Je pense, donc je suis – napisał w roku 1637 Kartezjusz w swym dziele „Rozprawy o metodzie” (znana wszystkim forma Cogito ergo sum pojawia się dopiero w wydanych 7 lat później po łacinie „Zasadach filozofii”). Zasadniczo nie chodziło mu o ludzką świadomość, a o podstawy wiedzy. Skoro sam fakt myślenia jest niepodważalny (jak u kogo, powie satyryk), to pewne jest istnienie podmiotu myślącego. Jednak w powszechnym mniemaniu to zdanie dotyczy właśnie ludzkiej świadomości, która przez wieki była zagadnieniem filozofów, następnie zaś psychologów (psychologia jako nauka zaczęła się właśnie od badań nad świadomością). Po czym zajęli się nią również kognitywiści i neuronaukowcy: biolodzy, fizycy, w tym kwantowi, chemicy, informatycy – ale neuro-.

Mimo ich wielkich wysiłków nadal nie wiemy, jak przełożyć neurony na świadomość. Co kosztowało słynnego badacza świadomości, neurobiologa Christofa Kocha skrzynkę dobrego portugalskiego wina, przegraną do filozofa Davida Chalmersa. Do zakładu między uczonymi jeszcze powrócę, na razie zdefiniujmy pojęcia. Jako świadomość rozumiemy bowiem wiele różnych stanów istniejących dzięki relacji między zmysłami (które odbierają przekazy i od świata zewnętrznego, i naszego wnętrza) a mózgiem. Zwłaszcza zaś wszelką jego aktywnością dla nas świadomą, co z braku lepszych pojęć określamy jako umysł.

Bo mnóstwa tego, czym mózg się bez przerwy zajmuje, nie jesteśmy świadomi. Reguluje on np. ciśnienie krwi, pracę serca i jelit. Ze wszystkich wewnętrznych organów dostaje też informację zwrotną, która na ogół również umyka naszej uwadze, chyba że serduszko pika za mocno lub za szybko, a w jelitach nastąpiła akumulacja gazów i odczuwamy ból w dole brzucha. Któż czuje i myśli o tym, iż ma biom, dopóki jego złe samopoczucie nie objawi się biegunką?! A mózg „wie” bez nas, że w jelitach siedzą nam miliardy bakterii i produkują związki wpływające na jego aktywność.

Coś, co dzielimy z szympansami

Umysł i świadomość są definicyjnie splątane i nie jest rzeczą łatwą ani małą rozplątać je tak, by zdefiniować niezależnie. Wszystko zaś jest związane z percepcją, co sprawy gmatwa w dzisiejszych czasach, gdy mamy pełną świadomość, iż np. widzimy swym wzrokiem świat innym niż widzą go pszczoły, a nawet blisko z nami spokrewnione makaki. Słyszymy go inaczej niż nietoperze czy walenie, nie mamy zmysłu pozwalającego rejestrować zmiany pola elektrycznego, jaki mają ryby czy dziobaki, albo kierunków pola magnetycznego, jak ptaki, pszczoły czy termity. Świadomość zatem otoczenia i jego jakości może być rodzajem projekcji mózgu, wynikłej z komunikacji z takimi a nie innymi zmysłami.

Kto używał jakiegokolwiek psychodelika, ten doświadczył odmiennych stanów świadomości, mających czasem znaczenie terapeutyczne dla naszego mózgu i reszty somy . Jej stany normalne rozciągają się od prostego bycia przytomnym, czyli zdawania sobie sprawy z istnienia otoczenia (co potrafi każdy organizm, nawet jednokomórkowy, wyposażony w jakiekolwiek „zmysły”), aż po świadomość świadomą samej siebie. Tę stwierdzamy u ludzi, ale niespecjalnie mamy metody, by stwierdzić ją u osobników z innych gałęzi królestwa zwierząt. Pomiędzy znajdują się świadomość samego siebie i świadomość swojego życia psychicznego – które to świadomości dzielimy z szympansami (chyba, czyli na tyle, na ile prymatolodzy potrafią to stwierdzić).

