Den prediktive hjernen og bevissthetens 'harde problem'

I dette innlegget, den siste av en serie i fem deler, vil vi tilegne oss en forståelse av ulike teorier som understreker viktigheten av top-down-signalering for å forme og muliggjøre bevisst persepsjon. Først vil vi diskutere re-entry-teorier, en spesiell type bevissthetsteori som har flere versjoner. Deretter vil vi diskutere prediktive prosesseringsteorier, som er en mer generell tilnærming til å forstå hvordan hjernen fungerer – en tilnærming som har revolusjonert nevrovitenskap i de siste par tiårene og som kan informere teorier om bevissthet. Senere vil vi vurdere om teorier om bevissthet totalt sett er noe nærmere å løse det "harde problemet" med bevissthet – hvordan og hvorfor vi i det hele tatt har subjektiv erfaring.

Re-entry/Recurrent Processing Theories

Re-entrant/recurrent prosessering skjer i sensoriske systemer som er sterkt sammenkoblet, med feed-forward og feedback-forbindelser. Fremmatingsprosessering overfører signaler fra sensoriske input til høyere kognitive prosesseringssentre (nedenfra og opp). Tilbakemelding går i motsatt retning (top-down). Mange nevrale nettverk inneholder veier som går tilbake (re-enter/recur), som muliggjør tilbakemeldingsmekanismer. Re-entry-teorier, også ofte referert til som tilbakevendende prosesseringsteorier (selv om det er noen forskjeller mellom de to begrepene), assosierer bevisst oppfatning med ovenfra-ned-signalering i disse tilbakemeldingene veier. Re-entry-teorier støttes av nevrofysiologiske bevis som avslører viktigheten av top-down-signalering for bevisst persepsjon – spesielt i det visuelle systemet.[1]

Lamme's Recurrent Processing Theory (RPT)

En fremtredende type re-entry-teori er Victor Lammes versjon av recurrent processing theory (RPT), som ble utviklet ved først og fremst å fokusere på visuell persepsjon.[2] I likhet med andre re-entry-teorier, antyder Lammes teori at bevissthet oppstår fra tilbakemeldingsløkker av tilbakevendende prosessering i hjerne. Imidlertid, i motsetning til andre re-entry-teorier, hevder Lamme det lokalisert tilbakemeldingsprosessering i perseptuelle cortex (i motsetning til langdistanse-feedback-løkker) er tilstrekkelig til å gi opphav til bevissthet. Derimot global neuronal arbeidsromteori foreslår at bevisst tilgang krever en mer omfattende arkitektur av gjenklangsløkker, inkludert frontal-parietale regioner. Lamme antyder at bevissthet kan oppstå bare fra tilbakevendende prosesser innenfor lokale nevrale nettverk, selv uten å involvere hele hjernen. Han foreslår at parietale og frontale regioner kan være nødvendige hovedsakelig for etterbevisst behandling, for eksempel planlegging eller verbal rapport.[3]

Predictive Processing (Predictive Coding) Teorier

Prediktive prosesseringsteorier er et bredere rammeverk. De understreker også viktigheten av top-down-signalering for å forme og muliggjøre bevisst persepsjon, men de er ikke så mye teorier om bevissthet i seg selv som en mer generell tilnærming til å forstå hvordan hjernen fungerer. De er et kraftig rammeverk som kan gi ledetråder til bevissthetens egenskaper.

Mens prediktive prosesseringsteorier representerer noe av en revolusjon innen nevrovitenskap de siste par tiårene, snur den klassiske forståelsen av persepsjon, ideen om hjernen som en prediksjonsmaskin dateres faktisk tilbake til den tyske polymaten Hermann von Helmholtz på 1800-tallet.[4] Han foreslo at tingene vi oppfatter ganske enkelt er hjernens beste gjetninger på hva som forårsaker dens sensoriske input. Innelukket i hodeskallen må hjernen utlede hva signaler fra omverdenen representerer ved å bruke forventninger, antagelser eller tro om hvordan verden er, basert disse på tidligere erfaringer og læring.

Derimot er det klassiske synet på persepsjon det sensorisk prosessering i hjernen skjer på en bottom-up, utenfor-inn måte, med input som starter ved sensoriske reseptorer og beveger seg til høyere, mer komplekse hjerneområder. Von Helmholtz sin teori antyder at sensoriske input hovedsakelig tjener til å korrigere eller oppdatere hjernens top-down spådommer i stedet for å være den primære kilden til perseptuelt innhold. Dette synet blir ofte referert til i dag som prediktiv prosessering eller prediktiv koding. I vår teknologiske tidsalder med prediktiv teksting, har konseptet blitt mer intuitivt for oss.

Prediktive kodingsmodeller ble først utviklet på slutten av 1990-tallet. Fra begynnelsen av 2000-tallet og utover utviklet Karl Friston teorien og dens matematiske grunnlag (spesielt knyttet til Bayesiansk hjerneteori[5]). Essensen av prediktiv koding er at hjernen kontinuerlig genererer spådommer om innkommende sensorisk informasjon og justerer/oppdaterer disse spådommene (tro, kan du si) basert på den faktiske sensoriske input – hele tiden prøver å redusere prediksjonsfeil.

Noen versjoner av prediktiv prosesseringsteori legger til ideen om at hjernen kan minimere prediksjon feil ikke bare ved å oppdatere sine spådommer, men også ved å sette i gang handlinger for å oppnå forventet sensorisk data. Dette kalles aktiv inferens. Det muliggjør en form for prediktiv kontroll.

