Tudatosság-tesztelés 1 másodperc alatt
A tudatosságot leíró egyik legjobb modell igazolásához egy szuperszámítógépnek is sokmilliárd évre lenne szüksége, azonban most egy kozmológus–matematikus előállt egy javaslattal, hogyan lehetne mindezt már a mi életünk során hasznossá tenni.
Hogyan bizonyítsuk egy ellentmondásos tudat-teória igazát? Kérdezzünk meg egy kozmológust.
Jelenleg nem rendelkezünk olyan tudományos elmélettel, ami képes volna megmagyarázni a tudat, illetve a tudatosság létét, és olyan eszközzel sem rendelkezünk, aminek révén meg tudnánk mondani, hogy mennyire tudatos egy információ-feldolgozó rendszer, legyen az számítógép vagy emberi agy, írja Anil Ananthaswamy a New Scientistben.
A tudatosságot leíró egyik legjobb modell, a Giulio Tononi idegtudós (University of Wisconsin at Madison) által kifejlesztett Integrált Információs Teória (IIT) igazolásához egy szuperszámítógépnek is sokmilliárd évre lenne szüksége, azonban most egy kozmológus–matematikus előállt egy javaslattal, hogyan lehetne az IIT-t már a mi életünk során hasznossá tenni.
Az IIT azon a megfigyelésen alapul, hogy a tudatosság minden pillanatban egységes: amikor pl. egy virágcsokrot szemlélünk, lehetetlen, hogy tudatosak legyünk a virág színével kapcsolatosan, függetlenül attól, hogy az illatával kapcsolatban is tudatosak vagyunk, mivel az agy integrálja az érzékszervi adatokat. Tononi elmélete szerint egy rendszernek ahhoz, hogy azt mondhassuk róla, tudatos, olyan módon kell integrálnia az adatokat, hogy az egész rendszer több információt tartalmazzon, mint a részei összege.
Az információ integráltságának mérőszáma a Phi, aminek egy lehetséges kiszámítási módja a következő: két részre kell osztani a rendszert, és meg kell nézni, mennyire független az egyik rész a másiktól. Az egyik ilyen kettéosztás során megkapjuk a „legdurvább” szétválasztást, azaz két olyan részt, amelyek a legkevésbé függnek egymástól. Ha a „legdurvább” szétválasztás révén kapott részek teljesen függetlenek egymástól, akkor a Phi értéke nulla, és a rendszer nem tudatos – minél nagyobb a részek függősége egymástól, annál nagyobb a Phi értéke, és annál nagyobb a rendszer tudatossága.
Nagy rendszerek esetében azonban a „legdurvább” szétválasztás megtalálása majdnem lehetetlen. A 100 milliárd neuront tartalmazó emberi agy Phi-jének kiszámítása sok milliárd évet venne igénybe, mondja Max Tegmark, a Massachusetts Institute of Technology kozmológusa, aki ezért kidolgozott egy közelítő módszert, amiben a neuronokat hálózati csomópontokként kezeli, és a hálózati kapcsolatok vastagságát az idegsejtek közötti összeköttetések erősségének arányában jelöli. Képzeljük el, magyarázza módszere működését Tegmark, hogy a hálózaton megtekerünk egy gombot, aminek következtében elszakadnak a leggyengébb összeköttetések – ennek következtében a rendszer teljesen máshogy fog kinézni -, majd folytassuk a leggyengébb összeköttetések kiiktatását egészen addig, amíg a kiindulási egyetlen rendszer két különálló hálózatra szakad. Mint az arXiv című online tudományos folyóiratban („open access to e-prints in Physics, Mathematics, Computer Science, Quantitative Biology, Quantitative Finance and Statistics”) megjelent tanulmányában Tegmark bebizonyítja, ez a konfiguráció megközelítőleg megegyezik a „legdurvább” szétválasztással (Improved Measures of Integrated Information).
Mindez drámai módon lerövidíti a Phi kiszámolásához szükséges időt: az emberi agy esetében ez eddig több idő lett volna, mint amióta az univerzumunk létezik, most pedig elképzelhető, hogy kevesebb mint 1 másodperc alatt kész lehetünk a számítással, fejtegeti Tegmark.
A módszer nagyon meggyőző, és alapvető szükségünk is van rá, nyilatkozta a New Scientistnek Christof Koch, az Allen Institute for Brain Science kutatója, ha valaha is valódi rendszerek Phi-értékét akarjuk kiszámolni, és nem csak 10-20 neuronból álló rendszerekkel akarunk játszadozni.
A megrövidült számítási idő azt jelenti, hogy tesztelhetjük is az IIT működését. Ennek során pl. fMRI-vel létre kell hozni emberek neurális hálózati térképét különböző tudatállapotokban – pl. kóma, álomtalan mély alvás, egy virágcsokor szemlélése – és Tegmark módszerét alkalmazva megnézhetjük, hogy az így kapott Phi-értékek arányban vannak-e az adott tudatállapot tudatossági szintjével. Az elméletet továbbá olyan embereken is tesztelhetjük, akik agyféltekéit epilepszia kezelése céljából sebészileg elválasztották egymástól. Tononi már el is kezdett együttműködni a tudatkutatás egyik vezető szakemberével, Michael Gazzanigával, a Santa Barbara-i University of California Tudatkutató központját vezető pszichológussal abból a célból, hogy megmérjék a sebészileg elválasztott humán agyféltekék Phi-jét. Gazzaniga korábbi munkája azt bizonyítja, hogy mindkét szeparált agyfélteke megtartja a saját tudatosságát, és nincs tudatában a másik félnek – az IIT viszont azt jósolja, hogy a szeparált agyféltekék Phi-je kevesebb, mint a nem elválasztott, teljes agyé. Mint Gazzaniga elmondja, az az ötlet, hogy megmérhetjük, mi a helyzet valójában, igen érdekfeszítő.
Mihelyst verifikálni tudják a kutatók az IIT-t, a Phi-t arra is használhatjuk, hogy azonosítsuk azokat az öntudatlan betegeket, akiket rosszul diagnosztizáltak. Így pl. felismerhetjük azokat, akik tudatuknál vannak, de teljesen paralizáltak, és diagnózisuk szerint csak minimálisan tudatosak: magas Phi-értékük felhívja majd orvosaik figyelmét a téves diagnózisra.