Świadomość rozumiana bywa potocznie jako przytomność umysłu i utrata przytomności bywa – choć niesłusznie, z klinicznego punktu widzenia, gdyż nie w każdym takim przypadku zanika pamięć – uważana za utratę świadomości. Świadomość oczywiście może też być mniej lub trwalej zaburzona: a to przymglona, a to zmącona, a to wreszcie istnieją stany zamroczenia świadomości czy splątania. Nie wchodząc zatem w rewiry podświadomości, ani istotnych w psychoanalizie przedświadomości i nadświadomości, rzeczywistość świadomości to tyle nakładających się na siebie wątków, że trudno je rozsupłać i zbadać ów fenomen.

Problem większy od skrzynki wina

Tym bardziej dziwi, że w 1998 roku co prawda młody wówczas, ale bardzo rozumny naukowiec poszedł o zakład z niewiele starszym kolegą, że dziedzina wiedzy, którą obaj reprezentują, potrzebuje nie więcej niż kolejnych 25 lat do opisania neurologicznych podstaw świadomości. Skrzynka dobrego trunku piechotą nie chodzi, więc podali sobie ręce, które publicznie przecięto. Panowie są nadal w branży neuronauk: Christof Koch, neurobiolog wtedy z CalTech, dziś zaś z Allen Institute for Brain Science w Seattle, zaś ów starszy to David Chalmers, współdyrektor Centrum Umysłu, Mózgu i Świadomości na Uniwersytecie Nowojorskim. Właśnie mija ćwierćwiecze ich zakładu, zatem jego rozwiązanie nastąpiło 23 czerwca podczas kongresu naukowego – dorocznego spotkania Association for the Scientific Study of Consciousness w Nowym Jorku – na sesji naukowej, przy pełnym audytorium. Obaj zgodzili się publicznie, że mechanizm, dzięki któremu neurony mózgu wytwarzają świadomość, nie został ostatecznie poznany, co uczyniło Chalmersa zwycięzcą. Rzecz opisał nawet na swych łamach tygodnik „Nature”. W czasie trwania zakładu obaj panowie mocno posiwieli, ale uważają, że to nie koniec ich badań nad podstawami świadomości – jak by to ujęła policja, „sprawa jest rozwojowa”.

Zakład został rozstrzygnięty dzięki wieloośrodkowemu badaniu, testującemu dwie wiodące hipotezy na temat neuronowych podstaw świadomości – na wspomnianej konferencji sprawozdali je właśnie Koch i Chalmers. Nie wiemy dziś zatem, jak to jest naprawdę, mimo posiadania przez neuronaukowców rozlicznych technologii – od elektrofizjologicznych, przez skanery funkcjonalne mózgu, po badania za pomocą inżynierii genetycznej i tzw. optogenetyki, która umożliwia stymulowanie wybranych neuronów zwierząt eksperymentalnych. Że o sztucznej inteligencji i „dekoderach mózgu” nie wspomnę szerzej.

Owe dwie hipotezy neuronowych podstaw świadomości to tzw. teoria zintegrowanej informacji (IIT) oraz teoria przestrzeni roboczej globalnej sieci (GNWT). Jak możemy przeczytać na łamach „Nature”, »IIT sugeruje, że świadomość jest „strukturą” w mózgu, utworzoną przez określony rodzaj połączeń neuronalnych, która jest aktywna tak długo, jak długo występuje określone doświadczenie, takie jak patrzenie na obraz. Uważa się, że ta struktura znajduje się w tylnej części kory mózgowej. Natomiast GNWT sugeruje, że świadomość powstaje, gdy informacje są transmitowane do obszarów mózgu przez połączoną sieć. Transmisja, zgodnie z teorią, ma miejsce na początku i na końcu doświadczenia i obejmuje korę przedczołową z przodu mózgu«. Tak, wiem, trudne. W każdym razie wyniki uzyskane w sześciu współpracujących ze sobą światowych laboratoriach przez kilka lat wykazały, że żadna z tych wiodących teorii nie jest prawdziwa. Trzeba je zrewidować.

