چارچوب‌های هوشیاری

آیا پالس‌های الکتریکی در مغز می‌توانند محتوای رویاها را توضیح دهند؟

  دکتر فرولیش، دانش‌آموخته‌ی عصب‌شناسی از دانشگاه کالیفرنیای لس‌آنجلس(UCLA) و پژوهشگر دوره‌ی پسادکتری در آزمایشگاه «مارتین مونتی» در همان دانشگاه در زمینه‌ی «آگاهی»است.  تمرکز اصلی بر رابطه‌ی عصب‌شناسی و تنکردشناسی(الکتروفیزیولوژی) برای فهم اختلال‌ها و بی‌نظمی‌های خودآگاهی است. وی با رسانه‌ها و نشریات گوناگون تخصصی روان‌شناسی و عصب‌شناسی همکاری داشته و سردبیر آموزش عصب‌شناسی در وب‌سایت نوئینگ‌نرونز است. فرولیش در سال ۲۰۱۶ جایزه‌ی انجمن عصب‌شناسی را به‌طور مشترک به دست آورد.     

سجاد اشتری

مترجم

 در سال ۲۰۱۴ تقلایی یک‌ماهه با سرگیجه و استفراغ، زنی ۲۴ ساله در چین را به بیمارستان کشاند. او با این علائم غریبه نبود؛ هرگز نتوانسته بود با تعادل و ثبات راه برود و تقریباً تمام عمرش از سرگیجه رنج می‌برد. این‌ها علائمی جدی و فلج‌کننده بودند، با این حال، باز به نظر ملایم می‌رسیدند، وقتی که سی‌تی‌اسکن و ام‌آرآی تشخیصی را ارائه دادند به عبارتی، این زن بیشتر مغزش را نداشت؛ بله بیشتر بازیکنان «صحنه»‌ی مغز حاضر بودند: غشای مغزی، بزرگ‌ترین و بیرونی‌ترین بخش مغز که مسئول بیشتر افکار و شناخت‌های ماست حاضر و مشخص بود. زیرقشر و مغز میانی با کارکردهای متعددشان شامل حرکت، حافظه و تنظیم بدن نیز حاضر بودند. ساقه مغز که در کنترل تنفس، خواب و ارتباط با بقیه‌ی بدن نقش اساسی دارد نیز حاضر و مشخص بودند. اما هیچ‌کدام از این مناطق، بیشتر آن‌چه که وجه رایج مغز است، نداشتند؛ نورون‌ها.

سلول‌هایی که پالس‌هایی را برای انتقال اطلاعات یا ارسال دستورات حرکتی می‌فرستند. این تمایز به مخچه می‌رسد، ساختاری که پشت ساقه‌ی مغز و زیر غشای مغزی جای گرفته، با نام انگلیسی «سریبلوم» که لاتین «مغز کوچک» است. مخچه که بسیار متراکم است، فقط ۱۰ درصد از حجم مغز را اشغال می‌کند، اما شامل چیزی بین ۵۰ تا ۸۰ درصد از نورون‌های مغز می‌شود؛ درواقع از این لحاظ هم بود که این زن چینی بستری‌شده بیشتر مغزش را نداشت. به‌شکلی باورنکردنی، او بدون مخچه به دنیا آمده بود و با این حال حدود دو دهه و نیم زندگی را پشت‌سر گذاشته بود، بدون این‌که بداند جایش خالی است. این را با سکته‌ها و ضایعه‌ها در غشای مغزی مقایسه کنید که تعداد نورون‌ها کسری از تعداد نورون‌های مخچه است. این بیماران ممکن است توانایی تشخیص رنگ یا چهره و درک زبان را از دست بدهند یا ممکن است به چیزی مبتلا شوند که «اختلال هوشیاری» خوانده می‌شود؛ وضعیتی که نتیجه‌ ازدست‌دادن پاسخ‌گویی یا هر نوع آگاهی هوشیار به‌طورکلی است.

فهم هوشیاری ممکن است بزرگ‌ترین چالش علمی دوران ما باشد. چطور چیزهای فیزیکی، مثلاً پالس‌های الکتریکی، حالات ذهنی، مثل رویاها یا حس خود را توضیح می‌دهند؟ چرا یک شبکه از نورون‌ها در مغز ما «حسی» شبیه یک تجربه را به ما می‌دهند، درحالی‌که تا جایی که ما می‌دانیم، شبکه‌ای از رایانه‌ها یا شبکه‌ای از آدم‌ها، هیچ حسی نمی‌دهند؟ افسوس که حل این مسئله به نظر غیرممکن می‌رسد. با این‌حال، باز هم نیازی برآورده‌نشده به اختلالات هوشیاری که در آن میزان تشخیص نادرست بین ۹ و ۴۰درصد است، طلب می‌کند که سخت‌تر تلاش کنیم. بدون تلاش سخت‌تر، هیچ‌گاه نخواهیم فهمید آیا بیماران مصدوم واقعاً بیهوش‌اند، یا پاسخ‌گو نیستند اما مخفیانه با یک خود درونی واقعی هوشیارند. بدون دانستن این، چطور دکترها می‌توانند بدانند که آیا احتمال بازیابی بیمار هست یا اخلاقی است که دست از مراقبت برداشته شود؟

