De unde provine conștiința? Două teorii neuroștiințifice puse față în față

Unde anume, în vastul și complexul labirint al creierului, își aprinde scânteia conștiința? Este o întrebare fundamentală care a născut o multitudine de teorii, însă neuroștiința modernă încă se luptă să ajungă la un consens. Motivul principal? Conștiința însăși se dovedește a fi un fenomen evaziv, dificil de surprins și analizat prin rigurozitatea metodei științifice. Spre deosebire de alte fenomene scrutate de știință, conștiința refuză să se lase observată din exterior.

„Pot să-ți observ comportamentul. Pot să-ți observ creierul, dacă realizez un studiu EEG (electroencefalografie) intracranian. Dar experiența ta interioară îmi rămâne inaccesibilă”, subliniază Robert Chis-Ciure, cercetător postdoctoral la Universitatea Sussex din Anglia, dedicat explorării acestui domeniu enigmatic.

În peisajul cercetării actuale, două mari curente teoretice încearcă să descifreze enigma apariției conștiinței: Teoria Informației Integrate (IIT) și Teoria Spațiului de Lucru Neuronal Global (GNWT). Aceste două paradigme sunt fundamental diferite – ele pornesc de la premise distincte, își au originile în ramuri diferite ale științei și, posibil, definesc chiar conceptul de conștiință în moduri divergente, explică Anil K. Seth, un alt expert în studiul conștiinței de la Universitatea din Sussex.

De unde provine conștiința?

Pentru a le pune față în față, o colaborare ambițioasă între 12 laboratoare, reunite sub numele de Consorțiul Cogitate, a fost inițiată cu scopul de a testa predicțiile celor două teorii într-un studiu amplu de imagistică cerebrală. Rezultatul, publicat recent în prestigioasa revistă Nature, a fost unul neașteptat: o remiză.^[studiu]

Departe de a oferi răspunsuri clare, studiul a deschis mai degrabă noi și numeroase întrebări. Descoperirile preliminare apăruseră deja în anul 2023 pe serverul de preprint bioRxiv. La doar câteva luni după aceea, controversa s-a aprins: un grup de cercetători a etichetat public IIT drept „pseudoștiință”, încercând să o discrediteze în comunitatea științifică. Acum, pe măsură ce ecourile dezbaterii se estompează, cercetători de renume din domeniu consideră că rezultatele Cogitate, deși neconcludente în a tranșa disputa, indică totuși o cale promițătoare pentru a înțelege cum ia naștere conștiința – indiferent care teorie se va dovedi, în cele din urmă, mai aproape de adevăr.^[sursa]

„Cu toții ne pricepem de minune să construim castele în văzduh din idei abstracte. Dar datele sunt cele care le ancorează solid în realitate.”, comentează Chis-Ciure, care nu a fost implicat direct în noul studiu.

Cele două viziuni asupra conștiinței: o confruntare de idei

Care sunt, așadar, aceste două mari teorii aflate în competiție? Într-un fel, ele reprezintă abordări aproape opuse. „Cele două teorii sunt creaturi foarte diferite”, afirmă Christof Koch, cercetător în domeniul cognitiv la Institutul Allen din Seattle și coautor al studiului Cogitate. Teoria Spațiului de Lucru Neuronal Global (GNWT) se bazează pe cunoștințele acumulate de psihologi despre creier și cogniție, sugerând că actul conștientizării funcționează asemeni unei scene de teatru. Când un anumit stimul – fie el un bâzâit agasant sau o pată de culoare vibrantă – pătrunde în câmpul atenției noastre, acesta este, metaforic vorbind, „propulsat pe scenă” și adus sub „lumina reflectoarelor”.

Pe de altă parte, Teoria Informației Integrate (IIT), preferata lui Koch, abordează problema dintr-o perspectivă mai abstractă. Aceasta începe prin a defini însăși esența conștiinței, imaginându-și apoi ce proprietăți ar trebui să posede un sistem pentru a putea trăi o experiență conștientă. IIT postulează că experiența conștientă derivă din procesarea complexă a informației: cu cât un sistem integrează mai multă informație, cu atât potențialul său de a fi conștient este mai mare, în termeni generali.

