Θεωρίες συνείδησης:Πρόοδος από μια συζήτηση ορόσημο

Μια πενταετής «αντίπαλη συνεργασία» θεωρητικών της συνείδησης οδήγησε σε μια τρελή αναμέτρηση μπροστά σε κοινό. Δεν στέφθηκε νικητές — αλλά μπορεί ακόμα να διεκδικήσει πρόοδο.

Εισαγωγή

Η επιστήμη προβάλλει συχνά θεωρίες και στη συνέχεια τις χτυπάει με δεδομένα μέχρι να μείνει μόνο μία. Στη νεοσύστατη επιστήμη της συνείδησης, δεν έχει ακόμη εμφανιστεί μια κυρίαρχη θεωρία. Περισσότερα από 20 εξακολουθούν να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη.

Δεν είναι για έλλειψη δεδομένων. Από τότε που ο Φράνσις Κρικ, ο συν-ανακαλύφτης της διπλής έλικας του DNA, νομιμοποίησε τη συνείδηση ​​ως θέμα προς μελέτη πριν από περισσότερες από τρεις δεκαετίες, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ποικιλία προηγμένων τεχνολογιών για να διερευνήσουν τους εγκεφάλους των υποκειμένων σε δοκιμή, ανιχνεύοντας τα σημάδια της νευρικής δραστηριότητας που θα μπορούσαν να αντικατοπτρίζουν τη συνείδηση. Η προκύπτουσα χιονοστιβάδα δεδομένων θα έπρεπε να έχει ισοπεδώσει τουλάχιστον τις πιο αδύναμες θεωρίες μέχρι τώρα.

Πριν από πέντε χρόνια, το Παγκόσμιο Φιλανθρωπικό Ίδρυμα Templeton ξεκίνησε μια σειρά «αντίπαλων συνεργασιών» για να πείσει να ξεκινήσει η καθυστερημένη νίκη. Τον περασμένο Ιούνιο είδε τα αποτελέσματα από την πρώτη από αυτές τις συνεργασίες, η οποία αντιμετώπισε δύο θεωρίες υψηλού προφίλ:τη θεωρία του παγκόσμιου νευρωνικού χώρου εργασίας (GNWT) και τη θεωρία της ολοκληρωμένης πληροφορίας (IIT). Κανένας από τους δύο δεν αναδείχθηκε οριστικός νικητής.

Τα αποτελέσματα, που ανακοινώθηκαν όπως το αποτέλεσμα ενός αθλητικού γεγονότος στην 26η συνάντηση της Ένωσης για την Επιστημονική Μελέτη της Συνείδησης (ASSC) στη Νέα Υόρκη, χρησιμοποιήθηκαν επίσης για τον διευθέτηση ενός 25ετούς στοιχήματος μεταξύ του μακροχρόνιου συνεργάτη του Crick, του νευροεπιστήμονα Christof Koch του Allen Institute for Brain Science, και του φιλοσόφου του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, ο οποίος ακολούθησε τον όρο «Chairlthesopher». πρόβλημα» για να αμφισβητήσουμε την υπόθεση ότι μπορούμε να εξηγήσουμε την υποκειμενική αίσθηση της συνείδησης αναλύοντας τα κυκλώματα του εγκεφάλου.

Στη σκηνή στο Skirball Center του NYU, μετά από ιντερμέδια ροκ μουσικής, μια παράσταση ραπ για τη συνείδηση και την παρουσίαση των αποτελεσμάτων, ο νευροεπιστήμονας παραχώρησε το στοίχημα στον φιλόσοφο:Οι νευρωνικοί συσχετισμοί της συνείδησης δεν είχαν ακόμη καταγραφεί.

Ωστόσο, ο Κοχ διακήρυξε, «Είναι μια νίκη για την επιστήμη».

Ήταν όμως; Η εκδήλωση έχει λάβει μικτές κριτικές. Ορισμένοι ερευνητές επισημαίνουν την αποτυχία να ελεγχθούν με νόημα οι διαφορές μεταξύ των δύο θεωριών. Άλλοι υπογραμμίζουν την επιτυχία του έργου στην προώθηση της επιστήμης της συνείδησης, τόσο με την παροχή μεγάλων, καινοτόμων, επιδέξια εκτελούμενων συνόλων δεδομένων όσο και εμπνέοντας άλλους διαγωνιζόμενους να συμμετάσχουν στις δικές τους αντίπαλες συνεργασίες.

Οι συσχετισμοί της συνείδησης

Όταν οι Crick και Koch δημοσίευσαν την εργασία ορόσημο «Towards a Neurobiological Theory of Consciousness» το 1990, στόχος τους ήταν να τοποθετήσουν τη συνείδηση - για 2.000 χρόνια το έδαφος των φιλοσόφων - σε μια επιστημονική βάση. Η συνείδηση στο σύνολό της, υποστήριξαν, ήταν πολύ ευρεία και αμφιλεγόμενη έννοια για να χρησιμεύσει ως αφετηρία.

Αντίθετα, εστίασαν σε μια επιστημονικά προσιτή πτυχή του:την οπτική αντίληψη, η οποία συνεπάγεται την επίγνωση του να βλέπεις, για παράδειγμα, το κόκκινο χρώμα. Ο επιστημονικός στόχος ήταν να βρεθεί το κύκλωμα που συσχετίστηκε με αυτήν την εμπειρία ή, όπως το έθεσαν, τους «νευρικούς συσχετισμούς της συνείδησης».

