A tengerparti naplemente vizuális élménye, egy parfüm illata, egy finom vacsora ízharmóniája, egy koncert zenei varázsa, a szerelmi csalódás fájdalma, a nagylelkűség öröme, a gonosztett bűntudata, valamint a gondolkodás személyes átélése mind a tudatunk terméke. Míg a tudat problémája korábban a filozófia kizárólagos terepe volt, a technológiai fejlődésnek köszönhetően ma már az idegtudomány is képes kutatni a témát.

Mi a tudat?

A tudat az, ahogyan szubjektíven megéljük az érzékszervi és belső jeleket, valamint a saját gondolatainkat. Példaként, egy sérülést agyunk nem csupán észlel, hanem kellemetlen érzéssel is társít. A tudatosság szintjei egy folytonos skálán helyezkednek el: az ébrenlét, az alvás és a szedált állapot különböző fokozatai tartoznak ide. Komplexitásuk alapján a tudat egyes formái hierarchikus szintekbe rendezhetők úgymint szenzoros érzetek (pl. látás, hallás, szaglás, tapintás, éhség, légszomj), affektív állapotok (érzelmek, hangulat, motiváció), kognitív folyamatok (figyelem, döntéshozatal, gondolkodás), valamint az éntudat, a metakogníció és az önreflexió.

A test-elme probléma

Az elmét nem csupán egyes vallások kezelik önálló szubsztanciaként, hanem más dualista filozófiai irányzatok is. Sir John Eccles Nobel-díjas agykutató és Karl Popper neves tudományfilozófus “Az én és az agya” című művükben amellett érvelnek, hogy noha a tudatot az agy produkálja, de az okilag is képes visszahatni az idegi működésre. Ez az elképzelés azonban nem talált általános elfogadottságra. David Chalmers tudományfilozófus megkülönbözteti a tudatos fenomenális szférát a fizikai világtól, a kettő kapcsolatát pedig az ún. pszichofizikai törvényekkel írná le. „Nehéz problémának” azt nevezi, hogy miként és miért eredményeznek az idegi folyamatok szubjektív élményeket. Ezzel szemben a fizikalizmus szerint csupán az anyagi világ létezik. E felfogás szerint a tudat nem önálló szubsztancia, hanem az agy bonyolult idegi működéséből eredő jelenség, amely oki hatással rendelkezik, mivel 100%-ban fizikai állapotokként valósul meg. Az epifenomenalizmus szerint viszont a tudatos élményeknek nincs önálló okozó erejük: egy hasonlattal élve, a tudat olyan, mint az árnyék: belerúghatunk, de nem fog visszarúgni.

A tudat székhelye

Chalmers “könnyű problémának” nevezi például annak megállapítását, hogy mely agyrégiók produkálják a tudatos élményt. A tudat idegi megfelelőjének azonosítása azonban egyáltalán nem egyszerű feladat, hiszen máig nem oldottuk meg e problémát. A tudat topográfiáját kóros (trauma, fejlődési anomáliák) és egészséges modelleken egyaránt vizsgálják, többféle kísérleti paradigmában – mélyalvás, anesztézia, tudatzavarok és pszichedelikumok hatása – nem invazív képalkotó eljárásokkal (EEG, PET, fMRI). A fejlődési rendellenesség következtében kisagy nélkül születettek jelentősen csökkent mozgáskoordinációval rendelkeznek ugyan, de a tudati működésük érintetlen marad – a kisagy tehát nem vesz részt a tudat kialakításában. Christof Koch és mások eredményei alapján a döntésekben és a tervezésben kulcsszerepet játszó prefrontális kéreg (PFC) kiterjedt károsodása sem feltétlenül szünteti meg az ébrenléti tudatosságot; sérülések inkább a végrehajtó kontrollt, a metakogníciót és a nyelvi megfogalmazás képességét érinti. A tudat viszont megszűnik (kóma alakul ki), ha az agytörzs ébrenlétért felelős retikuláris aktiváló rendszere (RAS) kétoldalt megsérül. A talamusz –agykéreg közti kommunikáció zavara szintén okozhat tartós kómát. Ezzel szemben az ún. bezártság szindrómában az agytörzs híd (pons) nevű részének sérülése teljes bénulást okoz, de az érintettek ébren vannak, mindent értenek, viszont többnyire csak szemmozgással képesek kommunikálni. Számos elképzelés van a tudatosság idegi hátteréről: különféle agyi régiók és az azok közötti kapcsolatok is jelöltek (nem térek ki rájuk). A kutatások azonban egyre inkább arra utalnak, hogy a tudat nem egyetlen agyterületre lokalizált, hanem az egész agyra kiterjedő hálózati aktivitás terméke. Az agy bizonyos részei (pl. a RAS) alapvetően fontosak a folyamat elindításához, mások (pl. a PFC) a tartalom szervezését végzik.