Deși ambele explicații operează la un nivel considerabil de abstractizare, ele generează predicții concrete, testabile, despre ce anume se petrece în creier atunci când percepem ceva în mod conștient. De exemplu, GNWT postulează că regiunile frontale ale creierului, precum cortexul prefrontal, sunt cele care „aprind reflectoarele” asupra informației în momentul conștientizării inițiale – un fenomen denumit „aprindere” (ignition), care ar trebui să fie detectabil prin imagistică cerebrală. În schimb, IIT susține că experiența conștientă ar trebui să-și aibă sediul mai degrabă în zonele posterioare ale creierului, unde rețelele neuronale locale prezintă un grad mai înalt de interconectivitate, după cum explică Koch.

Proiectul Consorțiului Cogitate, demarat în anul 2018, și-a propus tocmai confruntarea acestor predicții în cadrul mai multor laboratoare, coordonate de echipe neutre din punct de vedere teoretic. „Au fost implicați oameni fără o miză personală directă în favoarea uneia sau alteia dintre teorii”, precizează Chis-Ciure. Folosind trei tehnici diferite de imagistică cerebrală, echipele au monitorizat activitatea cerebrală a 256 de participanți – un număr impresionant pentru un studiu de neuroștiințe – în timp ce aceștia efectuau sarcini vizuale identice (recunoașterea și manipularea mentală a unor fețe și litere). Aceste tipuri de sarcini implică în mod necesar experiența conștientă.

Rezultatele, însă, s-au dovedit a fi o provocare pentru ambele tabere, datele neconfirmând în totalitate niciuna dintre predicții. De pildă, GNWT anticipa detectarea unui semnal specific în cortexul prefrontal atunci când un stimul dispare din conștiință și este „îndepărtat de pe scena mentală”, însă acest semnal a lipsit în mare parte din înregistrări. „Faptul că nu s-a observat acest lucru… reprezintă, cred eu, o provocare semnificativă [pentru GNWT]”, comentează Seth, neimplicat în studiu. Pe de altă parte, IIT prezicea o sincronizare susținută a rețelelor neuronale în partea posterioară a creierului, fenomen care, de asemenea, nu a fost observat în datele colectate.

Cercetătorii se așteptau, într-o oarecare măsură, la rezultate nuanțate. „A fost mereu clar… că un singur experiment nu va reuși să infirme complet o teorie anume”, spune Seth. Invalidarea printr-un singur experiment este extrem de rară în știință, unde cunoașterea se clădește pas cu pas, incremental. „Probabil că [acest studiu] nu va schimba convingerile susținătorilor înfocați ai fiecărei teorii, dar ar putea permite comunității științifice în ansamblu să își ajusteze consensul asupra a ceea ce se întâmplă de fapt.”, a continuat acesta.

Va descifra vreodată știința codul conștiinței?

Rezultatele preliminare au fost prezentate în premieră la o conferință în iunie 2023. Momentul a fost marcat și de încheierea unui pariu faimos, vechi de 25 de ani, între Koch și filosoful David Chalmers. În anul 1998, Koch pariase că neuroștiința va reuși să elucideze mecanismul apariției conștiinței în creier în următorul sfert de secol. Confruntat cu rezultatele neconcludente ale studiului Cogitate, Koch și-a recunoscut, cu eleganță, înfrângerea la conferința din anul 2023.