Η αποκωδικοποίηση των πρώτων σταδίων της οπτικής αντίληψης είχε ήδη αποδειχθεί ένα πρόσφορο έδαφος για την επιστήμη. Μοτίβα φωτός που πέφτουν στον αμφιβληστροειδή στέλνουν σήματα στον οπτικό φλοιό στο πίσω μέρος του εγκεφάλου. Εκεί, πάνω από 12 διακριτές νευρικές μονάδες επεξεργάζονται τα σήματα που αντιστοιχούν σε άκρες, χρώμα και κίνηση στις εικόνες. Η παραγωγή τους συνδυάζεται για να δημιουργήσει μια τελική δυναμική εικόνα αυτού που βλέπουμε συνειδητά.

Αυτό που έκλεισε τη χρησιμότητα της οπτικής αντίληψης για τον Κρικ και τον Κοχ ήταν ότι ο τελευταίος κρίκος αυτής της αλυσίδας - η συνείδηση - μπορούσε να αποσπαστεί από τους υπόλοιπους. Από τη δεκαετία του 1970, οι νευροεπιστήμονες γνώριζαν για άτομα με «τυφλότητα» που δεν έχουν εμπειρία όρασης λόγω βλάβης στον εγκέφαλό τους, αλλά που μπορούν να περιηγηθούν σε ένα δωμάτιο χωρίς να προσκρούσουν σε εμπόδια. Ενώ διατηρούν την ικανότητα να επεξεργάζονται μια εικόνα, τους λείπει η ικανότητα να την έχουν επίγνωση.

Όλοι μας μπορούμε να βιώσουμε μια μορφή αυτής της αποσύνδεσης. Σκεφτείτε τη γνωστή οπτική ψευδαίσθηση που μπορεί να γίνει αντιληπτή είτε ως ένα βάζο είτε ως δύο πρόσωπα σε προφίλ. Ανά πάσα στιγμή μπορούμε να το δούμε μόνο ως το ένα ή το άλλο. Κάτι στον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλός μας επεξεργάζεται τις αντιλήψεις μας εμποδίζει να έχουμε συνείδηση και των δύο ταυτόχρονα.

Οι πειραματικοί ψυχολόγοι μπορούν να επωφεληθούν από αυτή την ιδιορρυθμία μέσω του φαινομένου της διόφθαλμης αντιπαλότητας. Ο εγκέφαλός μας κανονικά δεν έχει πρόβλημα να συνδυάσει τις ελαφρώς διαφορετικές, επικαλυπτόμενες εικόνες που λαμβάνει από το αριστερό και το δεξί μάτι. Αν όμως οι εικόνες είναι πολύ διαφορετικές, αντί να συγχωνεύονται, γίνονται αντίπαλοι:Πρώτα κυριαρχεί η μία εικόνα στην αντίληψή μας και μετά η άλλη. Όταν ο νευροεπιστήμονας Νίκος Λογοθέτης του Ινστιτούτου Max Planck για τη Βιολογική Κυβερνητική περιέγραψε τη διόφθαλμη αντιπαλότητα το 1996, ο Κρικ ήταν τόσο ενθουσιασμένος, που διακήρυξε ότι οι νευρικοί συσχετισμοί της συνείδησης θα βρεθούν μέχρι το τέλος του 20ού αιώνα. (Παρόμοιος ενθουσιασμός οδήγησε στο στοίχημα του Koch με τον Chalmers.)

Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, όλο και πιο εξελιγμένοι σαρωτές εγκεφάλου έχουν παρακολουθήσει τα άτομα που δοκιμάζονται καθώς οι αντιλήψεις τους χειραγωγούνταν κατά τη διάρκεια μελετών της συνείδησης. Οι σταγόνες δεδομένων έχουν γίνει καταρράκτες, αλλά αντί να ξεπλένονται, οι θεωρίες της συνείδησης έχουν πολλαπλασιαστεί.

Μια ευρεία διαίρεση μεταξύ αυτών των πολλών θεωριών είναι ότι ορισμένες από αυτές, όπως το GNWT, απαιτούν τη συμμετοχή των τμημάτων του εγκεφάλου που επιτρέπουν τη γνώση, όπου «σκεπτόμαστε», ενώ το IIT και άλλες ισχυρίζονται ότι οι νευρωνικοί συσχετισμοί εξαρτώνται από τις περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην αντίληψη, όπου «αισθανόμαστε». Οι ιδέες συχνά περιγράφονται επιπόλαια ως θεωρίες «μπροστινού εγκεφάλου» έναντι θεωριών «πίσω του εγκεφάλου» (αν και η πραγματική ανατομική διάκριση είναι λιγότερο κομμένη και ξεραμένη από αυτό). Αυτή η ενδιαφέρουσα διχοτόμηση απηχεί παλιές φιλοσοφικές διαφωνίες σχετικά με το αν η συνείδηση αφορά τη σκέψη, όπως στο «σκέφτομαι, άρα είμαι» του Descartes ή για το «δεν σκέφτομαι», όπως στην κατάσταση που βιώνει ένας γιόγκι που διαλογίζεται.

