ZNANSTVENA oklada koja je postavljena prije dva i pol desetljeća konačno je razriješena, javljaju u novim brojevima časopisi Nature i Science.

Godine 1998. dvojica mladića, neuroznanstvenik Christof Koch i filozof David Chalmers sjeli su u zadimljeni bar u Bremenu, u sjevernoj Njemačkoj, na partiju razgovora nakon što su dan proveli držeći predavanja na konferenciji o svijesti. Poslije nekoliko pića Koch je predložio okladu. Okladio se o bocu finog vina da će netko u sljedećih 25 godina otkriti specifičan potpis nastanka svijesti u mozgu. Chalmers se okladio da se to neće dogoditi.

25 godina kasnije, na godišnjem sastanku Udruženja za znanstveno proučavanje svijesti (ASSC) 23. lipnja 2023. u New Yorku dvojac se javno složio da problem još uvijek nije riješen i da je Chalmers pobjednik u okladi.

Presudio je test dvije vodeće hipoteze

Za rješavanje oklade bila je ključna studija koja je testirala dvije vodeće hipoteze o neuralnoj osnovi svijesti, čiji su rezultati predstavljeni na konferenciji.

Svijest sačinjava sve ono što osoba doživljava - ono što kuša, čuje, osjeća i još mnogo toga. To je ono što daje smisao i vrijednost našim životima, rekao je Chalmers.

No unatoč ogromnim naporima, 25 godina nakon oklade znanstvenici još uvijek ne mogu reći da razumiju kako ljudski mozak stvara svijest.

"Počelo je kao velik filozofski misterij", kaže Chalmers.

"No tijekom godina to se postupno pretvorilo u ako ne znanstveni misterij, barem u misterij na koji možemo djelomično utjecati znanstveno", dodao je.

Razlozi za optimizam

Koch, istraživač na Allenovom institutu za istraživanje mozga u Seattleu, u SAD-u, svoju je potragu za neuralnim otiscima svijesti započeo 1980-ih. Od tada ulaže velike napore u identificiranje dijelova mozga koji su bitni za generiranje osjećaja gledanja, slušanja, željenja i sl.

U vrijeme kada je predložio okladu Koch je imao nekih jakih razloga za optimistična predviđanja. Naime, upravo su tada bila ostvarena određena tehnološka dostignuća zbog kojih se otkriće mehanizma svijesti činilo gotovo na dohvat ruke.

Funkcionalna magnetska rezonancija (fMRI), koja precizno mjeri promjene u protoku krvi koje se javljaju s aktivnostima u mozgu, u to je vrijeme ušla u mnoge laboratorije.

Istovremeno se pojavila optogenetika, koja je znanstvenicima omogućila da stimuliraju specifične skupine neurona u mozgovima životinja.

Koch je u to vrijeme bio mladi docent na Kalifornijskom institutu za tehnologiju u Pasadeni.

"Bio sam oduševljen svim tim tehnikama", kaže Koch.

"Mislio sam: '25 godina od sada? Nema problema'", objasnio je.

Suparnička suradnja

Od 1998. oklada je ostala uglavnom zaboravljena. No to se promijenilo prije nekoliko godina kada ju je ponovno aktualizirao Per Snaprud, znanstveni novinar iz Stockholma, koji je intervjuirao Chalmersa još 1998. Njegova snimaka razgovora podsjetila je dvojac na okladu i vino koji su bili u igri.

Dekodiranje neuroznanosti svijesti

Koch i Chalmers u međuvremenu su se uključili u velik projekt koji je trebao ubrzati istraživanje svijesti, a podržala ga je zaklada Templeton World Charity Foundation sa sjedištem u Nassauu, na Bahamima.

Cilj projekta bio je uspostavljanje niza eksperimenata kojima bi se testirale različite suprotstavljene hipoteze o svijesti kako bi se suparničkim istraživačima omogućila suradnja u kvalitetnom dizajniranju studija.

"Ako se predikcije ne pokažu točnima, to predstavlja ozbiljan izazov za teorije", objasnio je Chalmers.

Dvije vodeće hipoteze na testu

Postoje deseci hipoteza o nastajanju svijesti, no među njima se posebno ističu dvije, nazvane IIT (Integrated Information Theory) i GNWT (Global Network Workspace Theory).

Prema IIT-ju, svijest je "struktura" u mozgu formirana određenim tipom neuronske povezanosti koja je aktivna sve dok se događa određeno iskustvo, poput gledanja slike. Smatra se da se ta struktura nalazi u stražnjem korteksu mozga.

S druge strane, GNWT sugerira da svijest nastaje kada se informacije emitiraju u područja mozga putem međusobno povezane neuronske mreže. Prema toj teoriji, emisija se događa na početku i na kraju iskustva i uključuje prednji korteks mozga.

Za i protiv hipoteza

GNWT je u početku dobio podršku u eksperimentima u kojima se od sudionika tražilo da prijave trenutak kada postanu svjesni nekog podražaja, kao što je slika koja se brzo pojavljuje i nestaje na ekranu. U tim studijama snimke mozga pokazale su da se u trenutku pojave percepcije aktivira prednji korteks.

No filozofi i eksperimentalisti zapitali su se jesu li te studije stvarno uhvatile neuronske markere svijesti o percepciji ili su samo zabilježile izvještavanje neurona o percepciji.

Naime, poznato je da se u prednjem korteksu odvijaju kognitivni procesi kao što su usmjeravanje pažnje i pohrana informacija u pamćenje, koji sudionicima omogućavaju da potvrde da su vidjeli sliku.