بسیاری از بیمارانی که مخفیانه هوشیارند، با نمونه‌هایی که ما در فرهنگ عامه درباره‌شان می‌دانیم متفاوت‌اند، مانند «ژان دومینیک باوبی»، روزنامه‌نگار فرانسوی. باوبی بعد از سکته‌ای که به ساقه‌ی مغزش صدمه زد، قدرت تمام حرکات ارادی به‌جز پلک‌زدن با چشم چپش را از دست داد. باوبی از بسترش در بیمارستان، از چشمک‌هایش استفاده کرد تا خاطراتی را دیکته کند؛ از تجربه وحشت‌آورش، با نام «اتاقک زیرآبی و پروانه». در نمونه‌ی باوبی که از آن با نام «سندروم محبوس» یاد می‌شود، ازدست‌رفتن کنترل ارادی حاصل خسارت به ساقه‌ی مغز بود که برای کنترل بقیه‌ی بدن و درنتیجه ارتباط با دنیای بیرون حیاتی است.

هوشیاری مخفیانه نه‌تنها سندروم محبوس بلکه بیماران مبتلا به صدمات در غشای مغزی را هم شامل می‌شود. در این نمونه، شناسایی هوشیاری مخفی سخت‌تر است، چون توانایی‌های ذهنی که این بیماران حفظ می‌کنند، احتمالاً دچار اختلال است. برای مثال، چنین بیماری ممکن است پاسخ‌گویی نداشته باشد، نه به این دلیل که بیهوش است، بلکه به این دلیل که ضایعه‌ای در غشای مغزش توانایی‌اش برای فهم کلام را از او گرفته است. برخلاف باوبی، تصویربرداری ام‌آرآی از مغز این بیماران هم صدمه‌ی گسترده‌ی مغزی را نشان می‌دهد که برای عصب‌شناسی که تلاش می‌کند بفهمد آیا کسی در خانه هست، به معنای نااطمینانی است. حتی بعد از این‌که چنین بیمارانی چشمانشان را باز می‌کنند و از کما بیرون می‌آیند، نداشتن پاسخ‌گویی مطلق یا حرکت ارادی اغلب به دنبال می‌آید و تشخیص وضعیت گیاهی را به‌همراه دارد. این وضعیت با نام «سندروم بیداری غیرپاسخ‌گو» نیز شناخته می‌شود.

برای شناسایی هوشیاری مخفیانه در بیمارانی که اختلالات هوشیاری در آن‌ها تشخیص داده شده، تیمی بین‌المللی از پژوهشگران، شامل سوپروایزر فعلی من، «مارتین مونتی»، از کاری هوشمندانه استفاده کرده‌اند. این روش از نوعی تصویرسازی ذهنی بهره می‌برد که برخی بیماران که پاسخ‌گویی ندارند، از جهات دیگر، می‌توانند به اختیار تولید کنند. این تیم ۵۴ بیمار را به درون یک اسکنر مغزی بردند. در میان آن‌ها از بیمارانی که پاسخ‌گویی متناوب و هرازگاهی داشتند تا کسانی که تمام غیرپاسخ‌گو بودند، حضور داشتند. آنجا، این تیم از کارکرد مغزی آن‌ها با استفاده از دستگاه «ام‌آرآی کارکردی» یا «اف‌ام‌آرآی» عکس‌برداری کردند تا استنباط کنند، چه کسری از این میان ممکن است مخفیانه هوشیار باشند. «مونتی» می‌گوید: «در تعداد کمی از نمونه‌ها، می‌توانیم از ام‌آرآی برای شناسایی میزانی از آگاهی در بیماران استفاده کنیم که در غیر این صورت، بیهوش به نظر می‌آمدند».

«مونتی» و همکارانش ابتدا از بیماران به‌ظاهر بیهوش خواستند تا تصور کنند دارند در خانه‌شان راه می‌روند. «آدریان اوون»، دیگر پژوهشگر درگیر در این پروژه، می‌گوید: «در همه به‌جز یک شرکت‌کننده، سوسویی از فعالیت اف‌ام‌آرآی را در چین پاراهیپوکامپال دیدیم». اما این‌که از آن‌ها بخواهند راه‌رفتن در خانه‌شان را تصور کنند کافی نبود. برای افزایش اطمینان از این‌که فرد حاضر در اسکنر، بیدار بود و در حال دنبال‌کردن دستورات، پژوهشگران کار دومی هم خواستند که الگوی متفاوتی از فعالیت را نشان می‌داد. درنهایت، «ملانی بولی»، یکی از همکاران «مونتی» و «اوون»، اشاره کرد که طبق این پژوهش، کارهای پیچیده ممکن است بهتر از کارهای ساده جواب دهند. اوون پاسخ داد: «تنیس چطور؟»

بسیار برای پژوهشگران خوشحال‌کننده بود که وقتی از شرکت‌کنندگان خواستند تنیس‌بازی را تصور کنند، نشانه‌های واضح و منسجمی از فعال‌شدن مغز دریافت کردند. آیا همین کار در بیماران هوشیار مخفی نیز جواب می‌داد؟ وقتی داخل دستگاه ام‌آرآی بودند، پژوهشگران از بیماران پاسخ‌گو خواستند یکی از این دو کار را تصور کنند، تنیس‌بازی یا راه‌رفتن در خانه‌شان.