Merrill Sherman/Quanta Magazine

Για τον νευροεπιστήμονα Stanislas Dehaene του Collège de France, τον επικεφαλής αρχιτέκτονα του GNWT, η σκέψη είναι ένα βασικό μέρος της συνειδητής κατάστασης. Αναφερόμενος στο IIT, μου είπε, "Είναι μεγάλη διαφορά μεταξύ των θεωριών μας. Δεν πιστεύω στην καθαρή συνείδηση."

Το GNWT υποστηρίζει ότι ένα μικροσκοπικό υποσύνολο των πληροφοριών που επεξεργαζόμαστε συνεχώς ασυνείδητα επιλέγεται για να περάσει μέσα από ένα σημείο συμφόρησης σε έναν συνειδητό «χώρο εργασίας». Εκεί, οι πληροφορίες ενσωματώνονται και μεταδίδονται σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου για να γίνουν παγκοσμίως διαθέσιμες για λήψη αποφάσεων και μάθηση. «Ο «χώρος εργασίας» είναι εκεί για μια λειτουργία», είπε ο Dehaene. Επειδή η λήψη αποφάσεων και η μάθηση είναι ευθύνες του προμετωπιαίου φλοιού, το μπροστινό μέρος του εγκεφάλου θεωρείται κρίσιμο για τη συνείδηση.

Το μικρόβιο της ιδέας προτάθηκε αρχικά το 1988 από τον ψυχολόγο Bernard Baars, τώρα στο Society for Mind Brain Sciences, ο οποίος είδε μια αναλογία με τον «μαυροπίνακα» των πρώιμων αρχιτεκτονικών συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης όπου ανεξάρτητα προγράμματα μοιράζονταν πληροφορίες. Στη συνέχεια, ο Dehaene συνέδεσε αυτό το εννοιολογικό πρότυπο με τα ευρήματα της νευροεπιστήμης αιχμής και χρησιμοποίησε υπολογιστικά μοντέλα για να αναπτύξει το GNWT.

Το IIT δεν κάνει αναλογίες με την αρχιτεκτονική AI. Ο Giulio Tononi, νευροεπιστήμονας και ψυχίατρος στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin, Madison, ανέπτυξε τη θεωρία ξεκινώντας με πέντε αξιώματα σχετικά με τη συνείδηση:Είναι εγγενές στην οντότητα που την έχει. η σύνθεσή του είναι δομημένη. Είναι πλούσιο σε πληροφορίες. Είναι ενσωματωμένο αντί να αναχθεί σε εξαρτήματα. και είναι αποκλειστικό από άλλες εμπειρίες. Στη συνέχεια ανέπτυξε μαθηματικές περιγραφές για να ταιριάζει σε αυτά τα αξιώματα. Για τον Tononi και άλλους θεωρητικούς του IIT, η νευρωνική δομή που είναι πιο συνεπής με αυτούς τους μαθηματικούς περιγραφείς είναι μια αρχιτεκτονική πλέγματος που σχετίζεται με αισθητήριες περιοχές, τις οποίες έχουν ονομάσει «καυτή ζώνη».

Αλλά το GNWT και το IIT είναι μόνο δύο από τις θεωρίες που εντοπίζουν βασικά στοιχεία της συνείδησης σε αντίθετους πόλους του εγκεφάλου. Υπάρχουν και άλλες γνωστικές έννοιες του μπροστινού εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων πολλών θεωριών ανώτερης τάξης (HOTs) και ενεργητικής θεωρίας συμπερασμάτων, και μια ποικιλία αισθητηριακών εννοιών πίσω από τον εγκέφαλο, όπως οι στενά συνδεδεμένες θεωρίες πρώτης τάξης και οι τοπικιστικές θεωρίες.

Η εξάλειψη ορισμένων από αυτές δοκιμάζοντας τις προβλέψεις τους σε σχέση με δεδομένα από ζωντανούς εγκεφάλους μπορεί να φαίνεται σαν απλή απλότητα. Δυστυχώς, αυτό δεν αποδείχθηκε αλήθεια.

Βρίσκοντας αυτό που ψάχνουν

Για χρόνια, οι ερευνητές επινόησαν έξυπνα πειράματα στα οποία τα υποκείμενα του τεστ ανέφεραν πότε είχαν τις αισθήσεις τους για ένα αντικείμενο, ενώ χρησιμοποιήθηκαν ψυχολογικά κόλπα ή ψευδαισθήσεις για να τους αποσπάσουν την προσοχή. Αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν συχνά ότι η στιγμή της συνειδητής αντίληψης συσχετίστηκε με τη δραστηριότητα στον προμετωπιαίο φλοιό, ευνοώντας κάτι σαν GNWT ή άλλη εξήγηση στο μπροστινό μέρος του εγκεφάλου. Αλλά οι φιλόσοφοι και οι πειραματιστές άρχισαν να παραπονιούνται ότι αυτές οι μελέτες θα μπορούσαν να μετρούν τη νευρική δραστηριότητα που σχετίζεται με το έργο της αναφοράς και όχι την ίδια τη συνείδηση.

