Allt i sinnet. Shutterstock

Att förstå biologin bakom medvetandet (eller självkännedom) anses av vissa vara den sista gränsen för vetenskapen. Och under det senaste årtiondet har en omfattande gemenskap av "medvetenhetsforskare" samlat in en intressant information om skillnaderna mellan medvetet och omedvetet hjärnaktivitet.

Men det är fortfarande oenighet om huruvida vi har en teori som faktiskt förklarar vad som är speciellt om hjärnaktiviteten som producerar våra mirakulösa inre världar.

Nyligen "Integrerad informationsteori"Har vunnit uppmärksamhet - och baksidan av några framstående neuroscientists. Det står att absolut alla fysiska föremål har viss (även om extremt låg) medvetenhet. Några bakomliggande teorier patentkrav att ha en matematisk formel som kan mäta medvetandet av någonting - även din iPhone.

Dessa stora påståenden är kontroversiella och undergräver (hela tiden) den stora potentialen för framsteg som kan komma ifrån att följa några av tankarna bakom teorin.

Integrerad informationsteori börjar från två grundläggande observationer om naturen hos våra medvetna erfarenheter som människor. För det första att varje erfarenhet vi har är bara ett av många möjliga erfarenheter vi kan ha. För det andra, att flera olika komponenter (färger, texturer, förgrund, bakgrund) upplevs tillsammans samtidigt.

Med tanke på dessa två observationer säger teorin att hjärnaktivitet i samband med medvetandet måste förändras, bestå av många olika mönster och involvera stor kommunikation mellan olika hjärnregioner.

Detta är en väldigt solid utgångspunkt för en teori, och till viss del har vi kunnat testa det. I ett experimentera, till exempel, forskare tittade på hjärnansvar på en kort puls av "transcranial magnetisk stimulering", där en magnetisk spole placeras ovanpå hårbotten och en mycket kort puls av magnetfältet emitteras.

Svaret registrerades från elektroder på platser över resten av hårbotten. När den är helt vaken skulle svaret på magnetfältets lilla sprick sprida sig allmänt och i komplexa riffelmönster.

Men när deltagarna var i djup sömn, eller under generell anestesi, spridda svaret inte mycket långt från magneten, och formerna av krusningarna var mycket enklare. Dessa resultat stöder teorin. De visar att när vi är medvetna gör varje region i hjärnan något annat, men alla hanterar att kommunicera.

Än så länge är allt bra. Men det vore bra att gå längre än detta. Därför försöket att hitta en formel som kan ge oss en exakt "nivå av medvetenhet" från detaljerade data. Det är här som den allvarliga kontroversen börjar.

Teorin hävdar att den ultimata formeln på något sätt kommer att kvantifiera den information som något innehåller. I detta sammanhang betyder "information" hur mycket du kan ta reda på det aktuella objektets förflutna och framtid genom att titta i detalj i nuet.

Till exempel registrerar du spänningar från en massa neuroner i hjärnan och ser hur bra du kan använda ett resultat för att förutse tidigare och senare resultat. Om du kan göra bra förutsägelser från att använda läsningarna från alla neuroner, men bara dåliga förutsägelser om du använder bara några neuroner, så gör du högt.

Djupa tankar

Det är förståeligt att vara förvirrad av allt detta - försök på en formel har stött på många problem, teoretiska och praktiskt. En kandidatformel har varit skrivit ned, men det fungerar inte. Det finns exempelfall där det inte ger ett tydligt svar. Och det skulle ta alltför lång tid att beräkna komplexa mänskliga hjärndata.

{youtube}https://youtu.be/Vl8J3K_ZLkg{/youtube}

Vissa tror kanske denna teoretiska matematiska strävan borde hylla för nu. Experimentell forskning om medvetandet går bra, så kanske vi alla bara ska fokusera på det. Men vi kan inte bara göra faktiska samlingsexperiment - vi behöver en teori för att förstå vad vi har sett, och grunderna för Integrerad Informationsteori håller löftet.

Vad sägs om teorins "panpsykistiska" ställning - tanken att allt är medvetet? Kan detta tas på allvar? Vi måste vara försiktiga hur vi uttrycker detta - prata om medvetna skedar är ohjälpligt.

Om det redan fanns många konkurrerande trovärdiga matematiska beskrivningar av medvetandet, varav ingen kunde testas, skulle det inte vara något värde att skapa en annan. Men hittills finns det noll, och bara en handfull forskare har arbetat med detta.

Einsteins gravitationsteori var helt övertygande, även innan det kunde testas. Integrerad informationsteori är ännu inte övertygande för den informerade matematikern. Men det är överlägset mest lovande grund för att ta itu med själva medvetandets rötter. Och framsteg på denna ultimata gräns är värda lite mer medvetna ansträngningar.

Om författaren

Adam Barrett, EPSRC Research Fellow i Complexity Science, University of Sussex

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon