نبرد نظریه‌ها برای توضیح خودآگاهی؛ دانشمندان در تلاش برای اثبات علمی بزرگ‌ترین معمای ذهن

خودآگاهی از کدام بخش مغز منشأ می‌گیرد؟ نظریه‌های فراوانی در این زمینه مطرح شده‌اند، اما دانشمندان علوم اعصاب هنوز به اجماع نرسیده‌اند؛ زیرا این پرسش، معمایی بسیار دشوار محسوب می‌شود و به سختی از طریق روش علمی امکان بررسی دارد. برخلاف سایر پدیده‌های علمی، خودآگاهی را نمی‌توان از بیرون مشاهده کرد.

رابرت چیس‌چیوره، پژوهشگر پسادکترا در دانشگاه ساسکس انگلستان که درباره‌ی خودآگاهی تحقیق می‌کند، می‌گوید: «من می‌توانم رفتار شما را مشاهده کنم، یا اگر مطالعه‌ای با نوار مغزی انجام دهم، کارکرد مغزتان را می‌ببینم. اما هرگز تجربه‌ی درونی‌تان را مشاهده نمی‌کنم.»

به‌نقل از ساینتیفیک‌ آمریکن، برای مقایسه‌ی مستقیم دو نظریه‌ی IIT و GNWT، گروهی از ۱۲ آزمایشگاه به نام کنسرسیوم کاجیتِیت (Cogitate Consortium) گرد هم آمدند تا پیش‌بینی‌های این نظریه‌ها را در مطالعه‌ای گسترده با تصویربرداری از مغز با یکدیگر مقایسه کنند. نتیجه‌ی مطالعات که به‌طور کامل در مجله‌ی نیچر منتشر شده است، در عمل یک مساوی بود و به جای پاسخ به معما، پرسش‌های بیشتری را مطرح کرد.

یافته‌های اولیه‌ی مطالعه در سال ۲۰۲۳ در پایگاه داده بایوآرکایو منتشر شد. تنها چند ماه بعد گروهی از دانشمندان، IIT را «شبه‌علم» خواندند و تلاش کردند آن را از حوزه‌ی مطالعات خودآگاهی کنار بگذارند. اکنون که جنجال‌ها تمام شده، محققان برجسته می‌گویند نتایج کاجیتیت مسیری به سوی درک بهتر پیدایش خودآگاهی را نشان می‌دهد؛ بدون توجه به این‌که در نهایت کدام نظریه برتر باشد.

چیس‌چیوره که در مطالعه‌ی جدید مشارکت نداشت، می‌گوید: «ما همه در ساختن نظریه‌های انتزاعی و خیالی مهارت داریم. اما با داده‌های علمی، می‌توانیم ایده‌ها را به واقعیت نزدیک‌تر کنیم.»

دو نظریه‌ی IIT و GNWT به‌نوعی در تقابل مستقیم با یکدیگر قرار دارند. کریستوف کخ، دانشمند شناختی در مؤسسه آلن در سیاتل و یکی از نویسندگان نتایج کاجیتیت، می‌گوید: «این دو نظریه موجوداتی کاملاً متفاوت‌اند.» نظریه‌ی کارگاه جهانی عصبی بر مبنای یافته‌های روان‌شناسی درباره‌ی مغز و فرایندهای شناختی بنا شده و پیشنهاد می‌کند که خودآگاهی مانند صحنه‌ی تئاتر است. هنگامی که محرکی خاص، مانند صدای آزاردهنده یا رنگ روشن، وارد خودآگاه می‌شود، روی صحنه می‌آید و زیر نورافکن قرار می‌گیرد.

در مقابل، نظریه‌ی یکپارچگی اطلاعات که چارچوب ترجیحی کخ محسوب می‌شود، بر تعریفی انتزاعی‌تر از خودآگاهی تکیه دارد و بررسی می‌کند که یک سیستم برای تجربه‌ی آن باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد. این نظریه استدلال می‌کند که خودآگاهی از پردازش اطلاعات ناشی می‌شود و به‌طور تقریبی هرچه اطلاعات بیشتری پردازش شود، آن سیستم آگاه‌تر خواهد بود.