Ως εκ τούτου, τα παραδείγματα «χωρίς αναφορά» αναπτύχθηκαν ως λύση. Μια δημοφιλής περιλάμβανε διόφθαλμη αντιπαλότητα. Εάν ένα πρόσωπο που κινείται προς τα αριστερά στο αριστερό μάτι του εξεταζόμενου και ένα σπίτι που κινείται προς τα δεξιά στο δεξί του μάτι, η συνειδητή του αντίληψη θα αναστραφεί ανάμεσα στις δύο εικόνες. Οι ερευνητές μπορούν να αναγνωρίσουν την αντιληπτή εικόνα χωρίς αναφορά, παρακολουθώντας προς ποια κατεύθυνση κινούνται τα μάτια. Τα δεδομένα εκείνη την εποχή πρότειναν ότι σε αυτά τα παραδείγματα χωρίς αναφορά, το σήμα για συνειδητή αντίληψη εντοπίζεται στο πίσω μέρος του εγκεφάλου.

Ωστόσο, οι θεωρητικοί σπάνια πείστηκαν από κανένα από τα πειράματα και τα δεδομένα. Σε μια ανασκόπηση του 2016, το στρατόπεδο του IIT απέρριψε τα πειράματα που βασίζονταν σε αναφορές ως μεθοδολογικά ελαττωματικά. Η συζήτηση συνεχίστηκε το 2017 με μονομαχία άρθρα στο Journal of Neuroscience. Σε ένα από αυτά, ο Hakwan Lau, τώρα στο Κέντρο Επιστήμης του Εγκεφάλου Riken στην Ιαπωνία, και οι συνάδελφοί του πρότειναν την απάντηση ότι τα παραδείγματα χωρίς αναφορά ήταν γεμάτα από συγχυτικές μεταβλητές.

Μια περαιτέρω επιπλοκή ήταν ότι τα πειραματικά αποτελέσματα εξαρτήθηκαν από τον τύπο της τεχνικής καταγραφής του εγκεφάλου που χρησιμοποιήθηκε. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, καθώς κάθε τεχνολογία παρέχει διαφορετικό φακό στον εγκέφαλο. Η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI), για παράδειγμα, παρακολουθεί τη ροή του αίματος και προσφέρει καλή χωρική ανάλυση, αλλά είναι πολύ αργή για να συμβαδίσει με τον ρυθμό της φλυαρίας μεταξύ των νευρώνων. Η μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG), από την άλλη πλευρά, παρακολουθεί τη φλυαρία του εγκεφάλου, αλλά έχει φτωχότερη χωρική ανάλυση. Έχει επίσης διαφορά εάν οι ερευνητές μετρούν την ισχύ του σήματος σε συγκεκριμένες τοποθεσίες του εγκεφάλου ή αναλύουν μοτίβα σε ευρύτερες περιοχές.

Το αποτέλεσμα ήταν ότι παρά τον πλούτο των πειραματικών δεδομένων που συγκεντρώθηκαν για τη μελέτη των συσχετίσεων της συνείδησης, οι αβεβαιότητες έδωσαν στους θεωρητικούς περιθώριο να ισχυριστούν ότι τα δεδομένα υποστήριζαν τις προτιμώμενες εξηγήσεις τους.

Ο Liad Mudrik, νευροεπιστήμονας του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ, πιστεύει ότι μέρος του προβλήματος έγκειται στον τρόπο με τον οποίο σχεδιάστηκαν (και συχνά συνεχίζουν να γίνονται) οι μελέτες. Μια πρόσφατη έρευνα από τον διδακτορικό της φοιτητή Itay Yaron εξέτασε περισσότερα από 400 δημοσιευμένα πειράματα συνείδησης και διαπίστωσε ότι ήταν σε μεγάλο βαθμό δυνατό να προβλεφθεί ποια θεωρία θα υποστηριζόταν αποκλειστικά βάσει του σχεδιασμού του πειράματος, χωρίς να γνωρίζουμε τίποτα για τα αποτελέσματα.

Αντίπαλη συνεργασία

Πριν από πέντε χρόνια, ο Dawid Potgieter, ο επικεφαλής του τμήματος ειδικών προγραμμάτων του Templeton World Charity Foundation, έμεινε έκπληκτος όταν διαπίστωσε ότι υπήρχαν ακόμη τόσες πολλές βιώσιμες θεωρίες σχετικά με τη συνείδηση. Ένιωσε ότι είχε έρθει η ώρα να κάνει κάτι γι' αυτό.

Ο Κοχ πρότεινε έναν διαγωνισμό πρόσωπο με πρόσωπο, ο οποίος μερικές φορές είχε χρησιμοποιηθεί για να διευθετήσει διαμάχες στη φυσική. Υπήρχαν προηγούμενα και στην ψυχολογία. Στη δεκαετία του 1980, ο ερευνητής ψυχολογίας Dan Kahneman του Πανεπιστημίου του Πρίνστον επινόησε τον όρο «αντίπαλη συνεργασία» για να περιγράψει ασκήσεις στις οποίες επιστήμονες με αντίθετες απόψεις ανέπτυξαν από κοινού πειράματα. Δουλεύοντας μαζί, θα μπορούσαν να εξομαλύνουν τις διαφωνίες σχετικά με τους στόχους και τη μεθοδολογία που θα μπορούσαν να υπονομεύσουν τα συμπεράσματα της εργασίας. (Ο Κάνεμαν χτύπησε αυτή την προσέγγιση κατά την επίλυση μιας θεωρητικής διαμάχης που είχε με τη συνάδελφο ψυχολόγο και σύζυγό του, Anne Treisman.)

