Berømmelse i hjernen – globale arbeidsområdeteorier om bevissthet

Kilde: adimas/Adobe Stock

Dette er del 3 av en serie med fem deler. Del 1 ga en oversikt over de ledende teoriene om bevissthet. I dette innlegget vil vi fokusere på globale arbeidsromteorier (GWTs). Disse teoriene foreslår at informasjon i hjernen blir bevisst når den får tilgang til et "arbeidsområde" og sendes til resten av hjernen. Begrepet "globalt arbeidsområde" kommer fra kunstig intelligens.¹

Det oppmerksomhetsrettede søkelyset

Analogien gjøres ofte til et «rampelys» – som om sinnet var et teater der bevisst tanke er aktiviteten i søkelyset på scenen i et gitt øyeblikk. Siden søkelyset er smalt, kan bare et begrenset antall tanker eller oppfatninger belyses av det på en gitt tid (bare en brøkdel av den enorme mengden informasjon som behandles i hjernen kan være bevisst til enhver tid øyeblikk). Mange andre tanker eller oppfatninger forblir i bakgrunnen, klare til å gå inn i rampelyset med et øyeblikks varsel om nødvendig, bestemt av viktighetsnivået til informasjonen.

For eksempel, hvis hjernen er fokusert på én aktivitet – for eksempel lesing – og det plutselig kommer en høy lyd, vil oppfatningen og tolkningen av den uventede støyen umiddelbart komme i søkelyset. Informasjon konkurrerer om oppmerksomhetens søkelys, bestemt av dets fremtredende og relative betydning iht

En advarsel: I motsetning til i teatersceneanalogien, er det faktiske arbeidsområdet i hjernen ikke lokalisert, men er heller fordelt over brede områder av cortex.

Den opprinnelige globale arbeidsromteorien ble utviklet på slutten av 1980-tallet av kognitive forskere Bernard Baars og Stan Franklin og senere utvidet av forskjellige forskere.

Global Neuronal Workspace Theory – En mer spesifikk versjon av GWT

Stanislas Dehaene og Jean-Pierre Changeux utvidet global arbeidsromteori ved å utvikle eksperimentelt testbare modeller og identifisere mer spesifikke hjerneregioner som kan spille en nøkkelrolle i det globale arbeidsområde. Denne formen for teorien, kjent som global neuronal workspace theory (GNWT), er definert av flere nøkkelideer:

• Ifølge GNWT består hjernen av spesialiserte, modulære regioner som behandler ulike typer informasjon. Et distribuert nettverk av nevroner forbinder disse regionene og er i stand til å spre eller "kringkaste" informasjon over et "globalt arbeidsområde", og oppnå bevisst tilgang. Frontoparietale (så vel som anterior temporale og andre) nettverk antas å spille en sentral nav-lignende rolle i nettverket som danner arbeidsområdet, orkestrerer kringkasting av informasjon og legger til rette for bevisst adgang.²
• Bevisst persepsjon og kognisjon oppstår når informasjon kringkastes til hele arbeidsområdet. Filosofen Daniel Dennett har omtalt dette som «berømmelse i hjernen». Informasjonen som kringkastes blir bredt tilgjengelig for forskjellige kognitive prosesser, slik at den kan påvirke et bredt spekter av mentale funksjoner.
• Det kringkastede signalet forsterkes, forlenges og deles med de andre spesialiserte modulene gjennom en prosess referert til som "tenning". Tenning er antas å være assosiert med et spesifikt mønster av hjerneaktivitet som kan måles ved hjelp av spesialisert hjerneavbildning og elektrofysiologi teknikker.
• GNWT understreker rollen til langdistanseløkker mellom kortikale områder (og sannsynligvis også subkortikale regioner), som er knyttet til feedforward og feedback-forbindelser.³ Dermed flyter løkker av informasjon frem og tilbake mellom disse områdene. Denne tilbakevendende (eller re-entrende/reverberant) behandlingen muliggjør tenning, forsterkning og opprettholdelse av signalet når det kringkastes over nettverket. Informasjon blir integrert og utdypet.⁴
• Siden bevisst bevissthet er en begrenset ressurs, velger og prioriterer oppmerksomheten informasjon for bevisst tilgang.
• Informasjon kan behandles lokalt av de spesialiserte, modulære regionene uten å bli kringkastet til det globale arbeidsområdet, i så fall forblir den ubevisst. Ubevisst informasjonsbehandling utfører viktige roller i bakgrunnen, som nevnt tidligere - ikke bare autonome funksjoner, men påvirker også ulike aspekter av atferd og beslutningstaking utenfor vår bevissthet.

Bevis og utfordringer for GWT/GNWT

Som oppsummert av Seth og Bayne i deres papir fra 2022,⁵ det er empirisk støtte for GWT fra studier som har assosiert bevissthet med nevronale signaturer for tenning og deling av langdistanse informasjon. På den annen side, GWTs, som med høyere ordensteorier om bevissthet (HOT), utfordres av bevis på at fremre regioner hovedsakelig kan være involvert i atferdsrapport i stedet for bevissthet i seg selv (dvs. at hjernens høyere regioner hovedsakelig kan være involvert i tilgang til, kontroll over og "rapportering" av bevisst opplevelse når den erfaringen allerede er generert, snarere enn den faktiske underliggende prosessen med å generere erfaring).