În luna septembrie a aceluiași an, o scrisoare deschisă care punea sub semnul întrebării validitatea științifică a IIT a început să circule online. Autorii scrisorii au atribuit public teoriei eticheta de „pseudoștiință”, argumentând că principiile sale fundamentale nu sunt falsificabile – adică nu pot fi demonstrate ca fiind greșite cu tehnologia actuală. Peste 100 de cercetători au semnat în cele din urmă scrisoarea. Criticii au asociat IIT cu panpsihismul – concepția filozofică potrivit căreia conștiința este o proprietate fundamentală a universului, prezentă pretutindeni, chiar și în entități neînsuflețite. Într-adevăr, dacă experiența conștientă apare în orice sistem complex capabil de procesare a informației, atunci un cip de computer sau chiar întregul univers ar putea fi considerate conștiente?

Această tentativă de „excomunicare științifică”, cum a numit-o Seth, a fost în cele din urmă dezbătută pe larg în paginile revistei Nature Neuroscience luna trecută. IIT este, fără îndoială, o teorie curajoasă, iar „atunci când explorăm tărâmul conștiinței, avem dreptul de a greși și, poate, chiar datoria de a fi îndrăzneți”, scria Seth într-un comentariu publicat în jurnal.

Spre deosebire de Koch, Seth nu consideră că rezultatele studiului Cogitate au fost catalizatorul direct al scrisorii deschise. Acesta interpretează mai degrabă controversa ca fiind simptomul unui domeniu aflat la o importantă răscruce de drumuri. „Fiecare pare să aibă propria teorie preferată. Iar aceasta nu este o situație tocmai productivă. Prin urmare, cred că există un sentiment general că teoriile trebuie să devină, într-adevăr, mai precise și mai riguros testabile.”

Ce urmează în căutarea conștiinței?

Istoria științei ne oferă un precedent fascinant. În timpul eclipsei totale de soare din mai 1919, două teorii rivale ale gravitației s-au aflat într-o confruntare directă: explicația clasică a lui Isaac Newton și noua, revoluționara teorie a relativității generale propusă de Albert Einstein. Oamenii de știință și-au îndreptat telescoapele spre discul solar acoperit pentru a testa predicția lui Einstein: că imensa gravitație a Soarelui nostru ar trebui să curbeze lumina provenită de la stelele îndepărtate. Observațiile au confirmat predicția. Einstein avusese dreptate.

Aproape un secol mai târziu, Koch și ceilalți cercetători implicați în Consorțiul Cogitate au visat să testeze teoriile conștiinței într-un mod similar. Acest tip de abordare, denumit „colaborare adversarială” sau „colaborare contradictorie”, poate fi extrem de productiv și revelator. Acesta forțează taberele cu viziuni opuse să colaboreze, să definească predicții clare și să le testeze pe un teren neutru, folosind metode riguros controlate și asigurând reproductibilitatea rezultatelor. Alte studii adversariale dedicate conștiinței sunt deja în curs de desfășurare. Seth, de exemplu, face parte din comitetul director al unei astfel de colaborări, care confruntă IIT cu alte două teorii majore.

Acest gen de cercetare „va încuraja o nouă paradigmă în proiectarea studiilor: conceperea de experimente special gândite pentru a avea cea mai mare putere de a distinge între teorii, în loc să caute doar dovezi pro sau contra unei anumite teorii favorite”, anticipează Seth.

Pentru un domeniu cu un obiectiv atât de ambițios și profund precum explicarea fenomenului conștiinței, „este adesea ușor să te pierzi în ceața existențială”, recunoaște Seth. Dar, subliniază el, „chiar și în absența unei teorii complet satisfăcătoare, facem progrese semnificative în aplicații practice de o importanță vitală” – cum ar fi înțelegerea stărilor alterate de conștiință în cazul leziunilor cerebrale severe și al comei, sau monitorizarea profunzimii anesteziei generale în timpul intervențiilor chirurgicale.

Miza este uriașă și cât se poate de reală. „Există oameni care sunt deconectați de la aparatele de menținere a vieții pentru că se consideră că nu mai sunt ‘acolo’, că prezența lor conștientă a dispărut. Importanța este pur și simplu prea mare pentru a nu aborda această problemă frontal, cu toate resursele și curajul de care dispunem.”, reamintește Chis-Ciure.