Ο Potgieter ήθελε να προσπαθήσει. Τον Μάρτιο του 2018, αυτός και ο Κοχ φιλοξένησαν ένα εργαστήριο το Σαββατοκύριακο στο Ινστιτούτο Άλεν στο Σιάτλ για 14 συμμετέχοντες. Περιλάμβανε τρεις θεωρητικούς - Dehaene, Tononi και Lau, που υπερασπίζεται τα HOTs - καθώς και τον Chalmers και δύο άλλους φιλοσόφους, τέσσερις ψυχολόγους, δύο νευροεπιστήμονες, έναν νευρολόγο και τον Potgieter ως εκπρόσωπο του Ιδρύματος Templeton. Η αποστολή τους ήταν να σχεδιάσουν από κοινού νέα πειράματα για να εξαφανίσουν όλες τις ρυτίδες του παρελθόντος και να κάνουν καθαρή διάκριση μεταξύ των θεωριών.

Τρεις από τους ψυχολόγους - ο Mudrik, η Lucia Melloni του Ινστιτούτου Max Planck και ο Michael Pitts του Reed College στο Πόρτλαντ - είχαν ήδη μια ιστορία προκλητικών θεωριών συνείδησης. «Κάποια στιγμή, νομίζω ότι ο Τζούλιο πρότεινε, «Γιατί δεν ηγηθείτε του έργου και οι τρεις;» θυμάται ο Πιτς. "Δεν είχαμε ιδέα για τι ήμασταν. Μας έχει καταναλώσει τη ζωή."

Τους επόμενους εννέα μήνες, οι συζητήσεις συνεχίστηκαν. Οι θεωρητικοί εξέτασαν τις θεωρίες τους και πρόσφεραν νέες προβλέψεις - μια από τις νέες συνεισφορές της συνεργασίας. Ο Mudrik εντυπωσιάστηκε από την προθυμία των αντιπάλων να διαπραγματευτούν. «Χρειάζεται πολύ θάρρος· βάζεις το λαιμό σου στη γραμμή», είπε.

Η ομάδα κατέληξε σε δύο πειραματικά σχέδια για να ξεμπερδέψει τις προβλέψεις του IIT και του GNWT. Ποτέ δεν κατέληξαν σε προβλέψεις που ήταν αρκετά διαφορετικές ώστε να ξεμπερδέψουν τα GNWT και τα HOT, έτσι οι HOT έμειναν για μια διαφορετική αντίπαλη συνεργασία που αφορούσε τον Lau και τον φιλόσοφο του NYU Ned Block, ο οποίος υποστηρίζει τις θεωρίες πρώτης τάξης.

Ο Tononi ήταν ιδιαίτερα πρόθυμος για το σχεδιασμό του πρώτου πειράματος GNWT-versus-IIT. Δεδομένου ότι οι εργασίες είχαν δημιουργήσει μια τέτοια ρυτίδα σε προηγούμενα πειράματα, θα τις εξαφάνιζε διαφοροποιώντας τις εργασίες για να δούμε πώς αυτό επηρέασε τη συνειδητή αντίληψη.

Τα υποκείμενα της δοκιμής θα παρουσιάζονταν με μια σειρά από ποικίλες εικόνες, όπως πρόσωπα, ρολόγια και γράμματα του αλφαβήτου σε διαφορετικές γραμματοσειρές. Θα έβλεπαν κάθε εικόνα για 0,5 έως 1,5 δευτερόλεπτο. Στην αρχή κάθε σειράς, δύο συγκεκριμένες εικόνες θα ορίζονταν ως στόχοι (ας πούμε, το πρόσωπο μιας γυναίκας και ένα vintage ρολόι) και οι συμμετέχοντες είχαν την αποστολή αναφοράς να πατήσουν ένα κουμπί εάν έβλεπαν κάποιο από αυτά. Επομένως, άλλα πρόσωπα και αντικείμενα στις εικόνες θα ήταν σχετικά με την εργασία (επειδή εμπίπτουν στις ίδιες κατηγορίες με τους στόχους), αλλά δεν απαιτείται αναφορά. Άλλοι τύποι εικόνων στη σειρά, όπως γράμματα αλφαβήτου και σύμβολα χωρίς νόημα, θα ήταν άσχετοι με την εργασία. Το τεστ εκτελέστηκε επανειλημμένα με διαφορετικούς στόχους στη σειρά, έτσι ώστε κάθε σύνολο ερεθισμάτων να μπορεί να ελεγχθεί τόσο ως σχετικό με την εργασία όσο και ως άσχετο με την εργασία. Οι υπερσύγχρονοι αποκωδικοποιητές εγκεφαλικών σημάτων θα συσχετίσουν τα μοτίβα νευρικής πυροδότησης με αυτό που έβλεπαν τα υποκείμενα.

