O que é consciência? Sim, na verdade, tudo. É uma melodia presa na cabeça, a doçura de uma barra de chocolate, a dor latejante de uma dor de dente, o amor selvagem, o conhecimento de que todos os sentimentos irão sempre desaparecer. A origem e a natureza dessas experiências, às vezes chamadas de qualia, têm sido um mistério desde os primeiros dias da antiguidade até os dias atuais. Muitos filósofos modernos que analisam a mente, incluindo Daniel Dennett, da Tufts University, consideram a existência da consciência um insulto tão flagrante a um universo sem sentido de matéria e vazio que a declaram uma ilusão. Ou seja, eles negam a existência de qualia ou argumentam que a ciência nunca vai entender isso.
Se esta afirmação fosse verdadeira, não teríamos nada para falar. Tudo o que precisa ser explicado a Krishtof Koch, que escreveu este ensaio, é por que você, eu e todos os demais estamos firmemente convencidos de que ainda temos sentimentos. No entanto, a crença de que a dor é uma ilusão não diminuirá essa dor. Portanto, deve haver outra solução para o problema do corpo e da mente. Além disso - da primeira pessoa.
A maioria dos cientistas toma a consciência como certa e se esforça para entender sua conexão com o mundo objetivo descrito pela ciência. Há mais de um quarto de século, Francis Crick e eu decidimos deixar de lado as discussões filosóficas sobre a consciência que atraíram os cientistas desde Aristóteles e procurar impressões físicas delas. O que acontece com a parte excitada da substância cerebral que dá origem à consciência? Assim que entendermos isso, nos aproximaremos de resolver um problema mais fundamental.
Estamos procurando, em particular, os correlatos neurais da consciência (NCC, NCC), definidos como os mecanismos neurais mínimos que serão suficientes para qualquer experiência consciente específica. O que deve acontecer em seu cérebro para que você sinta uma dor de dente, por exemplo? Algumas células nervosas têm que vibrar em uma certa frequência mágica? Eu preciso ativar alguns "neurônios da consciência" especiais? Em quais áreas do cérebro essas células devem ser localizadas?
Correlatos neurais da consciência
Ao determinar o NCC, é importante entender onde está o mínimo. O cérebro como um todo pode ser considerado um NCC: ele gera experiências dia após dia, sem parar. Mas a localização da consciência pode ser adicionalmente isolada. Tomemos, por exemplo, a medula espinhal - uma “mangueira” longa e flexível de neurônios amontoados no osso, com um bilhão de células nervosas. Se a medula espinhal for completamente danificada no decorrer de uma lesão na região do pescoço, a pessoa fica paralisada nas pernas, braços e tronco, não será capaz de controlar os intestinos e a bexiga e perderá o sentido do corpo. Mas essas pessoas paralisadas continuam a aproveitar a vida em toda a sua diversidade - elas vêem, ouvem, cheiram, experimentam e se lembram de tudo como era antes do triste incidente. Eles simplesmente não conseguem andar e defecam voluntariamente.
Ou considere o cerebelo, o “pequeno cérebro” na parte de trás do cérebro. É um dos circuitos cerebrais mais antigos de uma perspectiva evolucionária, envolvido no controle de movimento, postura, marcha e sequências de movimento complexas. Tocar piano, digitar, dançar no gelo ou escalar são determinados pelo trabalho do cerebelo. Ele contém neurônios magníficos - células de Purkinje, que têm antenas e se espalham como corais marinhos e têm uma dinâmica elétrica complexa. Ele também tem a maior quantidade de neurônios, da ordem de 69 bilhões, quatro vezes mais que o resto do cérebro junto.
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O que acontecerá com a consciência se o cerebelo for parcialmente danificado como resultado de um acidente vascular cerebral ou sob o bisturi? Deixa pra lá. Pacientes com cerebelo danificado se queixam de algumas deficiências, não tocam piano nem datilografam também, mas nunca perdem nenhum aspecto da consciência. Eles ouvem, veem e se sentem bem, mantêm sua autoestima, lembram de eventos passados e continuam a se projetar no futuro. Mesmo o fato de nascer sem cerebelo não exerce forte influência na experiência consciente do indivíduo.