Obszary w tylnej korze mózgowej kumulują informacje w sposób trwały – i na tyle prawdziwa jest IIT, bo nie znaleziono dowodów na trwałą synchronizację między obszarami mózgu. Natomiast niektóre aspekty świadomości, ale nie wszystkie, można znaleźć w korze przedczołowej, jak postulowała GNWT. Transmisja informacji ma jednak miejsce tylko na początku doznania. Nie ma lekko, trzeba się znów brać do roboty i modyfikować założenia, by rozpocząć nowe testy.

Rola małej struktury między półkulami…

Jednak w tym samym niemal czasie na łamach czasopisma „Neuron” prof. Josef Parvizi ze Stanford Medicine opisał przypadki kliniczne, które pozwalają mieć nadzieję na ostateczne ustalenie, gdzie w mózgu siedzi w jakiejś mierze „samoświadomość” – to poczucie siebie, przekonanie, że ja to ja, a nie ktoś inny. Gdzie tam jest nasze „ja” ukryte, które samo w sobie sprawia, że przeszczep czyjejś głowy nie jest opcją przyszłości, gdy mamy chory mózg i chcemy ratować zdrowe ciało.

To nie jest w historii nauki pierwsza sytuacja, gdy uraz czy choroba jakiejś zdrowej struktury neuronalnej prowadzi do odkrycia, czym się ona w mózgu człowieka zajmuje. O ile pacjent jest w stanie zakomunikować, jak się czuje, co zmieniło się w jego percepcji otoczenia czy siebie samego. Wszystkie te kory wzrokowe, słuchowe i węchowe odkryto właśnie w ten sposób. Dzisiejsze badania renomowanego neurologa ujawniają zaskakującą rolę małej struktury umieszczonej pomiędzy dwiema półkulami mózgu, zwanej przednim przedklinkiem (aPCu). Okazuje się, że jest to centrum systemu rozproszonych obszarów mózgu, których aktywność rośnie i opada w sposób skoordynowany. Funkcjonują zatem zespołowo dzięki aPCu, choć przestrzennie są od siebie oddalone.

Dla opisania sieci zarządzanej przez aPCu obrazowano mózgi uczestników padaczkowego badania klinicznego na Stanfordzie, ale też niemal tysiąca uczestników projektu Human Connectome Project, rozpoczętego w 2010 r. Wszystko zaczęło się od tego, że jeden z pacjentów cierpiących na epilepsję (jego napady, jak się okazało, miały swe źródło w aPCu) powiedział Parviziemu: „Za każdym razem, gdy mam atak, mam poczucie depersonalizacji i dysocjacji. Wszystko jest nierzeczywiste, nie przydarza mi się”. Jak opisał dalej neurolog, kolejni dobrani do badania pacjenci »zgłaszali coś dziwnego, co działo się z ich poczuciem fizycznego „ja”. W rzeczywistości trzech z nich zgłosiło wyraźne poczucie depersonalizacji, podobne do pojawiającego się po psychodelikach«.

Z dalszych opisów eksperymentu wynika, że to uczucie oderwania nie było jednak doświadczeniem poza ciałem. „Podczas doświadczenia poza ciałem widzisz siebie z góry” – wyjaśnił dla biura prasowego swojej uczelni Parvizi. „Nasi badani w ogóle tego nie zgłaszali. Nadal czuli się, jakby byli w swoich ciałach. Ale zazwyczaj zgłaszali zmianę w poczuciu swojej lokalizacji i orientacji. Jeśli stymulowano prawą półkulę mózgu, czuli się tak, jakby się unosili. Jeśli stymulowano lewą stronę, czuli opadanie. […] Świat wokół wydawał się nierealny”. Relacjom pacjentów o unoszeniu się w porównaniu z opadaniem towarzyszyły odpowiednio pozytywne i negatywne emocje.

