Hvorfor nervevidenskaben måske kan forklare bevidsthed

Francis Crick og Christof Koch*

Vi tror, at i øjeblikket er den bedste indfaldsvinkel til spørgsmålet om at forklare bevidstheden, at koncentrere sig om at finde det, der kendes som bevidsthedens neurale korrelater - de processer i hjernen, som mest direkte er ansvarlige for bevidstheden. Ved at lokalisere de neuroner i den cerebrale cortex, som bedst korrelerer med bevidstheden og regne ud, hvordan de forbindes med neuroner andre steder i hjernen, falder vi måske over nøgleindsigter til det, David J. Chalmers kalder det vanskelige problem: en fuldstændig redegørelse for måden, hvorpå den subjektive oplevelse opstår fra disse cerebrale processer.
    Vi roser Chalmers for kækt at vedkende sig og fokusere på det vanskelige problem på dette tidlige tidspunkt, selvom vi ikke er så begejstrede for nogle af hans tankeeksperimenter. Som vi ser det, kan det vanskelige problem opdeles i adskillige spørgsmål: Hvorfor oplever vi overhovedet noget? Hvad fører til en bestemt bevidst oplevelse (sådan som blåheden ved blåt)? Hvorfor er nogle aspekter ved subjektive oplevelser umulige at videregive til andre mennesker (med andre ord, hvorfor er de private)? Vi tror, vi har et svar til det sidste spørgsmål og et forslag om de to første, det drejer sig om et fænomen kendt som eksplicit neural repræsentation.
    Hvad betyder "eksplicit" i denne sammenhæng? Måske er den bedste måde at definere det på, et eksempel. Som svar på et billede af f.eks. et ansigt, fyrer ganglion celler overalt på retina, på næsten samme måde som pixels på en fjernsynsskærm, og genererer en implicit repræsentation af ansigtet. Samtidig kan de også reagere på en mængde andre egenskaber i billedet, som skygger, linier, uens belysning og så videre. I modsætning hertil, reagerer nogle neuroner højt oppe i hierarkiet i den visuelle cortex hovedsagelig på ansigtet eller endda på ansigtet set fra en bestemt vinkel. Sådanne neuroner hjælper hjernen med at repræsentere ansigtet på en eksplicit måde. Tabet af dem, som resultat af et slagtilfælde eller en anden beskadigelse af hjernen, fører til prosopagnosia, et individs manglende evne til at genkende velkendte ansigter bevidst - selv hans eller hendes eget, selvom personen stadig kan identificere et ansigt som et ansigt. På samme måde kan beskadigelse af andre dele af den visuelle cortex være årsag til, at man mister evnen til at opleve farve, mens man stadig ser i graduationer af sort og hvidt, selvom der ingen beskadigelse er af øjets farvereceptorer.
    På hvert trin genindkodes den visuelle information, typisk på en halvhierarkisk måde. Retinale ganglionceller reagerer på en lysplet. Neuroner i den primære visuelle cortex er bedst til at reagere på linier eller kanter; neuroner højere oppe kunne foretrække en bevægelig kontur. Endnu højere er de, som reagerer på ansigter og andre kendte genstande. På toppen findes de, som projicerer til præmotor og motor strukturer i hjernen, hvor de neuroner fyrer, der starter sådanne aktiviteter som tale eller at undgå et modkørende automobil.

KANIZSA TREKANTEN stimulerer neuroner, der koder eksplicit for sådanne kontur illusioner.