Acontece que o enorme aparelho cerebelar nada tem a ver com a experiência subjetiva. Por quê? Pistas importantes podem ser encontradas em seu circuito, que é extremamente homogêneo e paralelo (assim como as baterias podem ser conectadas em paralelo). O cerebelo funciona de maneira bastante direta: um conjunto de neurônios afeta o próximo e aquele passa o bastão para o terceiro. Não há loops de feedback complexos que se refletem na atividade elétrica que passa. (Dado o tempo que leva para a percepção consciente se desenvolver, a maioria dos teóricos acredita que ela deve incluir ciclos de feedback nos circuitos cavernosos do cérebro.) Além disso, o cerebelo é funcionalmente dividido em centenas ou mais módulos computacionais independentes. Cada um deles funciona em paralelo, com entradas e saídas separadas e não sobrepostas,controlar os movimentos de vários sistemas motores ou cognitivos. Eles interagem fracamente - e a consciência, ao contrário, requer o envolvimento mútuo de muitos sistemas.
Uma lição importante que aprendemos com nosso estudo da medula espinhal e do cerebelo é que o gênio da consciência não aparece sempre que qualquer tecido nervoso é estimulado. Preciso de mais. Esse fator adicional é encontrado na massa cinzenta que constitui o famoso córtex cerebral, sua superfície externa. É uma folha laminada de tecido nervoso complexo e interconectado, do tamanho e da largura de uma pizza de 14 polegadas. Duas dessas folhas, dobradas muitas vezes, junto com suas centenas de milhões de fios - matéria branca - são marteladas no crânio. Tudo sugere que o tecido neocortical dá origem a sentimentos.
Você pode restringir ainda mais a localização da consciência. Considere, por exemplo, experimentos nos quais diferentes estímulos são aplicados aos olhos direito e esquerdo. Digamos que seu olho esquerdo esteja olhando para Donald Trump e seu olho direito esteja olhando para Hillary Clinton. Alguém poderia imaginar que uma pessoa veria uma superposição de Trump e Clinton. Na realidade, você verá Trump por alguns segundos, depois dos quais ele desaparece e Clinton aparece. Então ela desaparecerá e Trump retornará. Duas imagens vão se substituir indefinidamente devido à rivalidade binocular - uma guerra entre os olhos pela primazia. Como o cérebro recebe entrada dupla, ele não pode escolher entre Trump e Clinton.
Se, ao mesmo tempo, você estiver em um scanner magnético que registra a atividade cerebral, os pesquisadores descobrirão que uma ampla variedade de regiões do córtex - o córtex parietal posterior - terá um papel significativo no rastreamento do que vemos. Notavelmente, o córtex visual primário, que recebe e passa as informações que recebe dos olhos, não sinaliza o que o sujeito está vendo. A mesma divisão de trabalho se aplica ao som e ao tato: o córtex auditivo primário e o córtex somatossensorial primário não afetam diretamente o conteúdo da experiência auditiva ou somatossensorial. Em vez disso, o processo inclui o próximo estágio - na zona ativa do córtex parietal posterior - que dá origem à percepção consciente.
Mais luz será lançada por duas fontes clínicas de causalidade: estimulação elétrica do tecido cortical e exame de pacientes após a perda de áreas específicas devido a lesões ou doenças. Por exemplo, antes de remover um tumor cerebral ou um local de ataques epilépticos, os neurocirurgiões mapeiam as funções dos tecidos próximos do córtex, estimulando-os diretamente com eletrodos. A estimulação da zona quente posterior pode induzir um fluxo de diferentes sensações e sentimentos. Podem ser flashes de luz, formas geométricas, caretas, alucinações auditivas ou visuais, uma sensação de déjà vu, um desejo de mover um determinado membro, etc. Estimular o córtex anterior é uma questão totalmente diferente: em geral, não cria nenhuma experiência direta.
A segunda fonte de informação são os pacientes de neurologistas da primeira metade do século XX. Às vezes, os cirurgiões tinham que cortar um grande cinturão do córtex pré-frontal para remover tumores ou para aliviar ataques epilépticos. É notável como esses pacientes são incomuns. A perda de parte do lobo frontal teve algumas consequências deletérias: os pacientes desenvolveram relutância em conter emoções ou ações inaceitáveis, déficits motores, repetições descontroladas de ações ou palavras. No entanto, após a operação, eles se sentiram melhor e continuaram a viver sem quaisquer sinais de perda ou deterioração da experiência consciente. Por outro lado, remover até mesmo pequenas áreas do córtex posterior, onde as zonas quentes estavam localizadas, poderia levar a toda uma classe de problemas de consciência: os pacientes não podiam reconhecer rostos, reconhecer movimentos, cores ou navegar no espaço.