Το GNWT προέβλεψε ότι τα εγκεφαλικά μοτίβα που αντιστοιχούν σε συνειδητές αντιλήψεις αντικειμένων θα ήταν παρόμοια είτε εμπλέκεται μια εργασία είτε όχι. Οι αποκωδικοποιητές εγκεφάλου θα πρέπει να είναι σε θέση να αναγνωρίζουν ένα διακριτικό σήμα που σχετίζεται με μια εικόνα στόχο ανεξάρτητα από την εργασία. Επιπλέον, θα πρέπει να είναι δυνατό να ανιχνευθεί το «σήμα ανάφλεξης» μιας νέας συνειδητής αντίληψης που εισέρχεται στον χώρο εργασίας του εγκεφάλου καθώς και ένα «σήμα απενεργοποίησης» που τον καθαρίζει.

Το IIT, από την άλλη πλευρά, προέβλεψε ότι τα εγκεφαλικά μοτίβα της συνείδησης θα ποικίλλουν ανάλογα με τις εργασίες, επειδή η εκτέλεση μιας εργασίας θα περιλάμβανε τον προμετωπιαίο φλοιό και η αντίληψη που απογυμνώνεται από μια εργασία όχι. Αυτή η «καθαρή» μορφή συνείδησης θα απαιτούσε μόνο την αισθητηριακή θερμή ζώνη στο πίσω μέρος του εγκεφάλου. Η συνδεσιμότητα και η διάρκεια των σημάτων για τη συνείδηση μιας εικόνας θα ταιριάζουν με τη διάρκεια του οπτικού ερεθίσματος.

Ο Dehaene ευνόησε το δεύτερο πείραμα, το οποίο περιλάμβανε επίσης την ολοκληρωμένη αποκωδικοποίηση των εγκεφαλικών προτύπων. Τα υποκείμενα της δοκιμής θα εκτίθεντο τυχαία σε πρόσωπα και αντικείμενα που έλαμπαν σε μια οθόνη ενώ έπαιζαν ένα βιντεοπαιχνίδι που αποσπούσε την προσοχή σαν Tetris. Λίγο μετά την προβολή μιας εικόνας, το παιχνίδι σταματούσε και το θέμα θα ρωτούσε αν την έβλεπε. Ο Dehaene προτίμησε αυτό το σχέδιο επειδή πρόσφερε μια πιο ξεκάθαρη αντίθεση μεταξύ συνειδητής και ασυνείδητης νοητικής κατάστασης, την οποία θεωρούσε απαραίτητη για τη λήψη ξεκάθαρων δεδομένων σχετικά με τους συσχετισμούς της συνείδησης.

Επειδή ο Kahneman ήταν τόσο εξοικειωμένος με τις αντίπαλες συνεργασίες, καθοδήγησε τους τρεις ηγέτες του έργου. Αλλά τους προειδοποίησε επίσης ότι, σύμφωνα με την εμπειρία του, οι αντίπαλοι δεν αλλάζουν γνώμη αφού δουν τα αποτελέσματα των συνεργασιών τους. Αντίθετα, όταν αντιμετωπίζουν ένα άβολο αποτέλεσμα, "το IQ τους πηδά 15 πόντους", καθώς εφευρίσκουν τρόπους για να προσαρμόσουν τα νέα, αντικρουόμενα δεδομένα, είπε.

Μικτά αποτελέσματα, χωρίς χαμένους

Οι ερευνητές άρχισαν να εργαστούν εκτελώντας τα πειράματα που πρότεινε η ομάδα του εργαστηρίου. Το πείραμα GNWT-versus-IIT που άρεσε περισσότερο στον Tononi, το οποίο δοκίμασε με διαφορετικά επίπεδα εργασιών, τερμάτισε πρώτο. Διεξήχθη σε δύο διαφορετικά εργαστήρια χρησιμοποιώντας fMRI, MEG και ενδοκρανιακή ηλεκτροεγκεφαλογραφία. Συνολικά, συμμετείχαν έξι θεωρητικά ουδέτερα εργαστήρια και 250 υποκείμενα δοκιμής.

Το βράδυ της 23ης Ιουνίου, ένα ενθουσιασμένο κοινό συγκεντρώθηκε στο NYU για να μάθει το αποτέλεσμα αυτού του πειράματος. Γραπτά σε μεγάλο μέγεθος σε μια γιγαντιαία οθόνη, τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν σε ένα γράφημα με κόκκινες και πράσινες επισημάνσεις, σαν να αναφέρονταν οι ερευνητές για ένα στιπλ με τρεις τύπους εμποδίων.

Το πρώτο εμπόδιο έλεγξε πόσο καλά κάθε θεωρία αποκωδικοποιούσε τις κατηγορίες των αντικειμένων που είδαν τα υποκείμενα στις εικόνες που παρουσιάστηκαν. Και οι δύο θεωρίες απέδωσαν καλά εδώ, αλλά το IIT ήταν καλύτερο στον εντοπισμό του προσανατολισμού των αντικειμένων.