Vakon látni

Az ún. vaklátás jelensége akkor fordul elő, amikor az elsődleges látókéreg (V1) sérülése miatt a tudatos látás hiányzik, mégis a páciens egyszerű formákra viszonylag helyes predikciókat ad. Ilyenkor az érzékelést olyan agyi központok végzik, amelyek eredeti funkciója nem a látás, hanem a tekintet automatikus irányítása a váratlan ingerek felé. Egy tanulmány kimutatta, hogy mélyaltatásban a V1 régió ingerlése egészségeseknél nem terjed szét a magasabb rendű központok felé, ami arra utal, hogy ilyenkor a tudatvesztés a hálózati terjedés és integráció blokkolásával függhet össze.

Fájdalom nélkül élni

Létezik néhány család a világon, akiknek egyes tagjai veleszületett fájdalomérzés-hiányban szenvednek, melynek hátterében különféle, már azonosított génmutációk (pl. NAV1.7/SCN9A) állnak. A fájdalom tudatos észlelésének fontosságát jelzi, hogy az érintettek gyakran súlyosan megsérülnek.

Két tudat egy fejben

Michael Gazzaniga split-brain (hasadt agy) kutatásai során olyan pácienseket vizsgált, akiknek súlyos epilepsziájuk enyhítése végett átvágták a két agyféltekét összekötő kérgestestet, s így e páciensek két egymással nem kommunikáló tudattal rendelkeznek. Noha a jobb félteke tudatosan fogja fel a beérkező vizuális információkat és ez alapján helyesen cselekedhet, nem képes erről kommunikálni, mert a beszéd többnyire a bal agyféltekéhez kötött. Ilyenkor a páciens gyakran utólag kreál egy hamis okot. Például, amikor a kísérletvezető egy táblát mutatott a páciens jobb agyféltekéjének, amin az volt, hogy “Nevess!”, az illető engedelmeskedett, de ezt azzal magyarázta, hogy a kísérletvezető mulatságos. Itt valójában a két agyfélteke eltérő tudatos képességeiről van szó (a jobb féltekéhez pl. a térérzékelés és az arcfelismerés kötődik). Normális esetben a féltekék megosztják egymással az önállóan szerzett információkat, ezért egészségeseknél nem fordul elő ilyen jelenség.

A tudat funkciója

A filozófiai zombi egy olyan hipotetikus lény, amely fizikai megjelenésében és viselkedésében teljesen olyan, mint egy ember, de nincs tudatos élménye. Létezhet-e vajon egy ilyen teremtés? Ha valaki mindenben azonos lenne velünk, ugyanilyen tudatállapotai lennének, vagyis nem lehetne zombi – állítja a monista filozófia. A tudat idegi apparátusa egyfajta koordinátorként működik, amely komplex helyzetekben összefésüli az érzékelést, emlékeket és célokat, észleli a hibát, dönt és szavakban is megfogalmazhatja, mit élünk át. A jelen konszenzus szerint a tudat nem önálló szubsztanciaként gyakorol oki hatást az idegi folyamatokra egyfajta „lélekerőként”, hanem az azt generáló idegi állapotok révén.