Assim, poderíamos pensar que os olhares, sons e outras sensações de vida que experimentamos nascem em áreas do córtex posterior. Pelo que podemos dizer, quase todas as experiências conscientes aparecem lá. Qual é a diferença fundamental entre essas regiões posteriores e a maior parte do córtex pré-frontal, que não afeta diretamente o conteúdo subjetivo? Nós não sabemos. No entanto, uma descoberta recente indica que os neurocientistas podem estar próximos de uma pista.
Contador de consciência
A medicina precisa de um dispositivo que possa detectar com segurança a presença ou ausência de consciência em pessoas com deficiências ou deficiências. Durante a cirurgia, por exemplo, os pacientes são imersos em anestesia para permanecerem imóveis e com a pressão arterial estável - isso permite que eles se sintam sem dor e não adquiram memórias traumáticas. Infelizmente, esse objetivo nem sempre é alcançado: a cada ano, centenas de pacientes de alguma forma permanecem conscientes sob anestesia.
Outra categoria de pacientes com lesão cerebral traumática grave devido a um acidente, infecção ou envenenamento grave pode viver anos sem ser capaz de falar ou responder a pedidos verbais. Imagine um astronauta flutuando no espaço ouvindo o centro de controle tentando entrar em contato com ele. Seu microfone danificado não transmite sua voz e ele parece completamente isolado do mundo. Da mesma forma, pacientes com lesões cerebrais que os impedem de se comunicar com o mundo vivenciam uma forma extrema de confinamento solitário.
No início dos anos 2000, Giulio Tononi da Universidade de Wisconsin-Madison e Marcello Massimini da Universidade de Milão, na Itália, inventaram a técnica zip-zap para determinar se uma pessoa está consciente ou não. Os cientistas colocam uma bobina de fios no crânio e "atiram" - eles enviam um poderoso pulso de energia magnética para o crânio, induzindo brevemente uma corrente elétrica nos neurônios. Essa interferência, por sua vez, excita e inibe as células parceiras dos neurônios nas áreas conectadas, varrendo o cérebro em ondas até que ele morre. Uma rede de sensores EEG localizados fora do crânio lê esses sinais elétricos. À medida que se desdobram ao longo do tempo, esses traços, cada um correspondendo a um local específico no cérebro sob o crânio, formam uma imagem.
Esta imagem não mostra nenhum padrão, mas também não é completamente aleatória. Ele permite que você determine como o cérebro está livre da consciência, por ritmos. Os cientistas quantificam esses dados compactando-os em um arquivo com o algoritmo.zip usual e obtêm a complexidade da resposta do cérebro. Os voluntários que acordaram apresentaram um “índice de dificuldade de perturbação” entre 0,31 e 0,7, que caiu abaixo de 0,31 com sono profundo ou anestesia. Massimini e Tononi testaram seu método em 48 pacientes com lesão cerebral, mas que respondiam e estavam acordados, e descobriram que, em cada caso, o método permite determinar a presença de consciência em uma pessoa.
O grupo então aplicou o método a 81 pacientes que estavam minimamente conscientes ou em estado vegetativo. No primeiro grupo, que mostrou alguns sinais de comportamento não reflexivo, o método identificou com precisão 36 pessoas entre 38 na consciência. Ele identificou erroneamente dois pacientes como inconscientes. Dos 43 pacientes vegetativos que não responderam de forma alguma, 34 estavam marcados como inconscientes, mas 9 estavam conscientes. Seus cérebros responderam de forma semelhante aos cérebros daqueles que estavam conscientes, o que significa que eles estavam conscientes, mas não podiam comunicar isso a seus entes queridos.
A pesquisa atual visa padronizar e melhorar o método zip-zap para pacientes neurológicos e estendê-lo a pacientes psiquiátricos e pediátricos. Mais cedo ou mais tarde, os cientistas descobrirão um conjunto específico de mecanismos neurais que geram algum tipo de experiência consciente. Embora essas descobertas tenham implicações clínicas importantes e ajudem famílias e amigos, elas não respondem a perguntas fundamentais: por que esses neurônios são e não aqueles? Por que nessa frequência e não naquela? O mistério que excita a todos é como e por que qualquer peça organizada de substância ativa gera sensações conscientes. Afinal, o cérebro, como qualquer outro órgão, obedece às mesmas leis da física que o coração e os rins. O que os torna diferentes? O que a biofísica transforma a massa cinzenta,uma massa cinzenta no tecnicolor grandioso e a riqueza sonora de que nossa experiência cotidiana com este mundo é dotada?