«مونتی» به من گفت این‌که دقیقاً چند بیماری ممکن بود پاسخ‌گو باشند هیچ معلوم نبود. اما به عبارتی با اولین حرکت راکت تنیس، تیم پژوهشگران بیماری را که از جهات دیگر پاسخ‌گو نبود یافتند که به نظر متوجه کار تنیس می‌شد. این بیمار تمام معیارهای تشخیص وضعیت گیاهی را داشت اما درواقع هوشیار بود.

پژوهش حاصل از این‌که درنهایت در سال ۲۰۱۰ منتشر شد، هم‌زمان امیدوارکننده و هوشیارکننده بود: پنج نفر از ۵۴ بیماری که در اسکنر قرار گرفتند، توانستند طبق درخواست تصاویر ذهنی را بسازند. این شاهدی از وجود ذهن‌هایی بود که می‌توانستند فکر کنند، احساس کنند و بفهمند اما نمی‌توانستند ارتباط برقرار کنند. یا می‌توانستند؟ اگر می‌شد بیماری از این دو کار برای پاسخ به سؤالات استفاده کنند، یعنی با ارسال پاسخ «بله» ازطریق خود این تصویرسازی‌های درونی، آن وقت چه؟ به‌طورخلاصه می‌شد «بله» با تصور تنیس ارسال شود و «نه» با تصور راه‌رفتن در خانه. این تیم بار دیگر در اولین تلاششان موفق شدند. بعد از پرسیدن چندین سؤال از بیماران ازقبیل «اسم پدرت توماس است؟» پژوهشگران پاسخ‌های مناسب را با نشانه‌های تصویری هر کار دریافت کردند که در ام‌آرآی ثبت می‌شد. مونتی می‌گوید: «معلوم می‌شود حتی بیمارانی که به نظر می‌آید در کما هستند، بیشتر از آن‌چه با روش‌های استاندارد بالینی می‌شود مشاهده کرد، کارکرد شناختی و ذهنی دارند».

پژوهش دیگری که پا جای پای «مونتی» و همکارانش گذاشت، ازسوی گروه دیگری از پژوهشگران دانشگاه میشیگان در سال ۲۰۱۸ منتشر شد که به طریق مشابهی از کار تصویرسازی ذهنی و استفاده از اف‌ام‌آرآی استفاده می‌کرد تا هوشیاری مخفیانه را نشان دهد؛ جایی‌که هیچ‌کس دیگری نمی‌توانست پیدایش کند؛ بعد از اعمال بیهوشی. به شکلی نگران‌کننده، یکی از هر پنج داوطلب سالمی که محض خاطر این پژوهش علمی، با داروی «پروپوفول»، تحت بیهوشی عمومی قرار گرفته بودند، توانستند کاری را انجام دهند که نباید ممکن می‌بود؛ ایجاد تصویر ذهنی در اسکنر بعد از درخواست از آن‌ها. پیامدهای این اتفاق واضح بود: وقتی جراح ما را بیهوش می‌کند، لزوماً در خوشی و آرامش بیهوشی نیستیم.

کار با تنیس در «اف‌ام‌آرآی» نشان داده است که زیر پوشش بیهوشی عمومی و وضعیت گیاهی، هرازگاهی هوشیاری مخفی شده است؛ اما کارآیی آن بسته به این بود که بیماران بتوانند سؤالات را بشنوند و کلام را درک کنند؛ فرضی که همواره در افراد دارای صدمات مغزی و ضایعه‌های غشایی درست نیست.

هوشیاری می‌تواند بدون درک زبان یا شنوایی نیز رخ دهد. در غیاب آن‌ها، ممکن است بیمار همچنان درد، ملال یا حتی رویاهایی را در سکوت تجربه کند. درواقع، اگر فقط بخش‌های خاصی از غشای مغزی ضایعه دیده باشند، ممکن است تجربه‌های شفاف هوشیار همچنان بر جای باشند، درحالی‌که بیمار همچنان در شنیدن سؤالاتی که تیم مونتی می‌پرسیدند، ناتوان بماند. به همین دلیل، ممکن است اسکن‌های ام‌آرآی متوجه آدم‌هایی که درنهایت هوشیار هستند، نشوند. به‌جای اتکا به تصویرسازی ذهنی که باید با اراده‌ی بیماران آسیب‌دیده مغزی و دارای توانایی شنوایی و درک زبان ایجاد شود، علامت جایگزینی برای هوشیاری لازم است، ردیاب برتری برای هوشیاری که بتواند نوری پرنفوذ به آن تاریکی بتاباند.