A tudat virtuális valósága

A tudat nem passzívan képezi le a világot, hanem aktívan konstruálja meg azt, egyfajta virtuális valóságot hozva létre ezáltal. A látással kapcsolatban lehet példákat hozni ennek illusztrálására. Például a színek a tudatunk kreálmánya az eltérő hullámhosszúságú fotonok elkülönítésére. A háromdimenziós térből érkező fényjelek, kétdimenziós mintázatban vetülnek a retinára, mégis 3D-s illúziónk keletkezik, hogy képesek legyünk tájékozódni a térben. A vakfoltra eső fény nem generál idegi jelet, mégsem látunk lukat a térben, mert a tudatunk aktívan kiegészíti a hiányzó információkat. A szemünk gyakran végez oldalirányú mozgásokat (szakkádok), ami észre sem veszünk, pedig korrekció nélkül egy ide-oda ugráló vizuális környezetet kellene érzékelnünk. Hasonló a helyzet, amikor nem vesszük észre, hogy elsötétül a külvilág pislogáskor. Az agy nem kameraként rögzít, hanem előrejelzéseket gyárt arról, mit látunk (hallunk, érzünk), majd ezeket folyamatosan összeveti a bejövő jelekkel. Amit valóságnak élünk meg, az többnyire érzéki adatok és a jóslatok keveréke – ezért érezzük valóságosnak az optikai illúziókat.

Tudatmódosulás, tudatzavarok

A tudat különféle hatások következtében módosulhat – ilyenek a delírium, az epilepsziás roham, a hipnózis, a meditáció és a pszichedelikus szerek hatása. Bizonyos agyi károsodásoknál pedig tudatzavarok léphetnek fel – a legsúlyosabb a kóma, ahol mind az éberség, mind a tudatosság hiányzik. A bezártság szindróma esetében ezek mind jelen vannak, de a mozgás és beszéd kimenet szinte teljesen blokkolt, az illető legfeljebb pislogással képes kommunikálni. Sokáig úgy véltük, hogy a vegetatív állapot tudatosságnélküli éberséggel jár. A legújabb kutatások szerint azonban az ilyen betegek akár ötödénél is egyfajta rejtett tudatosság mutatható ki: képalkotó technikákkal való vizsgálat során parancsra képesek mentális feladatokat végrehajtani, pl. elképzelni a teniszezést. Sőt, agy–számítógép interfész segítségével egyesekkel kommunikálni is lehet ilyen módon. Rémisztő belegondolni, hogy valakiről azt gondoljuk, tudatilag nincs jelen, holott sok mindent észlel maga körül, csak képtelen a hagyományos módon reagálni. Az ilyen beteg mellett van értelme ott lenni és foglalkozni vele.

Tudatalatti

Freud nyomán a tudattalan fogalmával gyakran negatív gyermekkori élményekre asszociálunk, pedig az ennél jóval tágabb jelentésű, az automatikus idegi folyamatok összességét jelenti. Ide tartoznak például a mintafelismerés, a beszédértés, a begyakorolt mozgások, az érzelmi értékelés, a szokások és az agy folyamatos előrejelzései. A tudattalan tehát nem csupán egy elnyomott tartalom, hanem a mindennapi észlelés és viselkedés motorja. E rendszerek gyorsak és hatékonyak, hátrányuk viszont, hogy torzításokat, inadekvátan működő beidegződéseket és megfontolatlan következtetéseket is produkálhatnak.

Tudatelméletek

1. A Globális munkatér elmélet (GWT) széleskörben elfogadott tudatmagyarázat. Megalkotója, Bernard J. Baar szerint egy mentális állapot akkor válik tudatossá, ha a PFC fontosnak ítél meg egy beérkező információt, amit továbbít egy szélesebb ideghálózatnak, az ún. „globális munkaterületnek”. A GWT szerint az agy folytonosan változó integratív kapacitással rendelkezik, amely lehetővé teszi a kapcsolatot az egyébként különálló funkciók között. Az egyes agyi hálózatok együttműködnek és versenyeznek a problémák megoldása végett. A tudat lényegében egy kapu az agy tudatalatti forrásaihoz. Ez a felfogás azon a tényen alapul, hogy az agyban az információk egymástól függetlenül, párhuzamos pályákon dolgozódnak fel.