اگرچه توضیحات دونظریه هر دو انتزاعی‌اند، نظریه‌ها قابلیت تولید پیش‌بینی‌های قابل‌آزمایش درباره‌ی اتفاقاتی را دارند که هنگام تجربه‌ی آگاهانه در مغز رخ می‌دهد. برای مثال، GNWT پیش‌بینی می‌کند که وقتی فرد برای نخستین بار به چیزی آگاه می‌شود، بخش‌های جلویی مغز مانند قشر پیش‌پیشانی، نورافکن را روی اطلاعات روشن می‌کنند. این پدیده که «احتراق» (ignition) نام دارد، باید در تصویربرداری مغزی قابل مشاهده باشد. در مقابل، IIT پیش‌بینی می‌کند که تجربه‌ی آگاهانه بیشتر در بخش‌های پشتی مغز رخ می‌دهد؛ جایی‌که شبکه‌های عصبی به‌طور نزدیکی با هم در اتصال هستند.

نتایج آزمایش‌ها هر دو نظریه را با چالش مواجه کرد؛ زیرا هیچ‌کدام از پیش‌بینی‌های آن‌ها به‌طور کامل توسط داده‌ها تأیید نشدند. برای مثال، GNWT پیش‌بینی کرده بود که در صورت حذف یک محرک از صحنه‌ی ذهنی آگاهی، الکترودهای موجود در قشر پیش‌پیشانی باید سیگنالی را شناسایی کنند؛ اما چنین سیگنالی در داده‌ها عمدتاً مشاهده نشد. ست که در تحقیق جدید شرکت نداشته، می‌گوید: «اینکه چنین سیگنالی مشاهده نشده، به‌نظر من چالشی جدی محسوب می‌شود.» در مقابل IIT انتظار داشت که در بخش پشتی مغز، نوعی هماهنگی پایدار بین شبکه‌های نورونی رخ دهد، اما این پدیده نیز مشاهده نشد.

محققان انتظار داشتند که نتایج پیچیده و چندوجهی باشند. ست می‌گوید: «همیشه این موضوع روشن بود که آزمایشی واحد به‌تنهایی قرار نیست یک نظریه مشخص را رد کند. چنین چیزی در علم بسیار نادر است؛ زیرا دانش به‌تدریج و گام‌به‌گام ساخته می‌شود. احتمالاً نمی‌توانید نظر طرفداران هر نظریه را به‌راحتی عوض کنید، اما این نوع تحقیق به جامعه‌ی علمی کمک می‌کند تا به‌مرور درک و توافق جمعی‌شان را نسبت به موضوع تغییر بدهند.»

نتایج تحقیقات جدید نخستین‌بار در کنفرانسی در ژوئن ۲۰۲۳ ارائه شد. کخ و دیوید چالمرز، فیلسوف و دانشمند علوم شناختی، از بی‌نتیجه‌بودن یافته‌ها برای پایان‌دادن به شرطی دیرینه استفاده کردند؛ در سال ۱۹۹۸، کخ با چالمرز شرط بسته بود که دانشمندان اعصاب می‌توانند ظرف ۲۵ سال منشأ خودآگاهی را در مغز بیابند. کخ در کنفرانس ۲۰۲۳ با بزرگواری شکست خود را پذیرفت.