هوشیاری یک راز است. چندین نظریه‌ی علمی تلاش کرده‌اند توضیح دهند که چرا مغز ما دنیا را تجربه می‌کند، جای آن‌که صرفاً بدون احساس، ورودی دریافت و خروجی تولید کند. بعضی از این نظریات هم کمی «شاذ» هستند؛ مثلاً چارچوبی که «سر راجر پنروس»، فیزیک‌دان نظری بریتانیایی و «استورات همرهاف»، متخصص بیهوشی آمریکایی شکل دادند.

«پنروس» و «همرهاف»، هوشیاری را «میکروتوبول‌ها» مربوط دانستند؛ ساختارهایی رشته‌ای که به شکل‌دهی به اسکلت نورون‌ها و دیگر سلول‌ها کمک می‌کنند. درون میکروتوبول‌ها، الکترون‌ها می‌توانند بین بخش‌های مختلف جهش کنند. در واقع، طبق قواعدی که در سطح زیراتمی بر دنیای ما حاکم‌اند، این الکترون‌ها می‌توانند هم‌زمان در دو بخش وجود داشته باشند؛ وضعیتی که از آن به‌عنوان «برهم‌نهی کوانتومی» یاد می‌شود. پای هوشیاری تا حد زیادی درنتیجه‌ی تفسیری از فیزیک «کوانتوم» به ماجرا باز می‌شود؛ این ادعا که یک مشاهده‌گر هوشیار لازم است تا ذره‌ای مانند الکترون مکانی قطعی در فضا داشته باشد و درنتیجه برهم‌نهی پایان یابد. چنان‌که «همرهاف» در مصاحبه‌ای به برنامه «نزدیک‌تر به حقیقت» در شبکه پی‌بی‌اس گفت:

«یک برهم‌نهی از احتمالات دارید که در یکی یا دیگری فرومی‌ریزند و وقتی چنین می‌شوند، لحظه‌ای از ذهنیت وجود دارد. این به نظر کمی برداشت افراطی می‌آمد و هنوز برای بسیاری می‌آید، اما چنان‌که «شرلوک هولمز»[۱] می‌گفت: اگر غیرممکن‌ها را حذف کنید، آن‌چه می‌ماند، هر چقدر هم نامحتمل به نظر برسد، باید درست باشد».

این به نظر «همرهاف» با منطق جور درمی‌آید، اما به نظر من نه. در تبعیت از این ضرب‌المثل هولمزی برای «حذف غیرممکن‌ها» من این ترکیب حالات غریب کوانتومی با هوشیاری را رد می‌کنم. اول این‌که این نظریه‌ی پیچیده‌ی هوشیاری که پنروس و همرهاف ساخته‌اند، نیازمند فیزیک جدیدی با جاذبه‌ی کوانتومی است که هنوز شکل نگرفته است. اما بیش از آن مسئله این است که چارچوب پنروس و همرهاف از توضیح درگیرنشدن مخچه در هوشیاری ناکام می‌ماند. نورون‌های مخچه‌ای هم «میکروتوبول» دارند. پس چرا می‌شود مخچه از دست برود یا ضایعه ببیند، بدون این‌که روی ذهن هوشیار تأثیری بگذارد.

رویکردی که من آن را آینده‌دارتر می‌بینم، از «جیولیو تونونی»، عصب‌شناس دانشگاه ویسکانسین می‌آید. به‌جای پرسیدن این‌که کدام فرایندها یا ساختارهای مغزی در هوشیاری درگیرند، تونونی از جهت دیگری به سراغ این سؤال آمد و پرسید کدام ویژگی‌های اساسی در بنیان خود تجربه‌ هوشیار هستند.

برای مشخص‌شدن پس‌زمینه این رویکرد، آن را با سؤال دیگری مقایسه کنید: زندگی چیست؟ موجودات زنده ویژگی‌هایی را به مولودات خود منتقل می‌کنند، پس باید اطلاعاتی ژنتیکی از والد به فرزند منتقل شود (یا به توله یا به دانه). اما موجودات زنده با محیط هم تکامل و سازگاری دارند، پس این اطلاعات ژنتیکی باید انعطاف‌پذیر هم باشند و از نسلی به نسل بعد تغییر کنند. با رفتن به سراغ مسئله از این زاویه پایین به بالا، ممکن است وجود مولکولی پیچیده مانند دی‌ان‌ای را پیش‌بینی کنید که اطلاعات ژنتیک را ذخیره می‌کند اما جهش هم می‌یابد و اجازه تکامل ازطریق انتخاب طبیعی را می‌دهد.

