Umyśle, wyjaśnij sam siebie

Jeszcze w czasach nowożytnych dociekania nad naturą umysłu zarezerwowane były niemal wyłącznie dla filozofów, czerpiących również z powoli kształtującej się psychologii. Dociekania nad naturą umysłu musiały czekać bardzo długo na swój „przewrót kopernikański”, który wywiódł je z pola czystych spekulacji i wprowadził w świat nauki.

Prawdziwa rewolucja dokonała się dopiero w drugiej połowie XX wieku, gdy zaczęły powstawać tzw. nauki kognitywne, a neurobiologia zaczęła odnosić coraz większe sukcesy. Ludzki mózg jest jednak niełatwym obiektem badań – uznaje się go za najbardziej skomplikowany twór we Wszechświecie, obejmujący około sto miliardów neuronów i sto trylionów połączeń synaptycznych (pomiędzy neuronami). Jak możemy badać tak skomplikowany obiekt? Problem ten dobrze obrazują słowa Valerie Gray Hardcastle: „Mózgi są skomplikowane i nieuporządkowane, zaś teorie działania mózgu dzielą te same cechy”.

Odpowiedź na pytanie, czy nauka może wyjaśnić umysł, nie jest łatwa, a przynajmniej trudno ją sprowadzić do zwykłego „tak” lub „nie”. W związku z tym dobrze jest podzielić je na kilka pytań bardziej szczegółowych i zastanowić się, po pierwsze, „jaka nauka?” miałaby sprostać temu zadaniu, po drugie „co to znaczy wyjaśnić jakieś zjawisko?”, wreszcie po trzecie: „czym jest umysł?”. Rozpocznijmy od pierwszego pytania.

Jaka nauka?

Spośród wszystkich dyscyplin odnoszących się do zagadki umysłu warto zwrócić uwagę na te z nich, które korzystają z interdyscyplinarnych metod badawczych oraz odwołują się do najbardziej aktualnej wiedzy na temat działania mózgu. Biorąc pod uwagę te kryteria, rozważyć można co najmniej trzy dyscypliny, z których każda kolejna korzysta ze zdobyczy poprzedniej. Mowa tu o: neurobiologii, neuronauce poznawczej oraz kognitywistyce (naukach kognitywnych).

Neurobiologia, na którą składają się dyscypliny takie jak neuroanatomia, neurofizjologia czy neuroendokrynologia, ogranicza się do badania budowy mózgu oraz kontrolowanych przezeń zachowań organizmu, zapominając o całym bogactwie umysłu i procesów poznawczych. Dlatego też trzeba odwołać się do dyscypliny bardziej złożonej. O ile program badawczy neurobiologii jest minimalistyczny, o tyle najbardziej maksymalistycznym programem badawczym skupionym wokół umysłu jest kognitywistyka, na którą składają się tak zróżnicowane dyscypliny jak neurobiologia, językoznawstwo, psychologia, sztuczna inteligencja, logika oraz filozofia umysłu. Projekt ten brzmi kusząco, ale poważnym problemem z którym borykają się kognitywiści jest stworzenie wspólnego języka, który obejmowałby wszystkie z wymienionych dyscyplin.

Sądzę, że zadaniu, jakim jest „wyjaśnienie umysłu” sprostać może nauka bardziej złożona od neurobiologii, ale jednocześnie bardziej zintegrowana od kognitywistyki. Tą swoistą „dyscypliną środka” jest neuronauka poznawcza. Z jednej strony rozszerza ona instrumentarium badawcze względem neurobiologii, zaś z drugiej nie korzysta z aż tak oddalonych od siebie dyscyplin jak kognitywistyka. Sama neuronauka poznawcza jest najmłodszą spośród wymienionych gałęzi wiedzy. Powstała ona w latach dziewięćdziesiątych XX wieku. Jej początek wiąże się z upowszechnieniem techniki neuroobrazowania za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI).

Łapanie mózgu na gorącym uczynku

Urządzenia służące do neuroobrazowania pozwalają sprawdzić, które struktury mózgu zaangażowane są w różne zadania. Inne specyficzne dla neuronauki poznawczej źródła danych to mierzenie aktywności pojedynczych komórek nerwowych, badanie lezji, czyli wpływu uszkodzeń mózgu na zachowanie, oraz stosowanie znanych z psychologii poznawczej eksperymentów behawioralnych (np. badanie czasu reakcji na dany bodziec). Prócz tych podstawowych metod neuronaukowcy poznawczy posiłkują się również wynikami uzyskanymi w psychiatrii, prymatologii, anatomii porównawczej czy też antropologii ewolucyjnej. Dyscypliny te traktować można jako pomocnicze.

Dla neuronauki poznawczej specyficzne jest również to, że potrafi ona przyglądać się pracy mózgu na kilku poziomach. Bierzę pod lupę zarówno pojedyncze neurony, jak i struktury podkorowe, samą korę mózgową, a wreszcie to, co naukowcy nazywają procesami poznawczymi. Ostatnie z nich w języku potocznym utożsamiamy z umysłem (jego różnymi przejawami czy funkcjami).

Badanie procesów poznawczych jest wielkim wyzwaniem. Nie można ich bowiem zobaczyć wprost ani pod mikroskopem, ani nawet w skomplikowanym urządzeniu do neuroobrazowania. Wykorzystując to ostatnie można jednak pośrednio łączyć obrazy aktywności mózgu z tym, co dzieje się w naszym umyśle. Na przykład nakazać osobom skanowanym za pomocą fMRI wykonywać najróżniejsze zadania (o czymś myśleć, coś sobie wyobrażać, liczyć, przypominać itd.).