Το δεύτερο εμπόδιο δοκίμασε τον χρονισμό των σημάτων. Το IIT προέβλεψε παρατεταμένη, σύγχρονη πυροδότηση στην καυτή ζώνη για τη διάρκεια της συνειδητής κατάστασης. Ενώ το σήμα διατηρήθηκε, δεν παρέμεινε σύγχρονο. Το GNWT προέβλεψε μια «ανάφλεξη» του χώρου εργασίας ακολουθούμενη από μια δεύτερη ακίδα όταν εξαφανίστηκε το ερέθισμα. Εντοπίστηκε μόνο η αρχική αιχμή. Στη βαθμολογία επί της οθόνης για το κοινό του NYU, το IIT προχώρησε.

Το τρίτο εμπόδιο αφορούσε τη συνολική συνδεσιμότητα σε όλο τον εγκέφαλο. Το GNWT σημείωσε καλύτερη βαθμολογία από το IIT εδώ, κυρίως επειδή ορισμένες αναλύσεις των αποτελεσμάτων υποστήριζαν προβλέψεις GNWT ενώ τα σήματα στην καυτή ζώνη δεν ήταν σύγχρονα.

Και οι δύο θεωρίες αμφισβητήθηκαν από τα αποτελέσματα. Αλλά στην τελική καταμέτρηση στην οθόνη της εκδήλωσης, το IIT σημείωσε περισσότερα πράσινα στιγμιότυπα από το GNWT και το κοινό απάντησε σαν να είχε στεφθεί νικητής. Η Melanie Boly από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin, Madison, υποστηρίκτρια του IIT, ενθουσιάστηκε αρκετά από το αποτέλεσμα και δήλωσε στη σκηνή:«Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν τον γενικό ισχυρισμό του IIT ότι οι οπίσθιες περιοχές του φλοιού επαρκούν για τη συνείδηση και ούτε η συμμετοχή του [προμετωπιαίου φλοιού] ούτε η παγκόσμια μετάδοση είναι απαραίτητη».

Όταν ο Dehaene ανέβηκε στη σκηνή, δεν παραδέχτηκε ούτε την ήττα. «Αποφάσισα να ακολουθήσω τη συμβουλή του Dan Kahneman», είπε ειρωνικά. Δήλωσε ότι ήταν χαρούμενος επειδή «το πιο ενδιαφέρον μέρος αυτού του πειράματος ήταν τα ερεθίσματα που δεν είχαν σχέση με την εργασία». Το ερώτημα ήταν αν θα έδειχναν την ανάφλεξη μιας συνειδητής αντίληψης στον μετωπιαίο εγκέφαλο. «Η απάντηση είναι ναι!» είπε.

Αργότερα, ο Dehaene μου πρότεινε ότι τα εμπόδια για το IIT ήταν χαμηλότερα από αυτά για τη θεωρία του. «Δεν υπήρξε κανένα πραγματικό τεστ του πολύπλοκου μαθηματικού πυρήνα του [IIT]», είπε. Και όπως σημείωσε ο Block στις παρατηρήσεις του εκείνο το βράδυ, η διαπίστωση ότι υπήρχε υποστήριξη για τις θεωρίες του back-of-the-brain δεν υποστηρίζει συγκεκριμένα το IIT.

Παρά τον ελαφρώς υψηλότερο αριθμό πράσινων βαθμών που σημείωσε το IIT, οι ίδιοι οι υπεύθυνοι του έργου είναι ανένδοτοι ότι δεν υπήρξε νικητής. "Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ορισμένες προβλέψεις για το IIT και το GNWT, ενώ αμφισβητούν ουσιαστικά και τις δύο θεωρίες", έγραψαν σε ένα έγγραφο που περιγράφει τα αποτελέσματα που δημοσιεύτηκαν στον διακομιστή προεκτύπωσης biorxiv.org.

Ακριβώς όπως προέβλεψε ο Kahneman, οι αντίπαλοι εξήγησαν τις αποκλίσεις. Ο Boly υποστήριξε ότι η αποτυχία ανίχνευσης παρατεταμένου συγχρονισμού στην καυτή ζώνη «μπορεί να οφείλεται σε περιορισμούς δειγματοληψίας». Ο Dehaene υποψιάστηκε ότι δεν ανιχνεύτηκε σήμα "off" επειδή τα άτομα επέτρεψαν στο μυαλό τους να περιπλανηθεί. "Ο ισχυρισμός μου είναι ότι η συνείδηση αποσυνδέθηκε από το ερέθισμα", είπε.

Ο Boly και η Dehaene περιμένουν τώρα τα αποτελέσματα του δεύτερου πειράματος, που περιλαμβάνει την απόσπαση της προσοχής του παιχνιδιού που μοιάζει με Tetris. Αυτά τα αποτελέσματα δεν θα είναι διαθέσιμα μέχρι το επόμενο έτος.

Ο ρυθμός της προόδου

Έχει προχωρήσει λοιπόν η επιστήμη; Δεν πιστεύουν όλοι έτσι.

Ορισμένοι ερευνητές, όπως η Olivia Carter, ψυχολόγος στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης και πρώην πρόεδρος του ASSC, πιστεύουν ότι οι δύο θεωρίες απείχαν πολύ μεταξύ τους για να μπορέσουν να συγκριθούν ουσιαστικά οι προβλέψεις τους. «Η προσωπική μου αίσθηση είναι ότι δοκιμάζουν εντελώς διαφορετικά πράγματα», είπε. "Το IIT εστιάζει σε εκπληκτικό περιεχόμενο και το GNWT ενδιαφέρεται πολύ περισσότερο για τη μνήμη εργασίας και την προσοχή."