درواقع، «اروین شرودینگرِ» فیزیک‌دان در کتابش به نام «زندگی چیست؟» در سال ۱۹۴۴، با نگاه از این زاویه به مسئله، تقریباً دی‌ان‌ای را پیش‌بینی کرد. رویکرد متقابل، یعنی نگاه به تعداد زیادی از موجودات زنده و پرسش از اشتراکات‌شان، ممکن است دی‌ان‌ای را به شما نشان ندهد، مگر میکروسکوپی خارق‌العاده قوی داشته باشید.

همان‌طور که زندگی صد سال پیش زیست‌شناسان را مبهوت می‌کرد، هوشیاری هم عصب‌شناسان امروز را گیج می‌کند. اصلاً واضح نیست چرا برخی مناطق مغزی برای هوشیاری اساسی‌اند و برخی دیگر نه. بنابراین رویکرد «تونونی»، به‌جای این، ویژگی‌های اساسی تجربه‌ی هوشیار را در نظر می‌گیرد. وقتی تجربه‌ای می‌کنیم، چه چیز آن را تعریف می‌کند؟ اول، هر تجربه‌ی هوشیاری، مخصوص است. تجربه‌ی شما از رنگ آبی همان است که هست، چون آبی، زرد نیست. اگر هرگز رنگی جز آبی ندیده بودید، به احتمال زیاد هیچ درک یا تجربه‌ای از رنگ نمی‌داشتید. به همین شکل، اگر همه‌ی غذاها یک مزه می‌داشتند، تجربه‌ی مزه هیچ معنایی نمی‌داشت و ناپدید می‌شد. این پیش‌نیاز که هر تجربه‌ی هوشیاری باید مخصوص باشد، به نام «تفکیک» شناخته می‌شود.

اما در همین حال، هوشیاری یکپارچه است. این یعنی گرچه اشیا در هوشیاری ما ویژگی‌های متفاوت دارند، هرگز هیچ ویژگی را جداگانه تجربه نمی‌کنیم. وقتی توپ بسکتبالی را در حال پرواز به سمت خودتان می‌بینید، رنگ، شکل و حرکتش در یک کل منسجم به هم گره خورده‌اند. در طول یک بازی، هرگز مستقل از شکل گرد یا حرکت سریعش متوجه رنگ نارنجی‌اش نیستید. به همین شکل، تجربه‌ی جداگانه‌ای از میدان دید راست و چپ‌تان ندارید. آن‌ها در یک صحنه‌ی بصری کلی به هم وابسته‌اند.

«تونونی»، تفکیک و یکپارچگی را دو ویژگی اساسی هوشیاری شناسایی کرد. به همین دلیل هم همان‌طورکه ویژگی‌های اساسی زندگی ممکن است یک دانشمند را به استنتاج وجود دی‌ان‌ای رهنمون کند، ویژگی‌های اساسی هوشیاری تونونی را به استنتاج مختصات فیزیکی یک نظام هوشیار رهنمون کرد.

مهندسان آینده ردیاب‌های هوشیاری باید توجه دقیقی داشته باشند که این مختصات دقیقاً همانی است که چنان ماشین فوق‌العاده‌ای باید در مغز بیماران غیرپاسخ‌گو دنبالش بگردد. چون هوشیاری مخصوص است، یک سیستم فیزیکی مانند مغز باید از میان مجموعه‌ی بزرگی از وضعیت‌های ممکن انتخاب کند که هوشیار باشد. مانند ارتباط بین زندگی و دی‌ان‌ای، این استنتاج بستگی کلیدی به مفهوم اطلاعات دارد. تجربه‌ها آگاهی‌بخش‌اند چون دیگر تجربه‌ها را رد می‌کنند؛ مزه شکلات مزه نمک نیست و بوی رز بوی آشغال نیست. چون این تجربه‌ها آگاهی‌بخش‌اند و مغز با هوشیاری منطبق شده، استنتاج می‌کنیم که همراه با افزایش هوشیاری فرد، اطلاعات در مغزش هم افزایش می‌یابند. درواقع، وقتی مغز انباشته از اطلاعات است، موجودی وضعیت‌های ممکن آن افزایش می‌یابند.

مثل یک بازی «دار[۲]» است. ابتدا داربازی را در انگلیسی تصور کنید. الفبای انگلیسی ۲۸ حرف دارد و هر حرفی که درست حدس زده شود، به اندازه‌ای میانه نسبت‌به کلمه‌ی در حال آشکارشدن اطلاعات می‌دهد. حروف مرسوم مثل «e» اطلاعات کمتری می‌دهند و حروف نادرتر مثل «x» اطلاعات بیشتری. (به‌هرحال مگر چند کلمه در انگلیسی با «x» هجی می‌شوند؟) اما تصور کنید دارید داربازی را با نوشتار چینی انجام می‌دهید که شامل هزاران حرف[۳] می‌شود. هر حرف بسیار آگاهی‌بخش است چون تقریباً از هر حرفی در زبان انگلیسی هم‌تکرارتر است، مثل چراغ علامتی نادر که اتفاق ویژه‌ای را نشان می‌دهد. بنابراین، چون نوشتار چینی موجودی بزرگ‌تری از حروف ممکن دارد، می‌شود که با حدس تنها یک حرف تمام بازی دار را برد.