2. Többszörös vázlat modell (MDM) Daniel Dennett filozófus szerint a tudat nem egy központi színpadon játszódik, mint ahogyan azt a GWT javasolja, hanem az agyunk inkább úgy működik, mint egy nyüzsgő szerkesztőség: sok újságíró (párhuzamos idegi folyamat analógiája) egyszerre ír vázlatokat arról, mi történik velünk. Ezek a vázlatok versenyeznek egymással, de nincs főrendező, hanem az a változat kerül előtérbe, amelyik a helyzethez éppen a legjobb magyarázatot adja. Amit tudatos élménynek érzünk, az a győztes vázlat – de persze közben a háttérben más változatok is futnak tovább.

3. Magasabb-rendű elméletek (HOT) David Rosenthal szerint egy mentális állapot akkor válik tudatossá, ha van róla egy magasabb rendű reprezentációnk (meta-reprezentáció). Ez azt jelenti, hogy nem csak tapasztalunk valamit (elsőrendű reprezentáció), hanem tudjuk is, hogy tapasztalunk (magasabbrendű reprezentáció = „gondolat”). A HOT kitűnően magyarázza, miért lehet ugyanaz az érzékszervi jel egyszer tudatos, máskor viszont nem: történik-e meta-reprezentáció, vagy sem. Sok kutató a PFC-nek tulajdonít főszerepet a tudatos élmény képzésében, hangsúlyozva, hogy ez az agyterület egy idegi hálózat részeként működik.

4. Az Integrált információelmélet (IIT) Giulio Tononi szerint a tudatosság abból fakad, hogy az agy vagy bármely rendszer a részei között áramló információt nem csupán külön-külön dolgozza fel, hanem össze tudja fogni egy egységgé. Az elképzelés lényege, hogy a tudatosság mérhetővé válik azáltal, hogy számszerűsítjük, milyen mértékű azt információ-integráció egy rendszerben, amit Φ (fí)-vel jelölnek. A magasabb Φ a tudatos élmény magasabb szintjét jelenti. A Φ gyakorlati számítása azonban nehéz. Az IIT szerint a tudatosság nem köthető kizárólag az agyhoz, mesterséges rendszerek is produkálhatják azt, ha elegendő mértékű integrált információval rendelkeznek.

5. A Prediktív feldolgozás elmélete (PPT) szerint, melynek egyik legfőbb teoretikusa Karl Friston, az agy folytonosan előrejelzéseket alkot a világról és korrigálja azokat a beérkező jelek alapján. Az érzékelés nem passzív regisztrációja a külvilágnak, mint a fényképezés, hanem egyfajta kontrollált hallucináció. Az elképzelés szerint, amit tudatosan átélünk gyakran inkább a várakozásainkon alapul, mint azon, amit az érzékszerveink éppen közvetítenek. Az elképzelés gyengesége, hogy nem magyarázza, mikor és hol válik egy predikció tudatossá.

6. Szenzomotoros tudatelmélet (SMT) Kevin O’Regan és Alva Noë elmélete szerint a tudatos élmény nem egy belső fotó, hanem annak a gyakorlati tudása, hogy ha mozgatjuk a szemünket, fejünket vagy a testünket, miként változnak az érzéki jelek. Vagyis a világot nem kész képként tároljuk, hanem folyamatos mintavételezést végzünk, és az így megtanult „ha ezt teszem, azt érzem” szabály alapján tájékozódunk. Az agy tehát csak kevés részletet raktároz el a beérkező információkból, viszont kiegészíti azokat az aktuális mozgásunk és az elvárásaink alapján.

