آگاهی چیست؟ نوشتۀ کریستف کُخ بخش ۱

متن پیشِ رو، ترجمه‌ای است از مقالۀ «?What Is Consciousness» نوشتۀ Christof Koch.

دانشمندان شروع به گشودن گره معمایی کرده‌اند که سال‌ها فیلسوفان را به چالش کشیده بود.

آگاهی هر آن چیزی است که تجربه می‌کنید. همان نغمه‌ای است که در سرتان گیر کرده، شیرینیِ موسِ شکلاتی، دردِ تپندهٔ یک دندان‌درد، عشقِ سوزان به فرزندتان، و آن آگاهیِ تلخ که سرانجام تمامِ احساسات به پایان خواهند رسید.

خاستگاه و ماهیت این تجربه‌ها که گاه از آن‌ها تحت عنوان «کوآلیا» یاد می‌شود از نخستین روزگار باستان تا امروز معمایی حل‌نشده بوده است. بسیاری از فیلسوفان تحلیلیِ معاصرِ ذهن، و شاید برجسته‌تر از همه دنیل دنت از دانشگاه تافتس، وجود آگاهی را چنان توهینی تحمل‌ناپذیر به آن چیزی می‌دانند به باورشان باید جهانی بی‌معنا از ماده و خلأ باشد، که آن را صرفاً یک توهم اعلام می‌کنند. به بیان دیگر، یا وجود کوآلیا را انکار می‌کنند، یا استدلال می‌آورند که هرگز نمی‌توان آن را به‌گونه‌ای معنادار در چارچوب علم مطالعه کرد.

اگر آن ادعا درست بود، این مقاله بسیار کوتاه می‌شد. تنها کافی بود توضیح دهم چرا شما، من و تقریباً هر کس دیگری تا این اندازه قانع‌ایم که اساساً احساس‌هایی داریم. اما اگر دچار آبسهٔ دندان باشم، حتی پیچیده‌ترین استدلال‌ها هم که بخواهند مرا متقاعد کنند درد من توهمی بیش نیست، ذره‌ای از رنج آن نخواهند کاست. چون همدلی چندانی با این راه‌حلِ نومیدانه و از روی استیصال برای مسئلهٔ ذهن-جسم ندارم، از آن می‌گذرم و بحث را ادامه می‌دهم.

اکثریت پژوهشگران آگاهی را امری مفروض می‌پذیرند و می‌کوشند نسبت آن را با جهان عینی‌ای که علم توصیف می‌کند روشن سازند. بیش از یک ربع قرن پیش، فرانسیس کریک و من تصمیم گرفتیم بحث‌های فلسفی دربارهٔ آگاهی (که دست‌کم از زمان ارسطو ذهن اندیشمندان را به خود مشغول کرده است) کنار بگذاریم و به‌جای آن در پی ردپاهای فیزیکی آن بگردیم. این تکهٔ به شدت برانگیختنی مادهٔ مغز چه خاصیتی دارد که به آگاهی می‌انجامد؟ پس از درک این مسئله، امید می‌رود که به حلِ پرسشِ بنیادی‌تر نزدیک‌تر شویم.

ما به‌طور خاص به دنبال «همبسته‌های عصبیِ آگاهی» (NCC) هستیم؛ یعنی «حداقل سازوکارهای عصبی‌ای که در کنار هم برای پدید آمدن یک تجربهٔ آگاهانهٔ مشخص کافی می‌باشند». برای مثال، باید در مغز شما چه رخ دهد تا دندان‌درد را تجربه کنید؟ آیا لازم است برخی سلول‌های عصبی با نوعی فرکانس جادویی نوسان کنند؟ آیا برخی «نورون‌های آگاهی» خاصی باید فعال شوند؟ و اگر چنین است، این سلول‌ها در کدام نواحی مغز قرار دارند؟