با مغز هم همین‌طور است: وقتی در موجودی حالات ممکن مغزی بزرگ‌تر باشد، محتوای آگاهی‌بخش آن هم افزایش می‌یابد و همین‌طور ظرفیتش برای تجربه‌های هوشیاری که تفکیک بالایی دارند. اما هم‌زمان، هوشیاری به یکپارچگی وابسته است؛ نورون‌ها باید ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را با هم در میان بگذارند، در غیر این صورت ویژگی‌های موجود در یک تجربه‌ی هوشیار دیگر به هم وابسته نیستند. این نیازمندی هم‌زمان برای تفکیک و یکپارچگی ممکن است به نظر یک تناقض برسد. اینجا استعاره‌ای که از تونونی قرض گرفته می‌شود، موضوع را شفاف می‌کند: مغز هوشیار مثل یک جامعه‌ی دموکراتیک است. همه آزادند که رأی متفاوتی بدهند (تفکیک) و آزادانه با هم حرف بزنند (یکپارچگی). از طرف دیگر اما مغز بیهوش بیشتر مثل یک جامعه‌ی تمامیت‌خواه است. ممکن است حرف‌زدن آزادانه با هم برای شهروندان ممنوع باشد (نبودِ یکپارچگی) یا ممکن است همه‌شان مجبور شوند یک‌طور رأی بدهند (نبودِ تفکیک).

همان‌طورکه هم تفکیک و هم یکپارچگی برای دموکراسی لازم هستند، برای هوشیاری هم لازم‌اند. تفکرات حاصل از بیکارنشستن و حرف سرهم‌کردن نیست: ایده‌های تونونی براساس مشاهدات بالینی‌اند. از نمونه‌های بسیار قانع‌کننده این داده‌ها، گزارش‌های بیمارانی هستند از قبیل زن چینی ناشناس که مخچه ندارد اما هوشیاری‌اش را حفظ می‌کند. این‌طورکه معلوم می‌شود، مخچه، جامعه‌ای تمامیت‌خواه است. نورون‌هایش، گرچه بسیارند، با یکدیگر آزادانه ارتباط برقرار نمی‌کنند. به جایش نورون‌های مخچه در زنجیره‌هایی سازماندهی می‌شوند؛ هر نورون پیامی به نورون بعدی در زنجیره می‌فرستد، اما ارتباط اندکی بین زنجیره‌ها برقرار می‌شود، بازخوردی هم در جهت مخالف در زنجیره پیش نمی‌رود. برای تصویرکردن این سبک ارتباط، می‌توانید افراد زیادی را در یک صف تصور کنید که هر کدام روی شانه نفر جلویی می‌زند. ازاین‌رو، در عین این‌که مخچه بیشتر نورون‌های مغز را در خود دارد، نورون‌هایش مانند شهروندان یک جامعه با یکپارچگی کم یا بدون یکپارچگی هستند. بدون یکپارچگی، هوشیاری‌ای در کار نیست. از طرف دیگر اما غشای مغزی جامعه‌ای آزاد است. برای تصویرکردن این سبک ارتباط، جامعه‌ای از آدم‌های آزاد در حال تعامل را تصور کنید، تعامل نه‌تنها با همسایه‌هایشان، بلکه با افراد دورتر آن سوی شهر.

البته هوشیاری همیشه در غشای مغزی حاضر نیست. شب‌ها، هنگام خوابی بی‌رویا، تفکیک از دست می‌رود. جمعیت‌های بزرگ نورون‌ها مجبور به موافقت می‌شوند و همگی در الگویی یکسان فعال می‌شوند. پژوهشگرانی که با «ای‌ای‌جی» (فناوری‌ای که فعالیت الکتریکی مغز را از روی پوست سر ضبط می‌کند) فال‌گوش می‌ایستند، می‌توانید این نورون‌ها را در حال شعاردادن هم‌زمان، مثل جمعیتی یکدست در یک استادیوم ورزشی بشنوند. همین ازدست‌رفتن تفکیک هنگام یک تشنج عمومی صرع نیز رخ می‌دهد، وقتی جمعیت‌های بزرگ نورون‌ها در نتیجه طوفان خارج‌ازکنترلی از هیجان، همه با هم فعال می‌شوند. وقتی نورون‌ها در توافق با هم قفل می‌شوند، هوشیاری از ذهن ناپدید می‌شود.