Wyjaśnić wyjaśnianie

Kolejnym zagadnieniem, z jakim musimy się zmierzyć, jest to, czym w ogóle jest wyjaśnianie. Zapewne wielu z czytelników skłonnych jest sądzić, że interesujące zjawisko zostaje wyjaśnione, w chwili gdy staje się zrozumiałe. Rozumienie jest jednak czymś subiektywnym, a nauka szuka obiektywności. Aby uczynić zadość temu wymogowi, filozofowie nauki sfomułowali szereg koncepcji wyjaśniania.

Najbardziej znana z nich odnosi się do nauk, które formułują (odkrywają) prawa przyrody. W ramach tak zwanego „modelu podciągania pod prawa” (covering law model), aby wyjaśnić pewne zjawisko (np. spadanie kamienia) należy przeprowadzić logicznie rozumowanie, w którym zjawisko to zostanie wydedukowane z warunków początkowych (upuszczenia kamienia) oraz przynajmniej jednego prawa przyrody (w tym wypadku zasady ciążenia).

Przeniesienie tej koncepcji wyjaśniania na grunt nauk o mózgu i umyśle jest problematyczne. Po pierwsze nie wiadomo do końca, czym w ogóle jest prawo przyrody. Po drugie neuronauka poznawcza – podobnie jak inne dziedziny biologii – wcale nie dąży do formułowania praw (w przeciwieństwie do np. fizyki).

W związku z tymi trudnościami teoretycy neuronauki poznawczej wolą twierdzić, że wyjaśnianie umysłu polega na odkrywaniu mechanizmów rządzących danym zjawiskiem. Wyobraźmy sobie przykład myszy poruszającej się laboratoryjnym labiryncie. Niemal z całą pewnością stwierdzić możemy, że myszy nie mają umysłów, tak wspaniałych i kreatywnych jak ludzie. Nie oznacza to jednak, że nie mają one mózgów i prostych umysłów. Chcąc wyjaśnić zdolność sprawnego poruszania się w labiryncie, neuronaukowcy poznawczy badają mechanizmy wytwarzania map przestrzennych w hipokampie (jednej ze struktur mózgu) myszy. Na tym jednak nie koniec. Należy zbadać jeszcze mechanizmy tworzenia tych map. Te z kolei związane są z długotrwałymi wzmocnieniami synaptycznymi, dzięki którym możliwe jest uczenie się. Oczywiście w wyjaśnianiu zejść można „o poziom niżej”, badając na przykład działanie receptorów NMDA. Ten nieco skomplikowany opis pozwala nam przejść do ogólnej konkluzji: wielu teoretyków neuronauki poznawczej sądzi, że wyjaśnianie umysłu polega na badaniu różnych mechanizmów oraz powiązań między nimi.

Czym jest umysł?

Wiemy już czym jest neuronauka poznawcza i na czym mniej więcej polega wyjaśnianie. Pozostaje jednak jeszcze najtrudniejsze pytanie: czym jest umysł?

Przede wszystkim trzeba zdać sobie sprawę z tego, że słowo „umysł” funkcjonuje głównie w języku potocznym. Jest to po prostu jedno z pojęć, którymi posługujemy się na co dzień. Podobnie jak w przypadku fizyki, która aby wyjaśnić spadanie kamienia musi przetłumaczyć to zjawisko na specyficzny (w tym wypadku matematyczny) język, neuronauka poznawcza musi doprecyzować, co rozumie przez umysł. Tu pojawia się jednak największy kłopot. Istnieje bowiem co najmniej kilka konkurencyjnych ujęć umysłu, zależnych od przyjętego przez neuronaukowców poznawczych nastawienia badawczego.

Uczeni sympatyzujący z ideą sztucznej inteligencji i stosujący komputerowe metody modelowania uważają, że umysł jest swego rodzaju programem komputerowym zainstalowanym w mózgu. Przeświadczenie to podzielają zwolennicy psychologii ewolucyjnej, którzy dodają, że nie istnieje jeden „superprogram” tożsamy z umysłem. Ich zdaniem procesy ewolucyjne ukształtowały szereg programów odpowiedzialnych za wykonywanie poszczególnych zadań, jakie stoją przed organizmem. Z kolei zwolennicy podejścia określanego jako „umysł ucieleśniony” twierdzą, że umysł złożony jest procesów poznawczych, kształtowanych przez rozmaite interakcje w jakie całe ciało wchodzi ze środowiskiem fizycznym i społecznym (więcej na ten temat pisałem w tekście Myślenie metaforami, czyli dlaczego „głowa do góry”).

Mimo różnych podejść badawczych neuronaukowcy poznawczy podkreślają jednak po pierwsze, że umysł – rozumiany na różne sposoby – rzeczywiście istnieje, a nie jest tylko naszą subiektywną iluzją. Po drugie zaś, że umysł nie jest całkowicie autonomiczny względem mózgu. Co za tym idzie – o czym już wspominałem – jego wyjaśnianie polegać musi na ciągłym odwoływaniu się do różnych poziomów złożoności biologicznej (czyli pojedynczych komórek nerwowych oraz złożonych struktur podkorowych i korowych).

Dopiero teraz możemy pokusić się o próbę odpowiedzi na pytanie, czy nauka może wyjaśnić umysł. Nie tylko może, ale od kilkudziesięciu lat próbuje wypełnić to niezwykłe wyzwanie. Wiele zostało już zrobione. Wiemy jak powstają emocje, jak podejmujemy decyzje, także te, które dotyczą sfery moralności, a nawet jak odgadujemy, co dzieje się aktualnie w umysłach innych osób (dzięki temu rozumiemy na czym polega empatia). Jednak umysł wciąż kryje przed nami wiele tajemnic. Największą z nich pozostaje samoświadomość, czyli poczucie zdawania sobie sprawy z istnienia otaczającego nas świata i bycia sobą.

Mateusz Hohol