7. Kvantum-tudatosság elmélet (QCT) A Nobel-díjas Roger Penrose és Stuart Hameroff elmélete szerint a tudat nem pusztán idegi jelekből származik, hanem az idegsejtek mikrotubulusaiban zajló kvantumfolyamatokból is, különösen a kvantumállapotok összeomlásából. Penrose szerint a kvantumállapotok a gravitáció miatt omlanak össze időnként és ezek az események generálják a tudat pillanatait. A gyors egymásutánban bekövetkező kvantum összeomlások eredménye a folyamatos tudatos élmény. Hameroff állítása szerint az altatószerek azért kapcsolják ki a tudatot, mert a mikrotubulus-folyamatokat zavarják meg.

8. Modern pánpszichizmus Philip Goff szerint a mai tudomány elsősorban azt írja le, hogyan viselkedik egy rendszer, de nem mond sokat arról, mi a belső természete. A fizika meghatározza, hogy milyen törvények szerint lép kölcsönhatásba egy elektron, de nem tárja fel, mi e részecske belső természete. Hasonlóképp a mai neurobiológia kvantitatívan írja le az agy működését, de nyitva hagyja az élményeink belső, szubjektív minőségét. A pánpszichista álláspont szerint a tudati tapasztalás minősége az anyag belső természetét képezi: az elektronnak is van tudata, csak az emberétől kevésbé fejlett. Goff úgy véli, hogy a tudat lehel tüzet az egyenletekbe, s hogy teljes legyen a világról alkotott képünk, meg kell alkotni a valóság nagy egyesített elméletét. A pánpszichizmus csupán kiegészíti a tudományt, de nem mond ellent neki – állítja Goff.

Éntudat

Az ÉN (self) egy folyamatosan frissített belső modell arról, hogy a tapasztalatokat és cselekvéseket sajátként, első személyű nézőpontból éljük meg. Hogy az éntudat nem eleve adott, hanem az agy által aktívan felépített állapot, azt a különféle pszichiátriai rendellenességek mutatják: pl. a Cotard-szindrómában a ‘nem létezem’ téveszme jelenik meg, míg az elszemélytelenedés zavarban az ember kívülről, idegenként éli meg önmagát. Az énhatárok rugalmasak, a folyamatos tudatfolyamot pedig az agy rövid epizódokból illeszti össze. Érdemes megkülönböztetni a minimális ént (ami a testtulajdonlást és az első személyű nézőpontot foglalja magában) és a reflexív öntudatot. Az éntudat nem köthető egyetlen agyterülethez, hanem egy dinamikus hálózati funkció, amely sérülhet úgy is, hogy az éberség megmarad. Funkcionálisan az éntudat a viselkedés koherens szervezését, a felelősségvállalást és a társas kommunikációt teszi lehetővé. A stressz, az alvásmegvonás, a pszichózis, a tudatmódosító szerek vagy neurológiai károsodás átmenetileg vagy tartósan eltorzíthatja. Az intelligencia fontos az éntudat kialakulásában, mivel kognitív eszköztárat ad az önreprezentáció felépítéséhez: segíti a saját állapotok megfigyelését (metakogníció), a múlt–jövő összekötését (narratív én) és a társas visszajelzések feldolgozását (mentalizáció). Ugyanakkor nagyon alacsony intelligencia is produkálhat minimális ÉN-t, illetve magas intelligenciával is sérülhet az énélmény (pl. elszemélytelenedés esetén).

Állati tudat

A házi kedvenceink egyértelműen rendelkeznek tudattal, hiszen érzik a fájdalmat, örülnek, sőt kognitív feladatokat is képesek megoldani. Hol veszítjük el vajon a tudatot lefelé haladva a komplexitás-hierarchián? Bjørn Grinde vitatható elképzelése szerint a hüllőknél kell meghúzni a demarkációs vonalat, mivel e szervezeteknél már kimutathatók érzelmi reakciók, pl. megnövekedett szívfrekvencia és testhőmérséklet. Lehetséges, hogy a békák nem rendelkeznek vizuális tudattal, hiszen náluk a legmagasabb vizuális idegi központ (tectum opticum) az emberi vaklátást elsősorban lehetővé tevő központ (superior colliculus) megfelelője. Eva Jablonka szerint a tudatosság feltétele a korlátlan asszociatív tanulási képesség. Az izraeli kutató úgy véli, hogy a gerincesek és az ízeltlábúak kialakulásának kezdetén, 540 millió éve, míg a polip-féléknél 250 millió éve jelenhetett meg egymástól függetlenül a tudatosság csírája. A tudat evolúciója nyilvánvalóan az egyszerűbb érzéki tapasztalásokkal kezdődött, ezt követte sorrendben a komplexebb érzelmi, majd kognitív képességek és végül az önreflexív éntudat kialakulása.