Chalmers mener, som vi, at de subjektive aspekter ved en oplevelse må stå i nær sammenhæng med fyringen af de neuroner, der svarer til disse aspekter (de neurale korrelater). Han beskriver et velkendt tankeeksperiment, konstrueret omkring en hypotetisk neuroforsker, Mary, som har specialiseret sig i farveperception, men aldrig set en farve. Vi tror imidlertid, at grunden til at Mary ikke ved, hvordan det er at se en farve er, at hun aldrig har haft en eksplicit neural repræsentation af en farve i sin hjerne, kun af ordene og ideerne associeret med farver.
    For at beskrive en subjektiv visuel oplevelse, må informationen transmitteres til hjernens motor udgangstrin, hvor den bliver stillet til rådighed for verbalisering eller andre handlinger. Denne transmission involverer altid genindkodning af informationen således, at den eksplicite information, der udtrykkes af motorneuronerne, er relateret til, men ikke identisk med, den eksplicite information, som udtrykkes ved fyringen af neuronerne, der er associeret med farveoplevelse, på et niveau i det visuelle hierarki.
    Så er det ikke muligt, med ord og ideer, at videregive en subjektiv oplevelses eksakte natur. Det er imidlertid muligt at videregive en forskel mellem subjektive oplevelser - at skelne mellem rød og orange, for eksempel. Dette er muligt, fordi en forskel i et høj-niveau visuel cortex område stadig vil være associeret med en forskel i motortrinnene. Implikationen er, at vi aldrig kan forklare andre mennesker om nogen bevidst oplevelse, kun dens relation til andre oplevelser.
    De andre to spørgsmål, som drejede sig om hvorfor vi har bevidste oplevelser og hvad, der fører til nogle bestemte, forekommer vanskeligere. Chalmers foreslår, at de kræver introduktionen af "oplevelse" som en grundlæggende ny egenskab ved verden, relaterende til en organismes evne til at behandle information. Men hvilke slags neuron information producerer bevidsthed? Og hvad får en bestemt type information til at svare til blåts blåhed, i stedet for grønts grønhed? Sådanne spørgsmål forekommer så vanskelige som nogen i studiet af bevidsthed.
    Vi foretrækker en anden indfaldsvinkel, som involverer begrebet "mening". I hvilken forstand kan neuroner, som eksplicit koder for et ansigt siges at viderebringe meningen med et ansigt til resten af hjernen? Sådan en egenskab må relatere til cellens projektive felt - det mønster af synaptiske forbindelser til neuroner, der koder eksplicit for relaterede begreber. I sidste ende udstrækker disse forbindelser sig til motorudgangen. For eksempel kunne de neuroner, der reagerer på et bestemt ansigt, være forbundet til nogle, der udtaler navnet på den person, hvis ansigt det er og til andre for hendes stemme, minder, der involverer hende og så videre. Sådanne associationer mellem neuroner må være adfærdsmæssigt nyttige - med andre ord, konsistente med feedback fra kroppen og den ydre verden.
    Mening stammer fra forbindelserne mellem disse repræsentationer og andre spredt ud over det cortiske system i et enormt associativt netværk, på samme måde som et leksikon eller en relationsdatabase. Jo mere varierede disse forbindelser er, jo rigere mening. Hvis, som i vort tidligere eksempel på prosopagnosia, det synaptiske output fra sådanne ansigtsneuroner blev blokeret, ville cellerne stadig reagere på personens ansigt, men der ville ikke være nogen associeret mening og, derfor, meget mindre oplevelse. Et ansigt ville blive set, men ikke genkendt som et sådant.
    Grupper af neuroner kan naturligvis påbegynde nye funktioner, dette muliggør, at hjerner kan lære nye kategorier (inkluderende ansigter) og associere nye kategorier med eksisterende. Visse primitive associationer, som smerte, er i en vis udstrækning medfødte, men efterfølgende forfinede igennem livet.
    Information kan virkelig være nøglekonceptet, som Chalmers har mistanke om. Større vished vil kræve overvejelse af meget parallelle informationsstrømme, forbundet - som neuroner er det - i komplekse netværk. Det ville være nyttigt at prøve, at bestemme hvilke egenskaber et neuralt netværk (eller et andet regneapparatur) skal have for at skabe mening. Det er muligt, at sådanne øvelser ville antyde meningens neurale grundlag. Bevidsthedens vanskelige problem kunne så stå i et helt nyt lys. Det kunne endda forsvinde.

*Francis Crick var Kieckhefer Distinguished Research Professor på Salk Institute for Biological Studies i San Diego. The Astonishing Hypothesis, Charles Scribner's Sons, New York, 1994.
Christof Koch er professor i beregning og neurale systemer på California Institute of Technology.

Et sind for bevidsthed.

Oversat fra Why Neuroscience May Be Able to Explain Consciousness, Scientific American, December 1995. ss.66-67.

Den fra bit :Én sti: Dennetts farlige ide
Hvordan hjernen skaber sindet
Ser marsboerne rødt?
Samlede tanker om bevidsthedens rolle
Index