Αυτή η εκτίμηση φαίνεται εύστοχη. Ωστόσο, είναι επίσης απογοητευτικό, δεδομένου ότι η διαθετική σύγκριση ήταν ο δηλωμένος σκοπός της αντίπαλης συνεργασίας εξαρχής. Αν είναι μια νίκη για την επιστήμη, φαίνεται σαν να είναι κατάλληλη.

Ο φιλόσοφος του Πανεπιστημίου Monash Jakob Hohwy, ο οποίος είναι μέρος μιας άλλης αντίπαλης συνεργασίας που χρηματοδοτείται από την Templeton, το βλέπει διαφορετικά. «Αυτό πηγαίνει στη φιλοσοφία της επιστήμης», είπε. Επισημαίνει ότι το πεδίο εξακολουθεί να διχάζεται σε θεμελιώδεις αρχές όπως ο ορισμός της συνείδησης, είτε είναι πιο κοντά στη σκέψη είτε στο συναίσθημα, ακόμη και αν τα αποτελέσματα που αναφέρονται από τον εαυτό τους μπερδεύουν πραγματικά τα δεδομένα. Για τον Hohwy, αυτού του είδους η συλλογική προσπάθεια είναι ο τρόπος για να προχωρήσουμε μπροστά. "Θα το μάθουμε καθώς προχωράμε σε αυτό ακριβώς το είδος της αντίπαλης συνεργασίας", είπε.

Άλλοι, όπως η υπολογιστική νευροεπιστήμονας Μέγκαν Πίτερς από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Ίρβιν, έσπευσαν στην κάλυψη των μέσων ενημέρωσης που ανέφεραν τα αποτελέσματα ως μια κούρσα δύο αλόγων μεταξύ GNWT και IIT και όχι ως πεδίο με πολλαπλούς διεκδικητές. Αντί να εστιάζουμε στους νικητές και τους ηττημένους, είπε ο Peters, είναι σημαντικό να δούμε ότι η επιστήμη προχωρά μαθαίνοντας από κάθε πειραματικό εμπόδιο. (Έχοντας παρακολουθήσει τις διαδικασίες εκείνο το βράδυ, ωστόσο, μπορώ να βεβαιώσω ότι η εκδήλωση είχε ρυθμιστεί ώστε να μοιάζει με αθλητικό γεγονός.)

Ωστόσο, ο Peters παραμένει λάτρης των αντίπαλων συνεργασιών. Κατά τη διάρκεια του lockdown Covid-19, εμπνεύστηκε από τη διαδικασία Templeton για να βοηθήσει στη διοργάνωση μιας σειράς εργαστηρίων που φιλοξενήθηκαν από το συνέδριο Cognitive Computational Neuroscience. Σε αυτές τις «γεννητικές αντίπαλες συνεργασίες», οι ερευνητές συμμετείχαν σε έντονες συζητήσεις. «Το να παρακολουθώ τις ομάδες να μασάνε πράγματα ήταν διδακτική», είπε.

Η πρώτη αντίπαλη συνεργασία για τη συνείδηση μπορεί να μην πέτυχε να εξαφανίσει καμία θεωρία από το πεδίο. Ωστόσο, ανάγκασε τους θεωρητικούς να κάνουν πιο απτές προβλέψεις και έκανε τους πειραματιστές να επεξεργαστούν νέες τεχνικές. «Τα ευρήματα της συνεργασίας παραμένουν εξαιρετικά πολύτιμα», έγραψε ο νευροεπιστήμονας του Πανεπιστημίου του Sussex, Anil Seth, σε ένα σχόλιο μετά την εκδήλωση του Ιουνίου. «Θα προωθήσουν την ανάπτυξη τόσο του IIT όσο και του [GNWT] — και άλλων θεωριών συνείδησης, επίσης — παρέχοντας νέους περιορισμούς και νέους επεξηγηματικούς στόχους."

Για τον Melloni, το γεγονός ότι οι αντίπαλοι δεν άλλαξαν γνώμη δεν μειώνει την αξία της διαδικασίας. «Όπως λέει ο Kahneman, οι άνθρωποι δεν αλλάζουν γνώμη, ωστόσο ο τρόπος που αντιδρούν στις προκλήσεις κάνει τη θεωρία τους να προοδεύει ή να εκφυλίζεται», είπε. "Αν το τελευταίο, [τότε] με τον καιρό η θεωρία "πεθαίνει" και οι επιστήμονες την εγκαταλείπουν."

Διορθώσεις που προστέθηκαν στις 24 Αυγούστου 2023:
Αποκαταστάθηκε μια παράγραφος που λείπει και περιγράφει τις αντίπαλες συνεργασίες που προέκυψαν από το εργαστήριο, συμπεριλαμβανομένης μιας για τη δοκιμή HOT και θεωριών πρώτης τάξης. Επίσης, αποσαφηνίστηκαν ορισμένες λεπτομέρειες των περιγραφών των πειραμάτων που ανέπτυξε η αντίπαλη συνεργασία για τη δοκιμή του GNWT έναντι του IIT.