نظریه‌ی «تونونی» که هم تفکیک و هم یکپارچگی برای هوشیاری لازم‌اند، به‌عنوان نظریه‌ی اطلاعات یکپارچه شناخته می‌شود. با استفاده از آی‌آی‌تی می‌شود نظام‌مند پیش‌بینی کرد کدام مناطق مغزی درگیر هوشیاری‌اند (غشای مغزی) و کدام نیستند (مخچه). در مطب، ایده‌های حاصل از آی‌آی‌تی همین حالا هم در حال کمک به پژوهشگران هستند که استنتاج کنند، کدام بیماران صدمات مغزی هوشیارند و کدام نیستند. آی‌آی‌تی می‌گوید که یک سیستم هوشیار باید به چه شکل باشد و براساس آن‌چه آی‌آی‌تی می‌گوید، پژوهشگران می‌توانند استنتاج کنند مغز هوشیار کدام نوع از واکنش را باید به دنبال یک پالس انرژی نشان دهد. یک ردیاب هوشیاری که بسیاری عمیق‌تر از فکرکردن به تنیس در یک اسکن ام‌آرآی جست‌وجو می‌کند.

آن‌طورکه «مونتی» دوست دارد بگوید، مثل تق‌تق‌زدن روی چوب برای استنتاج چگالی‌اش از روی صدای حاصل است. در این نمونه، این «تق‌تق‌زدن» با استفاده از سیم‌پیچی ارسال می‌شود که یک پالس مغناطیسی ایجاد می‌کند، در فنی که تحریک مغناطیسی از راه جمجمه خوانده می‌شود. پژوهشگران بعد از ای‌ای‌جی استفاده می‌کنند تا به «پژواک» این تشویش مغناطیسی گوش دهند و کشف کنند این مغز درواقع کدام نوع از «جامعه» است.

اگر پاسخ پیچیدگی بالایی داشته باشد، یکپارچه و تفکیک‌شده باشد، آنگاه با یک جامعه تکثرگرا مواجهیم، مناطق متفاوت مغز به اشکال متفاوتی پاسخ می‌دهند و بیمار احتمالاً هوشیار است. اما اگر پاسخ یک‌دست باشد، همه‌جا یکسان به نظر برسد، آن‌گاه با جامعه‌ای تمامیت‌خواه مواجهیم و بیمار احتمالاً بیهوش است.

رویکرد فوق، بهترین نسخه‌ی فعلاً موجود ردیاب هوشیاری را تیمی بین‌المللی از پژوهشگران، به رهبری «مارسلو ماسیمینی»، عصب‌شناس دانشگاه میلان، در سال ۲۰۱۳ معرفی کردند. به این فن که رسماً به نام «شاخص پیچیدگی تشویشی» شناخته می‌شود، گاهی به عنوان «شوک و زیپ» اشاره می‌شود، چون شامل شوک‌دادن به مغز با یک پالس مغناطیسی می‌شود و سپس نگاه‌کردن به این‌که فشردن واکنش ای‌ای‌جی یا «زیپ‌کردن»، به عنوان مقیاسی از پیچیدگی آن، چقدر سخت است.

پژوهشگران تا همین حالا هم از شوک و زیپ استفاده کرده‌اند تا تعیین کنند آیا فردی بیدار است، در خواب عمیق است، تحت بیهوشی قرار گرفته، یا دچار یک اختلال هوشیاری از قبیل وضعیت گیاهی است. به‌زودی این رویکرد خواهد توانست به ما بگوید کدام بیمار غیرپاسخ‌گوی صدمه‌ی مغزی (و البته بیماری تحت بیهوشی قرار گرفته برای جراحی) مخفیانه هوشیار است و باوجود ناتوانی در برقراری ارتباط، هنوز حس و تجربه می‌کند؛ درواقع، این نزدیک‌ترین جایی است که علم به «کمیت‌دهی به پدیده کمیت‌ناپذیر» رسیده است، چنانکه این موفقیت در ژورنال «درمان‌ علم‌ترجمه‌ای» توصیف شده است.

اما رازهای بیشتری از هوشیاری هنوز باقی مانده‌اند. در آزمایشگاه «مونتی» در دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس، من درحال‌حاضر مشغول بررسی این هستم که چرا بچه‌های مبتلا به اختلال نادر ژنتیکی «سندروم انگلمن» فعالیت الکتریکی مغزی‌ای را نشان می‌دهند که فاقد تفکیک است، حتی وقتی بچه‌ها بیدارند و دنیای اطراف‌شان را تجربه می‌کنند. تردیدی نیست که این بچه‌ها هوشیارند، چنانکه مشخصاً می‌شود طیف غنی رفتارهای هدفمندشان را تماشا کرد. با این‌حال، قراردادن کلاه ای‌ای‌جی روی سر بچه‌ای با «سندروم انگلمن» جامعه تمامیت‌خواه استعاری تونونی را نشان می‌دهد: نورون‌هایی که به نظر می‌رسند در موافقت قفل شده‌اند.