هم‌بسته‌های عصبی آگاهی

هنگام تعریف همبسته‌های عصبیِ آگاهی (NCC)، قید «حداقلی» اهمیت اساسی دارد. در نهایت می‌توان کل مغز را یک NCC دانست؛ زیرا هر روز و به‌طور شبانه‌روزی تجربه تولید می‌کند. اما می‌توان محدودهٔ آگاهی را دقیق‌تر مشخص کرد. برای نمونه، نخاع را در نظر بگیرید: لوله‌ای انعطاف‌پذیر از بافت عصبی به طول یک‌ونیم فوت درون ستون فقرات، با حدود یک میلیارد سلول عصبی. اگر نخاع در اثر ضربه‌ای به ناحیهٔ گردن به‌طور کامل قطع شود، فرد دچار فلج در پاها، بازوها و تنه می‌شود، توانایی کنترل روده و مثانه را از دست می‌دهد و دیگر حس‌های بدنی نخواهد داشت. با این حال، افراد دچار فلج چهاراندام همچنان زندگی را با تمام گوناگونی‌اش تجربه می‌کنند –می‌بینند، می‌شنوند، بو می‌کشند، هیجان‌ها را احساس می‌کنند و همان اندازه پیش از حادثه‌ای که زندگی‌شان را به‌طور بنیادین دگرگون کرد، به یاد می‌آورند.

یا مخچه، یعنی «مغز کوچک»، را در نظر بگیرید که زیر قسمت عقبی مغز قرار دارد. مخچه یکی از قدیمی‌ترین مدارهای مغزی از نظر تکاملی است که در کنترل حرکات، وضعیت بدن و راه رفتن و اجرای روان توالی‌های پیچیدهٔ حرکتی نقش دارد. نواختن پیانو، تایپ کردن، رقص روی یخ یا بالا رفتن از دیوارهٔ سنگی –تمام این فعالیت‌ها به مخچه وابسته‌اند. مخچه دارای عظیم‌ترین نورون‌های مغز، معروف به سلول‌های پورکنژ است، که شاخه‌هایشان شبیه مرجان‌های بادزن دریا گسترش می‌یابد و دارای دینامیک‌های الکتریکی پیچیده‌ای هستند. همچنین بیشترین تعداد نورون‌ها را دارد، حدود ۶۹ میلیارد (که بیشتر آن‌ها سلول‌های دانه‌ای ستاره‌شکل مخچه‌ای هستند)، که چهار برابرِ مجموع نورون‌های سایر قسمت‌های مغز روی‌هم‌رفته می‌باشد.

اگر بخش‌هایی از مخچه بر اثر سکته یا جراحی از دست بروند، چه بر سر آگاهی می‌آید؟ تقریباً هیچ! بیماران مخچه‌ای چندین اختلال گزارش می‌کنند، مانند از دست دادن روانی در نواختن پیانو یا تایپ با کیبورد، اما هرگز شکایتی مبنی بر از دست دادن هیچ جنبه‌ای از آگاهی خود ندارند. آن‌ها می‌شنوند، می‌بینند و احساس می‌کنند، حسِ خودآگاهی‌شان را حفظ می‌کنند، اتفاقات گذشته را به یاد می‌آورند و همچنان خود را در آینده تصور می‌کنند. حتی متولد شدن بدون مخچه نیز تجربهٔ آگاهانهٔ فرد را به‌طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار نمی‌دهد.