Det er også en pågående debatt om den relative rollen til prefrontale versus bakre regioner av cortex i bevisste hendelser. Men Baars og kolleger hevder i en artikkel fra 2021 at dette er en falsk dikotomi: "Denne dikotomien er ikke åpenbar, gitt interaktiviteten til hjernebarken som helhet. Det er langt mer sannsynlig at mange forskjellige cerebrale regioner samhandler med hverandre fra øyeblikk til øyeblikk, og at en statisk 'front vs. bakre konkurranse er rett og slett misvisende."⁶

GWT skiller seg fra HOT-tilnærmingen i den vekten GWT legger på tenning og kringkasting vs. HOTs vekt på metarepresentasjon.^7,8

Seth og Bayne påpeker at, i likhet med HOT-er, fokuserer GWT-er på spørsmålet om hva som gjør en representasjon bevisst, snarere enn det som står for de kvalitativt distinkte følelsene til den forskjellige subjektive bevisstheten opplevelser. Dette er en generell tendens til slike teorier - å fokusere på funksjonelle, snarere enn fenomenale, aspekter ved bevissthet. Det er sannsynligvis en mer praktisk tilnærming på dette relativt tidlige stadiet i studiet av bevissthetsmekanismene. GWT-er er i hovedsak fokusert på mekanismen for "bevisst tilgang" - "hvorfor visse representasjoner er tilgjengelige for å bli fleksibelt brukt av et bredt spekter av konsumerende systemer (mens andre ikke er det)" og "evnen til bevisste tilstander til å veilede atferd og kognisjon på fleksible, kontekstavhengige måter."⁹

Merk følgende Essensielle lesninger

Betyr oppmerksomhetsproblemer alltid ADHD?

De skjulte systemene som bestemmer vår oppmerksomhet

En styrke med GWT-er er den klare beretningen de foreslår for hvordan bevissthet er relatert til andre sentralt viktige kognitive prosesser, som oppmerksomhet og arbeid. hukommelse. Enkelt sagt, "Oppmerksomhet og arbeidsminne gjenspeiler "det som er på hjernen." Mashour og kolleger bemerker at "GNW-modeller deler mange funksjoner med modeller for oppmerksomhet og arbeid. minne, som også krever interaksjoner mellom nevroner i utbredte nettverk." Men de advarer om at forholdet mellom oppmerksomhet, arbeidsminne og bevisst bevissthet er kompleks.^10,11

GWT er til en viss grad kompatibel med forskjellige andre teorier om bevissthet.¹²

Selv om GWT mangler et eksplisitt evolusjonært fokus, er GWT kompatibel med teorier om bevissthet som er forankret i evolusjon og som legger til den avgjørende dimensjonen til læring som en nøkkel til utviklingen av bevissthet.¹³

Oppmerksomhetsskjemateori, en annen overbevisende teori om bevissthet, bygger på GWT.¹⁴

Viktige detaljer om GWT må fortsatt utarbeides. Spesielt hva kreves for at et arbeidsområde skal kvalifisere som "globalt"?¹⁵

A Collaborative Adversarial Study Pitting GNWT Against Integrated Information Theory

GNWT kommer med noen testbare spådommer, det samme gjør noen rivaliserende teorier om bevissthet. De siste årene har det vært en samlet innsats for å teste noen av disse spådommene direkte mot hverandre. En vitenskapelig streng måte å gjøre det på er å få tilhengerne av de rivaliserende teoriene til å bli enige på forhånd om noen få spesifikke spådommer om deres respektive teorier og i fellesskap utforme en studie som kan bekrefte eller avkrefte disse spådommer. Et prosjekt organisert av et konsortium kalt COGITATE har forsøkt å gjøre nettopp det ved å teste spådommer laget av Stanislas Dehaene for GNWT mot de av Giulio Tononi for hans integrerte informasjonsteori (IIT).

Resultatene for den første fasen av den studien¹⁶ ble annonsert på et stort offentlig arrangement under årsmøtet til Association for the Scientific Study of Consciousness i New York City i juni 2023. Studiedeltakerne hadde gjennomgått målinger av hjerneaktivitet mens de deltok i aktiv og passiv visuell persepsjon. Resultatene var overraskende blandede.¹⁷ Begge teoriene fikk og mistet poeng. Blant annet hadde Dehaene spådd at det ville være større aktivitet foran i hjernen, mens Tononi spådde at aktiviteten hovedsakelig ville være på baksiden av hjernen. Noen av Tononis spådommer så ut til å klare seg litt bedre, men kritikere har hevdet at utformingen av studien ikke tok for seg kjernepåstandene til IIT, og Dehaene uttrykte selvtillit at et andre pågående eksperiment av COGITATE vil favorisere GNWT.

Kontrovers da media tolket en seier for IIT over GWT og andre teorier

IIT har i flere år tiltrukket seg uforholdsmessig mye oppmerksomhet og beundring i media, og resultatene av COGITATE-studien ga enda mer oppmerksomhet til det, med medieartikler som antydet at IIT nå er den dominerende teorien om bevissthet. Dette har tilsynelatende vært svært irriterende for mange bevissthetsforskere, som ikke deler det synet. En storm av kontrovers brøt ut i september 2023 da et stort antall fremtredende bevissthetsforskere (ikke inkludert Dehaene¹⁸) signert en brev kaller IIT "pseudovitenskap" og uttrykker bekymring for at media villeder publikum ved å antyde at IIT er den ledende teorien om bevissthet.

Vi skal se på den spennende teorien om IIT neste i denne serien, prøver å forstå hvorfor mange forskere virker lite imponert over dens radikale implikasjoner mens media ser ut til å finne disse så tiltalende.

Etter hvert som grensene mellom ekte og falske visker ut, jager amerikanerne i økende grad ideen om autentisitet. Det første trinnet kan være å vurdere selverkjennelse, sannhet og andre byggesteiner på veien til personlig vekst.