Em última análise, precisamos de uma teoria científica satisfatória da consciência que preveja sob quais condições qualquer sistema físico - seja um circuito complexo de neurônios ou transistores de silício - começa a experimentar no verdadeiro sentido da palavra. Por que a qualidade dessas experiências será diferente? Por que o céu azul claro é tão diferente do guincho de um violino mal afinado? Existe uma função para essas diferenças de experiência e, em caso afirmativo, qual? Essa teoria nos permitirá determinar quais experiências um determinado sistema terá. Antes que apareça, qualquer conversa sobre a consciência da máquina será baseada apenas em nossa intuição, que, como mostra a história científica, é um guia não confiável.
Um debate particularmente acirrado irrompeu sobre as duas teorias mais populares da consciência. Um deles é a teoria do espaço neural global (GNW), desenvolvida pelo psicólogo Bernard Baars e pelos neurocientistas Stanislas Dehanet e Jean-Pierre Shangyeux. A teoria começa com o postulado de que quando você toma consciência de algo, muitas partes diferentes do seu cérebro acessam essa informação. Se, por outro lado, você está agindo inconscientemente, a informação está localizada no sistema sensório-motor específico envolvido no processo. Por exemplo, quando você digita rapidamente, você o faz automaticamente. Perguntar como você faz e você não consegue responder: você praticamente não tem acesso consciente a essa informação, e ela está concentrada nos circuitos cerebrais que conectam seus olhos ao rápido movimento dos dedos.
Em direção à teoria fundamental
Segundo a GNW, a consciência surge de um certo tipo de processamento de informação - familiar desde os primórdios da inteligência artificial, quando programas especializados acessavam pequenos repositórios compartilhados de informação. Independentemente dos dados gravados neste "quadro", vários processos auxiliares tornaram-se disponíveis: memória de trabalho, linguagem, módulo de planejamento e assim por diante. De acordo com a GNW, a consciência surge quando as informações sensoriais recebidas escritas em tal quadro são amplamente transmitidas para diferentes sistemas cognitivos - que processam esses dados para conversação, preservação, lembrança ou ação.
Como não há muito espaço neste quadro, podemos não estar cientes de muitas informações ao mesmo tempo. Acredita-se que a rede de neurônios que transmitem essas mensagens esteja localizada nos lobos frontal e parietal. Depois que os dados esparsos são transmitidos pela rede e disponibilizados globalmente, as informações se tornam conscientes. Ou seja, o sujeito está ciente disso. Embora as máquinas modernas ainda não tenham atingido esse nível de complexidade cognitiva, é apenas uma questão de tempo antes. GNW assume que os computadores do futuro estarão conscientes.
A Teoria da Informação Integrada (IIT), desenvolvida por Tononi e seus colegas, inclusive eu, tem um ponto de partida completamente diferente: a própria experiência. Qualquer experiência tem certas propriedades essenciais. É interno, existe apenas para o sujeito como "dono", é estruturado (um ônibus amarelo freia na frente de um cachorro cruzando a rua), é concreto - pode ser distinguido de outras experiências conscientes, como uma tomada separada em um filme. Além disso, é uniforme e definitivo. Enquanto você se senta em um banco de parque em um dia quente e agradável vendo as crianças brincarem, as diferentes partes da experiência - a brisa em seu cabelo, a alegria da risada do seu bebê - não podem ser divididas em partes sem perder a plenitude da experiência.
Tononi postula que qualquer mecanismo complexo e interconectado, cuja estrutura codifica relações causais múltiplas, terá essas propriedades - e, portanto, terá algum nível de consciência. Se, como o cerebelo, esse mecanismo carece de integração e complexidade, ele não está ciente de nada. De acordo com o IIT, a consciência é uma força causal intrínseca possuída por mecanismos complexos como o cérebro humano.
O IIT também prevê que simulações sofisticadas de um cérebro humano em execução em um computador digital não podem ser conscientes - mesmo que fale de uma forma indistinguível de uma pessoa real. Assim como modelar a enorme atração gravitacional de um buraco negro não distorcerá o espaço-tempo em torno de um computador, a programação mental nunca criará um computador consciente.
Estamos diante de duas tarefas. Uma delas é usar ferramentas cada vez mais avançadas, para observar e investigar neurônios, para procurar consciência nesses neurônios. Isso levará décadas, dada a complexidade bizantina do sistema nervoso central. Outro desafio é confirmar ou refutar as duas teorias dominantes. Ou crie o melhor sobre os fragmentos destes dois e explique como um órgão de um quilo e meio nos dá a plenitude das sensações.
Ilya Khel