تمام ساختار وسیع مخچه هیچ نقشی در تجربهٔ درونی ندارد. چرا؟ سرنخ‌های مهمی را می‌توان در مدارهای آن یافت، که به‌طرز شگفت‌آوری یکنواخت و موازی است (درست مانند باتری‌هایی که به‌صورت موازی به هم متصل شده‌اند). مخچه تقریباً به‌طور انحصاری یک مدار پیش‌خور (feed-forward) است: مجموعه‌ای از نورون‌ها مجموعهٔ بعدی را تغذیه می‌کنند و آن مجموعه نیز مجموعۀ سوم را تحت تأثیر قرار می‌دهند. هیچ حلقهٔ بازخورد پیچیده‌ای با فعالیت الکتریکیِ رفت‌وبرگشتی وجود ندارد. (با توجه به زمانی که برای شکل‌گیری یک ادراک آگاهانه لازم است، بسیاری از نظریه‌پردازان نتیجه می‌گیرند که آگاهی باید شامل حلقه‌های بازخوردی در مدارهای پیچیده و گستردۀ مغز باشد.) علاوه بر این، مخچه به‌لحاظ کارکردی به صدها یا حتی بیشتر ماژول محاسباتی مستقل تقسیم شده است. هر یک به‌صورت موازی عمل می‌کنند، با ورودی و خروجی‌های متمایز و غیرهم‌پوشان، و حرکت سیستم‌های حرکتی یا شناختی مختلف را کنترل می‌کنند. این ماژول‌ها به ندرت با هم تعامل دارند  – ویژگی دیگری که برای آگاهی ضروری تلقی می‌شود.

یک درس مهم که می‌توان از نخاع و مخچه گرفت این است که «غول چراغ جادوی آگاهی» صرفاً با تحریک هر بافت عصبی‌ای ظاهر نمی‌شود؛ چیز بیشتری لازم است. این عامل اضافی در مادهٔ خاکستری‌ای یافت می‌شود که قشر مخ معروف، سطح خارجی مغز، را می‌سازد. قشر مخ یک ورقهٔ لایه‌لایه از بافت عصبی درهم‌بافته با پیچیدگی‌های بسیار است، به اندازه و پهنای یک پیتزای ۱۴ اینچی. دو عدد از این ورقه‌ها (اشاره به نیم‌کره‌های مغزی؛ افزودهٔ مترجم)، که به‌شدت چین خورده‌اند، همراه با صدها میلیون سیم  عصبی‌شان – مادهٔ سفید – درون جمجمه فشرده شده‌اند. تمام شواهد موجود نشان می‌دهد که بافت نئوکورتیکال (نوقشری) احساسات را تولید می‌کند.

می‌توانیم جایگاه آگاهی را حتی دقیق‌تر مشخص کنیم. به‌عنوان مثال، آزمایش‌هایی را در نظر بگیرید که در آن‌ها محرک‌های مختلفی به چشم راست و چپ ارائه می‌شوند. فرض کنید تصویری از دونالد ترامپ فقط به چشم چپ شما و تصویری از هیلاری کلینتون فقط به چشم راست شما نشان داده شود. ممکن است تصور کنید که تصویری عجیب و ترکیبی از ترامپ و کلینتون خواهید دید. اما در واقع، ابتدا چند ثانیه ترامپ را خواهید دید، سپس او ناپدید می‌شود و کلینتون ظاهر می‌شود، بعد او هم می‌رود و دوباره ترامپ نمایان می‌شود. این دو تصویر به شکلی مداوم، تا بی‌نهایت جایگزین یکدیگر می‌شوند، چیزی که عصب‌شناسان آن را رقابت دوچشمی (binocular rivalry)  می‌نامند. چون مغز شما ورودی مبهمی می‌گیرد، نمی‌تواند تصمیم بگیرد: آیا این ترامپ است یا کلینتون؟

اگر همزمان درون یک دستگاه اسکن مغناطیسی قرار بگیرید که فعالیت مغز را ثبت می‌کند، پژوهشگران متوجه خواهند شد که مجموعهٔ وسیعی از نواحی قشری، که جمعاً «ناحیهٔ داغ خلفی» (posterior hot zone) نامیده می‌شوند، فعال است. این نواحی شامل بخش‌های آهیانه‌ای، پس‌سری و گیجگاهی در بخش خلفی قشر مغز [به عکسِ صفحۀ آخر مراجعه کنید] هستند و نقش مهمی در ردیابی آنچه می‌بینیم ایفا می‌کنند. جالب این‌که قشر بینایی اولیه، که اطلاعات ورودی از چشم‌ها را دریافت و منتقل می‌کند، نشان‌دهندهٔ آنچه سوژه می‌بیند نیست. سلسله‌مراتب کاری مشابهی برای شنوایی و لمس نیز دیده می‌شود: قشر شنوایی اولیه و قشر حسی-پیکری اولیه ]نیز[ مستقیماً در محتوای تجربهٔ شنیداری یا لمسی نقشی ندارند. بلکه این مراحل بعدی پردازش – در ناحیهٔ داغ خلفی – هستند که به ادراک آگاهانه شکل می‌دهند، از جمله تصویر ترامپ یا کلینتون.

