstępowanie od uporczywej terapii będzie rzadziej zalecane.

Stan minimalnej świadomości najprawdopodobniej różni się od syndromu zamknięcia, w którym pacjent jest całkowicie przytomny i ma zachowane funkcje poznawcze. Przypuszcza się, że powracająca i odchodząca świadomość pacjenta nie daje pełnej jasności umysłu, co, wraz z innymi obserwacjami o stopniowalności zaburzeń, prowadzi do wniosku, że także świadomość jest stopniowalna.

Amnezja czy znieczulenie

Podobne wnioski nasuwają też eksperymenty, które wykonuje się od kilkunastu lat z użyciem leków anestetycznych. Narkoza znana jest od XIX w., kiedy odkrywano znieczulające własności różnych substancji. Chociażby Zygmunt Freud był wielkim entuzjastą leczniczego stosowania kokainy, w tym do znieczulania miejscowego, do czego początkowo miało ograniczać się jej użycie. Niestety, Freud nadużywał jej, zarówno sam, jak i dla wątpliwych terapii swoich pacjentów, np. do rzekomego leczenia alkoholizmu.

Niemniej dopiero od niedawna mamy do dyspozycji różne metody pomiaru czynności żywego mózgu i sprawdzania, jak anestetyki wpływają na jego działanie. Jest to tym bardziej istotne, że można sobie wyobrazić, iż lek wywołuje dwa efekty: utratę pamięci i paraliż, lecz nie znosi odczucia bólu. Wówczas operacja chirurgiczna mogłaby być bolesna, lecz pacjent miałby wyłącznie „urwany film”, jak po gęsto zakrapianej imprezie.

Nie jest to niestety tylko eksperyment myślowy filozofa: niektóre leki mogą mieć dokładnie taki efekt, np. midazolam, który w małej dawce może powodować wyłącznie ogólną amnezję, a nie znieczulenie. W przeciwieństwie do niego propofol znosi odczucia bólowe. Fani Michaela Jacksona powinni kojarzyć tę nazwę, bo piosenkarz raczył się właśnie tym środkiem, zamiast stosować leki przeciwbólowe. Co noc aplikował sobie znieczulenie ogólne. Tego nie powinno się robić w domu, zwłaszcza pod opieką nieostrożnego konowała.

W warunkach szpitalnych propofol można dawkować bardzo dokładnie, aby badać jego działanie na czynności układu nerwowego. Pacjenci mogą przez pewien czas reagować na pytania, przez co można precyzyjnie sprawdzać działanie leku. W opublikowanym w 2011 r. raporcie zespół pod kierownictwem Andreasa K. Engela, neurofizjologa z Hamburga, stwierdził, że lek zmienia funkcjonowanie kory mózgowej; w istocie w EEG zaczynają dominować fale alfa, czyli z zakresu świadczącego o czuwaniu, ale tak intensywne, że blokują komunikację wewnątrz kory mózgowej. To zaś prowadzi do pełnej utraty świadomości. Engel prowadzi też dalsze badania nad świadomością i środkami anestetycznymi, m.in. izofluranem u myszy.

Celem tych badań jest nie tylko upewnienie się, że pacjenci mają zniesioną świadomość, ale też zbadanie mechanizmu jej tracenia w sposób kontrolowany i bezpieczny. Docelowo zaś idzie o wskazanie tych własności układu nerwowego, których pomiar mógłby wskazać na stopień świadomości osoby badanej.

Pająk na amfetaminie

Pod pewnymi względami te ściśle kontrolowane badania przypominają eksperymenty Witkacego z narkotykami. Odmienne stany świadomości to nie jest przecież wyłącznie przedmiot badań gabinetowych, ale też codziennego doświadczenia wielu ludzi i innych zwierząt, które upajają się substancjami zmieniającymi ich stan psychiczny. Chociaż można powątpiewać, czy Witkacy lub Huxley mieli wyłącznie poznawcze motywacje, to z tych odmiennych stanów też można wyciągać wnioski na temat natury świadomości normalnej. Jest tak przede wszystkim dlatego, że badania naukowe polegają na porównywaniu stanu wywołanego eksperymentalnie z jakimś stanem określanym jako „normalny”.