تلاش برای کنارگذاشتن علمی نظریه‌ی اطلاعات یکپارچه (IIT) سرانجام در مجله‌ی نیچر بررسی و مورد بحث قرار گرفت. ست در یادداشتی نوشت که نظریه‌ی IIT جسورانه است و در حوزه‌ی خودآگاهی، دانشمندان باید هم جسور باشند و هم بپذیرند که ممکن است اشتباه کنند. در نهایت این نظریه هنوز به‌طور رسمی رد نشده است. ست برخلاف کخ معتقد نیست که نتایج مطالعه‌ی کاجیتِیت باعث نگارش آن نامه‌ی سرگشاده شده باشد. او این اتفاق را بیشتر نشانه‌ای از رسیدن این حوزه‌ی علمی به یک دوراهی می‌داند. ست گفت: «هر کس نظریه‌ی خودش را دارد و این اصلاً وضعیت خوبی نیست. بنابراین به‌نظر می‌رسد که واقعاً وقت آن رسیده که این نظریه‌ها کمی دقیق‌تر شوند.

در زمان خورشیدگرفتگی کامل در سال ۱۹۱۹، دو نظریه‌ی رقیب درباره‌ی گرانش با هم مقابله رو‌در‌رو داشتند؛ توضیح کلاسیک نیوتن در برابر نظریه‌ی تازه‌ی نسبیت عام انیشتین. دانشمندان تلسکوپ‌های خود را به سوی خورشید گرفتند تا پیش‌بینی انیشتین مبنی بر اینکه گرانش خورشید نور ستارگان دور را خم خواهد کرد، بیازمایند. این اتفاق افتاد و نظریه‌ی انیشتین تأیید شد.

نزدیک به صد سال بعد، کخ و دیگر اعضای کنسرسیوم کاجیتیت خواستند نظریه‌های خودآگاهی را به‌همین شیوه بیازمایند. این نوع همکاری تقابلی، می‌تواند بسیار مفید و آموزنده باشد؛ زیرا دو گروه مخالف مجبور می‌شوند روی زمینی بی‌طرف با هم کار کنند و پیش‌بینی‌هایشان را در قالب یافته‌هایی دقیق، کنترل‌شده و قابل‌تکرار آزمایش کنند. در حال حاضر، مطالعات تقابلی دیگری درباره‌ی خودآگاهی در حال انجام‌اند. مثلاً ست، عضو کمیته راهبری پروژه‌ی تقابلی دیگری بین نظریه‌ی IIT و دو نظریه‌ی دیگر خودآگاهی است.

سث می‌گوید: «این نوع تحقیقات باعث می‌شود سبک جدیدی از انجام مطالعات شکل بگیرد؛ یعنی طراحی آزمایش‌هایی که بیشترین احتمال را برای تمایز‌قائل‌شدن بین نظریه‌ها داشته باشند، به‌جای اینکه فقط دنبال تأیید یا رد یک نظریه‌ی خاص باشند.» ست خاطرنشان می‌کند که در حوزه‌ای که هدف آن تبیین پدیده‌ای به عظمت خودآگاهی است، به‌راحتی می‌توان در مهِ مفاهیم وجودی گم شد. بااین‌حال، او تأکید دارد که حتی اگر هنوز نظریه‌ای کامل در اختیار نداشته باشیم، در زمینه‌های بسیار مهم و کاربردی، پیشرفت‌هایی حاصل شده است؛ از جمله درک وضعیت هوشیاری در موارد آسیب مغزی، کما، و بیهوشی عمومی.

چیس‌چیوره می‌گوید: «برخی بیماران از دستگاه‌های حمایت حیاتی محروم می‌شوند چون تصور می‌شود که دیگر حضور ندارند. اهمیت این مسئله آن‌قدر بالا است که نمی‌توان از مواجهه مستقیم با آن صرف‌نظر کرد.»

در نتیجه، مطالعه‌ی جدید نه‌تنها هیچ‌یک از دو نظریه را تأیید نکرد، بلکه نشان داد که درک ما از خودآگاهی هنوز ناقص است و به پژوهش‌های بیشتر و دقیق‌تری نیاز دارد. این یافته‌ها اهمیت طراحی مطالعاتی را برجسته می‌کنند که بتوانند تفاوت‌های بین نظریه‌ها را مشخص کنند، به‌جای اینکه صرفاً به تأیید یا رد یک نظریه‌ی خاص بپردازند.