Mesterséges intelligencia (AI)

A nagy nyelvi modellek, vagy mély neurális hálók képesek rendkívül komplex feladatokra, de semmi sem utal arra, hogy a jelenlegi AI-rendszerek bármiféle szubjektív tapasztalattal rendelkeznének. Lehet-e egyáltalán tudatos egy a mainál jóval fejlettebb AI? A funkcionalista álláspont szerint, ha egy nem biológiai rendszer megvalósítja ugyanazt a működési architektúrát, mint az emberi agy, akkor az rendelkezni fog tudattal, magas komplexitás esetén éntudattal is. Az IIT hasonló nézetet vall, de nem mechanizmusbeli azonosságot, hanem magas információ-tartalmat tételez fel. Ezekkel az elképzelésekkel szemben, a biológiai naturalizmus (pl. John Searle) azt vallja, hogy a tudatosság kizárólag biológiai jelenség lehet, melyet csupán az agy specifikus mechanizmusai hozhatnak létre.

Záró gondolatok

A tudatunkkal éljük át a világot, annak minden örömével és bánatával. A tudatos élmény az agy által felépített belső modell, ami nem azonos a külvilággal, de segíti az abban való tájékozódást. Magasabb szinten a tudat az önazonosságunk kerete is: ha választanunk kellene, hogy a testünket vagy az énünket tarthatjuk meg, gyanítom, mindenki az utóbbi mellett döntene. Habár Antonio Damasio szerint a tudatos én alapja a test belső állapotainak folyamatos leképezése és az ehhez társuló érzésvilág. Noha a tudat feltehetően nem ontológiailag önálló szubsztancia, a tudatot létrehozó idegi mechanizmusok aktívan irányítják a gondolatainkat és a viselkedésünket, azaz oki hatásúak. Vannak, akik a kvantumfizikai szemlélettel azt állítják, hogy a világ a mai formájában – múlttal és jövővel – csupán a tudat terméke: a megfigyelés miatt omlik össze a hullámfüggvény, így az általunk tapasztalt valóság csupán a tudatunk terméke. Még extrémebb elképzelés a pánpszichizmus, mely szerint a tudatosság elemei a fizikai rendszerekben is jelen vannak. A tudat kutatása jelenleg komoly módszertani és értelmezésbeli problémákkal küzd. Reméljük, a közeljövő felfedi az emberi lényeg e misztériumát. Lehetséges azonban, hogy ehhez előbb az anyagi valóság alapvető természetét kell megértenünk.

1. Metakogníció: saját gondolkodásunkról való gondolkodás

2. Önreflexió: érzéseink, motivációink, döntéseink és viselkedésünk átgondolása és értékelése.

3. Dualizmus: két külön valóságot tételez fel: fizikai és mentális (szemben a monizmussal, ami csak az egyiket)

4. Prefrontális kéreg: a homloklebeny elülső része, amely a kognitív funkciókért (tervezés, döntéshozatal, munkamemória, figyelem, stb.) felel.

5. Talamusz: az agy „átkapcsoló” állomása – a különböző érzékszervekből érkező jeleket és a mozgás-, figyelem-, alvás-ébrenléttel kapcsolatos információkat továbbítja a kéreg felé.

Az írás elkészítését az NKFIH Mecenatúra-pályázat (MEC_N149002) támogatta, amelynek címe: „A holnap útjain: a tudomány és orvoslás új dimenziói”.

Boldogkői Zsolt