بیماران مبتلا به سندروم انگلمن به ما نشان می‌دهند کدام انواع از فعالیت مغزی برای هوشیاری اساسی هستند یا نیستند و با این کار می‌توانند بینش به درون هوشیاری به ما بدهند، شبیه آن‌چه بیماران فاقد تمام یا بخشی از مخچه ارائه می‌کنند. کار اخیر من در این زمینه نشان می‌دهد که باوجود شعارهای بلندی که ای‌ای‌جی در سندروم انگلمن نشان می‌دهد، نورون‌ها به هر حال وقتی این بچه‌ها می‌خوابند، رفتارشان را تغییر می‌دهند: باز هم بلندتر شعار می‌دهند و شعارشان کمتر غنی و متنوع است. من خوش‌بینم که وقتی کسی بالاخره این پژواک عصبی را با شوک و زیپ روی بچه‌های سندروم انگلمن اندازه بگیرد، تایید خواهد کرد که شوک و زیپ به اندازه‌ای حساس است که هوشیاری را از خواب بی‌رویا تشخیص دهد. اگر نه، باید برای طراحی ردیاب هوشیاری به نقطه اول برگردیم.

هوشیاری ممکن است آخرین نقطه سرحدی علم باشد. اگر آی‌آی‌تی به هدایت ما در جهت درست ادامه دهد، روش‌های بهتری برای تشخیص اختلالات هوشیاری خواهیم ساخت. روزی حتی خواهیم توانست به سراغ هوش مصنوعی برویم، یعنی ذهن‌های بالقوه‌ای بی‌شباهت به مال خودمان و ارزیابی کنیم که آن‌ها هوشیارند یا نه. این داستان علمی تخیلی نیست: بسیاری از متفکران جدی شامل استیون هاوکینگ، فیزیکدان فقید؛ ایلان ماسک، کارآفرین حوزه فناوری؛ استوارت راسل، دانشمند علوم رایانه در دانشگاه کالیفرنیا و برکلی و نیک بوستروم، فیلسوف مؤسسه آینده انسانیت در آکسفورد پیشرفت‌های اخیر در هوش مصنوعی را جدی می‌گیرند و عمیقاً نگران خطر وجودی‌ای هستند که ممکن است هوش‌های مصنوعی‌ در سطح انسان یا فراتر از انسان ایجاد کنند. چه زمانی خاموش‌کردن یک هوش مصنوعی اخلاقی است؟ هر کس که در دهه‌های پیش‌رو یک اَبَرهوش مصنوعی را خاموش می‌کند می‌خواهد بداند که هر چقدر هم کارش ضروری است، آیا واقعاً ذهنی مصنوعی در حال فرورفتن در تاریکی است یا تنها یک رایانه‌ی دیجیتال پیچیده است که دارد صداهایی به تقلید از حالت ترس تولید می‌کند.

در عین این‌که این چالش، دقیقاً به همین شکل، هنوز به مواجهه ما نیامده، دانشمندان و فیلسوفان همین حالا هم در تقلای درک پیشرفت اخیر در رشددادن اندام‌های مغزمانندی در ظروف کشت، خارج از بدن، هستند. در حال حاضر، این «مینی‌مغزها» دارند به پژوهشگران زیست‌پزشکی کمک می‌کنند بیماری‌های تأثیرگذار روی مغز را بفهمند، اما درحالی‌که مهندسی زیستی در سال‌های پیش‌رو کامل‌تر می‌شود، اگر این‌ها نهایتاً در خود هوشیاری و ظرفیت احساس رنج شکل دهند، چه؟ چنانکه چالش‌های مربوط به مینی‌مغزها و هوش مصنوعی آشکار می‌کند، پژوهش روی هوشیاری، از ریشه‌های خاص‌گرایآن‌هاش فاصله گرفته و دیگر صرفاً سرگرمی برج عاج‌نشینان نیست. فهم هوشیاری واقعاً مهم است. هر چه نباشد، به‌باشی ذهن‌های هوشیار به آن بسته است. 


[۱].  کارآگاه داستانی معروف در کتاب‌های آرتور کانن دویل که به استفاده از استدلال‌های منطقی در تشخیص جرم مشهور بود.

[۲].  بازی دار، داربازی یا هنگمن که شاید به اسامی دیگر بشناسیدش، همان بازی‌ای است که در آن شما باید حروف کلمه‌ای را حدس بزنید و با حدس هر حرف اشتباه، بخشی از نقاشی کسی در حال اعدام تکمیل می‌شود. بازیکن باید تلاش کند پیش از این‌که تصویر کامل شود و فرد نقاشی اعدام شود، کلمه را حدس بزند.

[۳].  این توصیف مرسوم که الفبای چینی هزاران حرف دارد که مشابه ۲۶ حرف الفبای انگلیسی و ۳۲ حرف الفبای فارسی هستند، البته از نگاه زبان‌شناسی توصیف دقیقی نیست و نوشتار زبان چینی از این لحاظ تفاوت ماهوی با زبان‌هایی مثل انگلیسی و فارسی دارد. به همین مناسبت احتمالاً روایتی که به عنوان مثال با داربازی زده می‌شود نیز ازسوی آشنایان به این زبان مقبول نباشد. البته در مثل مناقشه نیست.