Eksempler på innflytelsesrike teorier som inkorporerer prediktiv prosessering inkluderer Fristons frie energiprinsipp, [6] Stephen Grossbergs adaptiv resonans teori (ART),[7] Lisa Feldman Barretts teori om konstruert følelse,[8] og Anil Seths "beast machine"-teori.[9]

Bugs og påfunn

Mens hjernens spådommer mesteparten av tiden er nøyaktige gjetninger, er kostnadene ved effektivitet at systemet hopper til konklusjoner basert på delvis informasjon og noen ganger er feil. jeg har tidligere berørt hvordan forventninger (spådommer) ikke bare former hjernens mest vellykkede funksjoner, men også kan forårsake eller bidra til problematiske via feil ovenfra og ned påvirkning av forventninger på persepsjon. Disse problematiske feilene og særhetene inkluderer illusjoner, rare oppfatninger, angst, depresjon, kronisk smerte, kronisk tretthet, psykosomatiske problemer, placebo effekter (som også bidrar til appell av alternativ medisin), og mye mer.[10] Vi mennesker er svært antydelige.

Det harde problemet med bevissthet

I denne femdelte serien har vi undersøkt de gjeldende ledende teoriene om bevissthet.

Så, er feltet noe nærmere å løse det "harde problemet" med bevissthet - mysteriet med subjektiv opplevelse: hvorfor det føles som noe å være bevisst, og hvordan dette kan oppstå fra rent fysiske prosesser. Ikke alle teoretikere tror det er et slikt problem, og argumenterer for at spørsmålet kan ha blitt feilformulert og unødvendig mystifisert, og begynner med mange feilaktige antakelser.[11] Uansett ville det være urealistisk for oss å forvente at det var fullstendig løst på dette tidlige stadiet i den fortsatt unge vitenskapen om bevissthet.

Av de fire settene med teorier vi fokuserte på i denne serien (etter utvalget av teorier i Seth og Baynes artikkel fra 2022, selv delvis påvirket av andre anmeldelser), er det bare integrert informasjonsteori (IIT) eksplisitt hadde som mål å løse det vanskelige problemet, og etter kritikernes syn var det feil ved å være for ambisiøst. Høyere ordensteorier om bevissthet (HOTs), global arbeidsområdeteori (GWT), og tilbakevendende prosesseringsteori (RPT) adresserte det mer implisitt eller indirekte. Oppmerksomhetsskjemateori (AST, som ikke er en av de fire, men ble nevnt Tidligere i denne serien) prøvde også en mer direkte tilnærming, basert på GWT.

Hohwy og Seth foreslår en indirekte tilnærming i stedet for å prøve å løse det vanskelige bevissthetsproblemet direkte. De hevder at "bevissthet" ikke er et enkelt forklarende mål. I stedet gir den bevisste fenomenologiens mangefasetterte struktur et repertoar av forklarende mål. Systematisk bruk av det kraftige rammeverket for prediktiv prosessering på disse målene kan være mer vellykket i å adressere og potensielt til og med løse det vanskelige problemet.[12]

Hva mangler?

Faktorer som jeg tror får utilstrekkelig fokus av de fire ledende teoriene om bevissthet er de tre kategorier oppført i Seth og Baynes artikkel[13] som "andre tilnærminger" (jeg kalte disse "andre sterke utfordrere" i Del 1)

1. Merk følgende
2. Læring
3. Påvirke

Alle disse tre faktorene spiller trolig sentrale roller i bevisstheten.

I det mer spesifikke tilfellet med menneskelig bevissthet er språk en annen viktig faktor som ikke er et fokus i teoriene vi har gjennomgått.[14]

I tillegg, etter mitt eget syn, er den største mangelen ved alle fire ledende teorier om bevissthet deres relative mangel på en evolusjonært perspektiv (et bemerkelsesverdig unntak er Ledoux, sitert i del 2, som har inkorporert HOT i et bredere evolusjonært rammeverk[15]). To andre teorier som ikke var blant de fire ledende teoriene identifisert av Seth og Bayne fortjener å bli fremhevet for å sette det evolusjonære rammeverket foran og i sentrum: Ginsburg og Jablonka ubegrenset assosiativ læringsteori (nevnt av Seth og Bayne under andre tilnærminger: læring) og en teori som ikke kom med i den artikkelen, men som ble nevnt av meg i del 1 og beskrevet i et tidligere innlegg: Feinberg og Mallatts teori, som de kaller nevrobiologisk naturalisme (NN). UAL og NN er i stor grad enige med hverandre.[16] UAL inkluderer også prediktiv prosessering.

Subjektiv erfaring

Det er verdt å merke seg at subjektivitet er innebygd i selve livets natur: så snart den første cellen utviklet seg var det en innsiden og utsiden, og derfor begynnelsen på et subjektivt-objektivt skille mellom kroppen og utsiden verden. Det er ikke noe fysikalistisk/materialistisk prinsipp som sier at du ikke kan ha et skille mellom den indre og den ytre verden, der interiøret er utilgjengelig for det ytre. Det er ikke nødvendig med mystikk eller mystikk i forsøket på å forstå dette skillet og hvorfor det indre av et dyrs opplevelse er utilgjengelig for en objektiv observatør.[17]

Livets gåte

Vi gjør klokt i å huske de sterke parallellene mellom bevissthetens mysterium og livets tilsynelatende gåte seg selv, som opprinnelig ble antatt å ha en slags ikke-fysisk animerende essens fraværende i vanlige saken. Dette mysteriet ble til slutt oppløst da vitenskapen brukte en gradvis, systematisk tilnærming til livets mangefasetterte elementer, som forstår den helt naturlige selvorganiserende kompleksiteten til dens rent fysiske prosesser.