Jak to ujmują materiały Uniwersytetu Stanforda, „archipelag współpracujących obszarów mózgu”, koordynowany przez aPCu, ma zatem kluczowe znaczenie w informowaniu o lokalizacji, ruchu, pozycji mięśni i stawów oraz w doznaniach podmiotu, aby stworzyć mentalną mapę jego poczucia fizycznego „ja”. To tu się decyduje, czy wiem „z automatu”, gdzie się kończę, a gdzie zaczynam – i to okazuje się kluczowe dla wszystkiego, co dalej jest niezbędne dla poczucia „ja”. Zrozumieją to dobrze opiekujący się osobami ze spektrum autyzmu. Wiele stereotypów i adaptacji wynika tu właśnie z zaburzonego poczucia własnej fizyczności, czy jej konturów. Gdy ten mechanizm nie działa, obserwujemy różnego stopnia dysocjację. Nie zawsze są to doświadczenia „bycia poza ciałem”, znane z opisów „śmierci klinicznej”, ale…

Gdy śnimy na jawie

Autorzy pracy w „Neuron” skorzystali z badań klinicznych nad 9 przypadkami lekoopornej padaczki, w których pacjenci do konkretnych obszarów mózgu mają wszczepione elektrody, pozwalające lokalizować źródło ich dysfunkcji. Niejednokrotnie godzą się też na przeprowadzanie na ich „otwartym mózgu” obserwacji czy stymulacji elektrycznych, w formie eksperymentów niezagrażających życiu. Badając przetwarzanie poczucia siebie, opisują zatem: „U wszystkich uczestników stymulacja określonych miejsc w przednim przedklinku (aPCu) spowodowała dysocjacyjne zmiany w domenach fizycznych i przestrzennych”.

ODWIEDŹ I POLUB NAS
Dużo prościej objaśnia rzecz prof. Parvizi: »Za każdym działaniem, które podejmujemy, nawet podczas snów, zawsze stoi agent nazywany „ja”. „Ja” to wszystko, co przechowujemy w naszych wspomnieniach o „ja”. Twoje poczucie fizycznego lub cielesnego „ja” reprezentuje twój organizm w bezpośrednim tu i teraz, z określonym punktem widzenia, który jest tylko twój, twoją pierwszoosobową perspektywą na otaczający cię świat, nawet jeśli nikt go nie podziela. Możesz nie być świadomy swojego punktu widzenia. Ale będziesz, jeśli zakłócę sieć, która go generuje. Twoje miejsce w otaczającym cię świecie nagle wyda się nierealne«.

Neuroanatomicznie systemy są dwa i nieustannie muszą ze sobą współpracować. Pierwszy to fizyczne/cielesne poczucie siebie (o tym jest właśnie praca w „Neuron”), drugi zaś to narracyjny aspekt „ja” (pamięć, nawyki, osobowość , emocje, uczucia do innych, przeczucia, co nas czeka itp.). Nasza jaźń narracyjna jest zlokalizowana w coraz lepiej zbadanej tzw. sieci trybu domyślnego (jest ona aktywna, gdy śnimy na jawie, przypominamy sobie przeszłe wydarzenia i tak dalej). To ona też odpowiada za to, by nam się w mózgu odtwarzał film z odpowiednich scen z przeszłości, pomagających podejmować decyzje, wydawałoby się – natychmiastowe, tak by podtrzymywać spójność wewnętrznej narracji na przyszłość.

Prof. Parvizi jest capo di tutti capi na niwie współczesnej neuroanatomii. To jego eksperymenty pozwoliły dawniej zmapować obszary mózgu kluczowe dla różnych zdolności, od postrzegania twarzy po rozpoznawanie cyfr. Dziś jeszcze nie nadał nazwy nowej sieci zarządzającej naszym fizycznym „ja” z centrum w aPCu, ale to właśnie on będzie ją bez wątpienia proponował. Nadal nie wiadomo, dlaczego w tej strukturze-sieci – która jak wiele innych w mózgu, ma swoją połowę w jednej półkuli, a drugą w drugiej – stymulowanie po prawej emocjonalnie uskrzydla, a po lewej dołuje fizycznie i psychicznie. I dzięki temu w świecie samoświadomości jest się nadal czemu – i to bardzo interesującemu – w tej sprawie przyglądać: elektrofizjologicznie i tomograficznie.

Świadomość jest tajemnicza i nadal trudna do złapania „za neuron”, ale w tej materii – uwaga – dzieje się!

– Magdalena Kawalec-Segond

TYGODNIK TVP, ul. Woronicza 17, 00-999 Warszawa. Redakcja i autorzy

Źródła:
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(23)00386-0
https://medicalxpress.com/news/2023-06-brain.html (Stanford)
https://www.nature.com/articles/d41586-023-02120-8