دو منبع بالینی، شواهد علّی روشنی در اختیار ما قرار می‌دهند: تحریک الکتریکی بافت قشری و مطالعهٔ بیمارانی که بخش‌های خاصی از مغزشان را بر اثر آسیب یا بیماری از دست داده‌اند. برای مثال، پیش از برداشتن تومور مغزی یا ناحیه‌ای که تشنج‌های صرعی بیمار از آ‌‌ن‌جا سرچشمه می‌گیرد، جراحان مغز و اعصاب با تحریک مستقیم بافت قشری اطراف با الکترود، عملکردهای آن ناحیه را نقشه‌برداری می‌کنند. تحریک ناحیهٔ داغ خلفی می‌تواند طیف متنوعی از احساسات و ادراکات متمایز ایجاد کند. این‌ها ممکن است شامل جرقه‌های نور، اشکال هندسی، تحریف چهره‌ها، توهمات شنوایی یا بینایی، احساس آشنایی یا غیرواقعی بودن، تمایل به حرکت یک اندام خاص و غیره باشند. اما تحریک جلوی قشر مغز وضعیت متفاوتی دارد: به طور کلی هیچ تجربهٔ مستقیمی ایجاد نمی‌کند.

منبع دومِ شواهد روشن‌گر، بیماران نورولوژیکی از نیمهٔ اول قرن بیستم هستند. جراحان گاهی مجبور بودند کمربند بزرگی از قشر پیش‌پیشانی را برای برداشتن تومورها یا بهبود تشنج‌های صرعی بردارند. نکتهٔ جالب این است که این بیماران عادی به‌نظر می‌آمدند. از دست دادن بخشی از لوب پیشانی تأثیرات زیان‌آور خاصی داشت: بیماران مهار خود بر هیجانات یا اعمال نامناسب را از دست می‌دادند، دچار اختلالات حرکتی می‌شدند یا تکرار غیرقابل کنترل برخی حرکات یا کلمات در آن‌ها رخ می‌داد. با این حال، پس از عمل، شخصیت و ضریب هوشی آن‌ها بهبود یافت و سال‌ها زندگی کردند، بدون اینکه شواهدی وجود داشته باشد که برداشت شدید بافت پیشانی تجربهٔ آگاهانهٔ آن‌ها را به‌طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار داده باشد. در مقابل، برداشتن حتی بخش‌های کوچک قشر خلفی، جایی که ناحیهٔ داغ قرار دارد، می‌تواند منجر به از دست رفتن کامل دسته‌ای از محتویات آگاهانه شود: بیماران قادر به تشخیص چهره‌ها یا دیدن حرکت، رنگ یا فضا نیستند.

به نظر می‌رسد که دیدنی‌ها، شنیدنی‌ها و سایر حس‌های زندگی، همان‌طور که ما آن‌ها را تجربه می‌کنیم، در نواحی قشر خلفی ایجاد می‌شوند. تا جایی که می‌توان گفت، تقریباً همهٔ تجربیات آگاهانه از آن‌جا منشأ می‌گیرند. تفاوت حیاتی این نواحی خلفی با بخش عمده‌ای از قشر پیش‌پیشانی، که مستقیماً در محتوای ذهنی نقشی ندارد، چیست؟ حقیقت این است که هنوز نمی‌دانیم. با این حال  – و به شکل هیجان‌انگیزی – یک یافتهٔ اخیر نشان می‌دهد که عصب‌شناسان ممکن است در حال نزدیک‌تر شدن به پاسخ باشند.