Artyści jednak często sięgają po narkotyki dla sztuki. Choćby Henryk Sienkiewicz tylko dzięki kokainie skończył „Quo vadis”. Ale takie wspomaganie ma sens tylko do pewnego stopnia. W 2017 r. ukazał się artykuł w czasopiśmie „Consciousness and Cognition”, który szybko dotarł na łamy prasy brukowej i popularnej. Zespół badaczy pod kierownictwem Mathiasa Benedeka zbadał bowiem, jak piwo wpływa na twórcze rozwiązywanie problemów. Studenci oczywiście z chęcią wzięli udział w badaniu, a okazało się, że jedno piwo pomaga – ewidentnie znosi nadmierną kontrolę poznawczą, co ułatwia znalezienie lepszych rozwiązań problemów. Tylko że na jednym trzeba poprzestać – potem już inne procesy poznawcze zostają zaburzone. Inaczej mówiąc: za dużo kontroli poznawczej przeszkadza w kreatywności, ale bez kontroli nie da się nic sensownego zrobić.

Podobny schemat powtarza się w wielu badaniach nad narkotykami. Już w 1948 r. szwajcarski farmaceuta Peter Witt sprawdzał, jak pająki reagują na różne substancje psychoaktywne, w tym na kofeinę, LSD, amfetaminę, meskalinę, a nawet strychninę. Pod wpływem tych substancji zmienia się kształt i wielkość pajęczyn. Co ciekawe, badania powtarzano, nawet w NASA pod koniec XX w., a wyniki się potwierdziły: różne substancje mają swoiste efekty, które zależą także od wielkości dawki. Amfetamina zwiększa pajęczy entuzjazm, ale sieci są zupełnie chaotyczne.

Pająkom można jednak odmawiać świadomości, chociaż w 2016 r. biolog Andrew Barron i filozof Colin Klein na łamach prestiżowego czasopisma „PNAS” dowodzili, że subiektywne doświadczenie przysługuje blisko z nimi spokrewnionym owadom. Zostawmy jednak sprawę na boku, bo o subiektywności nie będzie tutaj mowy [więcej o najprostszych umysłach w artykule Mateusza Hohola i Bartosza Barana]. Być może pająki nie są świadome, ale na pewno cechują się przytomnością: cykle czuwania i snu występują praktycznie u wszystkich zwierząt, a zaburzenia snu mają dla nich zawsze negatywne skutki. Czuwanie jest fizjologicznie kosztowne i wymaga odpoczynku w postaci snu.

Pod kontrolą

Co to wszystko znaczy dla naszego rozumienia świadomości? Badania nad skutkami stosowania substancji psychoaktywnych nie dają odpowiedzi na pytanie, dlaczego mamy subiektywny punkt widzenia czy niedostępne (normalnie) innym odczuwanie rzeczywistości. Na ich podstawie można jednak powiedzieć coś o jednej z jej funkcji. W stanie czuwania czy przytomności możemy wykorzystać nasze zdolności poznawcze. Wraz z traceniem pełnej świadomości tracimy jednocześnie kontrolę poznawczą, która pozwala nam hamować niepotrzebne skojarzenia czy też nasuwające się myśli. Nadmierna kontrola może zahamować nas zupełnie, skąd zapewne wywodzi się społeczna i kulturowa rola środków wprowadzających Homo sapiens w odmienne stany świadomości.

Jednak gdy wprowadza się nas w stan znieczulenia, tracimy nie tylko kontrolę poznawczą – tracimy też precyzyjną kontrolę zachowania, chociażby pozostała elementarna wrażliwość układów zmysłowych. Zachowana wrażliwość na dźwięk jest podstawą metody wykrywania świadomości nawet u pacjentów w minimalnym stanie świadomości (a także działania budzików u osób zdrowych: bodziec dźwiękowy potrafi nas obudzić z najgłębszego snu). Mózg ani we śnie, ani nawet w stanie wegetatywnym wcale nie wstrzymuje działania, lecz realizuje inne funkcje niż te możliwe w stanie pełnej przytomności.

Wiadomo, że w trakcie snu u gryzoni obserwuje się pewnego rodzaju procesy uczenia: szczury, które znają lokalizację nagrody, we śnie potrafią przebiegać wyobrażone drogi do celu, aby znaleźć najkrótszą. Wykorzystują ją na jawie.

Wiemy to, ponieważ mechanizmy map poznawczych u przytomnych gryzoni są dobrze zbadane. Wiele badań wykonuje się inwazyjnie, przez wszczepienie elektrod do żywego mózgu. Wystarczy więc pozostawić elektrody w mózgach śniących zwierząt i sprawdzić, co się w nich dzieje – a elektrody u szczurów eksperymentalnych i tak nie są usuwane na czas ich snu. Przypuszcza się, że podobne procesy zachodzą u ludzi, mimo że u nas, z oczywistych względów etycznych, nie ma możliwości badania mózgu tak inwazyjnie. Szczególnie ważną rolę w utrwalaniu wspomnień – tzw. konsolidacji pamięci – przypisuje się spaniu. Być może dlatego niemowlęta, które nie mają jeszcze rozwiniętych różnych form pamięci, muszą często drzemać, żeby lepiej zapamiętywać nowe umiejętności.