Stoga su se kao moguće rješenje problema nametnule studije percepcije "bez izvještavanja", u kojima sudionici pasivno promatraju slike. Jedna takva popularna studija uključuje tzv. binokularno suparništvo: ako se lijevom i desnom oku iste osobe prikazuju različite slike, svjesna percepcija osobe prebacuje se između očiju. Ti prijelazi mogu se pratiti neovisno o izvještaju sudionika praćenjem pokreta očiju. Eksperimenti utemeljeni na tom principu otkrili su signale svijesti o percepciji u stražnjem dijelu mozga, u području koje je predviđeno IIT-jem.

Pobornici GNWT-ja, prema kojem se svijest stvara u prednjem dijelu mozga, uzvratili su na ovo otkriće argumentima prema kojima su takve studije prepune zbunjujućih faktora. Primjerice, istaknuli su da bi sudionici istraživanja mogli biti umorni od gledanja slika na ekranu i stoga prestati posvećivati pažnju slikama te dopustiti da im misli odlutaju na druge zadatke. To je fenomen koji je filozof s New York Universityja Ned Block nazvao "problem majmuna koji se dosađuje".

Nijedna teorija nije potvrđena

Šest neovisnih laboratorija konačno je provelo eksperimente sučeljavanja dviju navedenih teorija koristeći unaprijed zacrtani protokol i različite dopunske metode za mjerenje aktivnosti mozga. No rezultati, koji još nisu prošli recenziju stručnjaka, nisu savršeno poduprli nijednu teoriju.

Science piše da su u petak navečer zagovornici IIT-ja bili spremni proglasiti pobjedu.

"Rezultati potvrđuju opću tezu IIT-ja da su stražnji kortikalni dijelovi mozga dovoljni za svijest te da ni uključenost [prednjeg korteksa] ni globalno emitiranje nisu nužni", rekla je vodeća zagovornica IIT-ja Melanie Boly, neurologinja i neuroznanstvenica sa Sveučilišta Wisconsin.

No glavni arhitekt GNWT-ja Stanislas Dehaene, direktor odjela za kognitivnu neurosliku pri INSERM-CEA-u u Orsayu, u Francuskoj, smatra da je ova eksperimentalna faza imala ograničenja i da će rezultati drugih testova u suparničkoj suradnji, koji tek trebaju biti objavljeni, podržati ulogu prednjeg korteksa koju predviđa GNWT.

Dodao je da nova saznanja koja smještaju svjesnu percepciju u stražnji dio mozga predviđaju mnoge teorije i da one ne potvrđuju IIT.

"To nam govori da obje teorije trebaju biti revidirane", komentirala je Lucia Melloni, neuroznanstvenica iz Instituta Max Planck za empirijsku estetiku u Frankfurtu, u Njemačkoj, koja nije sudjelovala u istraživanju.

No "opseg te revizije malo je drugačiji za svaku od teorija", dodala je.

Neispunjena predviđanja

"Kada je riječ o IIT-ju, primijetili smo da područja u stražnjem korteksu doista sadrže informacije na trajan način", rekla je Melloni dodavši da ta spoznaja sugerira da se promatrana "struktura" postulirana teorijom zapravo opaža. No istraživači nisu pronašli dokaze o trajnoj sinkronizaciji između različitih područja mozga, kako je to bilo predviđeno teorijom.

Kada je riječ o GNWT-ju, znanstvenici su otkrili da se neki aspekti svijesti, ali ne svi, mogu identificirati u prednjem korteksu. Osim toga, eksperimenti su pronašli dokaze o emisiji koju predviđaju zagovornici GNWT-ja, no samo na početku iskustva, a ne i na kraju, kako je to bilo predviđeno teorijom.

Dakle, GNWT se u eksperimentu pokazao nešto lošije od IIT-ja.

"Ipak, to ne znači da je IIT istinit, a da GNWT nije", kaže Melloni.

To znači da zagovornici ovih teorija trebaju preispitati mehanizme koje su predložili s obzirom na nove spoznaje.

Testiranja teorija se nastavljaju

U međuvremenu se na istu temu provode neki drugi eksperimenti.

U sklopu inicijative zaklade Templeton Koch trenutno se provodi studija testiranja IIT-ja i GNWT-ja na mozgovima životinjskih modela.

Chalmers istovremeno radi na drugom projektu koji procjenjuje dvije druge hipoteze o svijesti.

Melloni ističe da se rijetko događa da zagovornici suparničkih teorija sjednu za isti stol i da budu otvoreni prema tome da neovisni znanstvenici testiraju njihova predviđanja.

"To je zahtijevalo mnogo hrabrosti i povjerenja od njih", kaže Melloni, koja smatra da su projekti poput ovih bitni za napredak znanosti.

Nerado priznao poraz, ali ipak kupio vino

Što se tiče oklade, Koch je u subotu priznao poraz te je Chalmersu ponudio bocu Madeire iz 1978. godine uz još pet finih portugalskih crnih vina kako bi ispunio svoje obećanje.

Na pitanje bi li se upustio u novu okladu, kaže da bi bio spreman na udvostručenje oklade za razdoblje od sljedećih 25 godina.

"U sljedećih 25 godina bilo bi realno očekivati rješenje jer tehnike postaju sve bolje, a, znate, ja ne mogu čekati puno dulje od 25 godina s obzirom na svoju dob", objasnio je Koch.