Świadomy odkurzacz

Czuwanie jest energetycznie kosztowniejsze od snu, a niektóre organizmy z tego względu przesypiają większość doby. Jednak bez czuwania nie mogłyby przeżyć. Z powszechności stanu czuwania można wysnuć wniosek, że ma on funkcję adaptacyjną i że po prostu stanowi warunek wszelkiej aktywności poznawczej dotyczącej tego, co rozgrywa się mniej więcej na bieżąco. Mniej więcej, bo układy nerwowe nie mogą nadążać w pełni za rzeczywistością, więc muszą posiłkować się przewidywaniem przyszłości (w czym przydaje się m.in. konsolidacja pamięci we śnie), ale żeby w ogóle nie traciły kontaktu z rzeczywistością, muszą być przytomne. To dopiero pozwala zachować im kontrolę zachowania. Tak więc świadomość nie jest zbędnym dodatkiem do procesów poznawczych, lecz raczej ich warunkiem. Dopiero odpowiednio pobudzony układ nerwowy może sterować ruchami ciała.

Czytaj pozostałe teksty dodatku "WIELKIE PYTANIA NA NOWO: MÓZG"

Sprawa się poważnie komplikuje, jeśli przejdziemy na grunt robotyki i sztucznej inteligencji. Moglibyśmy bowiem zapytać, czy kontrola zachowania – choćby taka, jaką wykazują się roboty sprzątające – wystarcza, by uznać, że mamy do czynienia ze świadomą istotą? Czy związek między świadomością i kontrolą zachowania jest jednostronny? Może po prostu do bycia świadomym potrzebne są jeszcze jakieś inne cechy: na przykład bycie organizmem żywym? A jeśli tak – to właściwie dlaczego? A nawet gdyby współczesnym robotom brakowało świadomości, to czy nie zmieni się to w przyszłości? I jakie kryteria nas przekonają do tego, że ta zmiana się dokonała? Zwykła obserwacja przecież nie wystarczy, by rozstrzygnąć, czy sprzątający robot przeżywa subiektywne stany radości albo smutku z powodu okruszków, które usuwa z dywanu.©

DZIEWIĘĆ ARGUMENTÓW TURINGA

W 1950 r. Alan Turing opublikował artykuł „Computing Machinery and Intelligence”, w którym zadał pytanie: „Czy maszyny mogą myśleć?”. Wymienia 9 potencjalnych argumentów „na nie”. Numer 4 to „argument ze świadomości”: maszyna może zrobić wszystko, nawet napisać sonet, jednak nigdy nie będzie to z powodu przeżywanych emocji, a jedynie wskutek mechanicznego manipulowania symbolami. Turing w odpowiedzi wraca do podstaw filozofii: tak naprawdę, patrząc na ludzkiego poetę, nie możemy być pewni, że jest on świadomą istotą przeżywającą właśnie żal czy tęsknotę. Świadomości u kogoś drugiego nie widać. Ergo, nigdy nie rozwiążemy tego problemu i pozostaje nam podejście pragmatyczne: jeżeli maszyna będzie w rozmowie nie do odróżnienia od człowieka, trzeba uznać, że „naprawdę myśli”.

Interesujący jest „argument z rozmaitych ułomności” – przypuśćmy, że maszyna nigdy nie będzie w stanie zakochać się, zajadać truskawkami albo popełnić niezamierzonego błędu. To wcale nie są trywialne ułomności, przestrzega Turing! Istota, która nigdy się nie zakochała i nigdy się nie pomyliła, nie jest w stanie nawiązać z nami tak bliskiej relacji, jak człowiek. Odpowiednia ilość tego typu braków mogłaby wręcz uniemożliwić maszynie przeprowadzanie niektórych procesów myślowych.

Na koniec ciekawostka – argument nr 9 „z percepcji pozazmysłowej”. Ludzie, pisze Turing, bywają zdolni do telepatii i jasnowidztwa. Komputery – nie. Prosty test mógłby to wykazać, obnażając, że mamy do czynienia z maszyną, a nie człowiekiem. Szach mat! ©(P) ŁL