Denkmachines: wat neurowetenschappen en kunstmatige intelligentie ons kunnen leren over bewustzijn

Advertentie

Naar het beste begrip van moderne medische wetenschap 10 manieren om uw CPU-tijd aan de wetenschap te doneren Lees verder ben je een zorgvuldig gestructureerde zak met vluchtige chemicaliën onder druk. Er is geen reden om aan te nemen dat er iets speciaals aan je lichaam is, vergeleken met dat van een lijk, of dat van een Buick. Behalve één ding: je lichaam bevat een levend menselijk brein.

Er is geen bewijs dat er nieuwe natuurkundige wetten of bovennatuurlijke verschijnselen bij de menselijke cognitie betrokken zijn. Animalisme en dualisme zijn echt dood. Dit is op zijn minst in eerste instantie verontrustend, want van binnenuit van de menselijke ervaring is dat zeker niet het geval voelen alsof we niets meer zijn dan een verzameling chemicaliën. Een persoon zijn voelt op een heel diep en intuïtief niveau aan als iets dat niet mogelijk zou moeten zijn voor wat uiteindelijk een gecompliceerde moleculaire machine is.

Bewustzijn programmeren

Dit roept de vraag op: als we leren hoe bewustzijn werkt, kunnen we dan machines bouwen, of

schrijf software 7 geweldige websites om het nieuwste op het gebied van kunstmatige intelligentie te programmerenArtificial Intelligence is nog geen HAL uit 2001: The Space Odyssey... maar we komen heel dichtbij. En ja hoor, op een dag zou het net zoiets kunnen zijn als de sci-fi potboilers die door Hollywood worden geproduceerd ... Lees verder , dat heeft het ook? Kan de inspanning om intelligente software te bouwen ons lessen leren over de aard van de menselijke geest? Kunnen we de subjectieve ervaring eindelijk goed genoeg begrijpen om voor eens en altijd te beslissen hoeveel moreel gewicht we hebben we moeten toewijzen aan de ervaringen van minder verfijnde geesten, zoals die van vee, dolfijnen of foetussen?

Dit zijn de moeilijke vragen waar filosofen al eeuwen mee worstelen. Maar aangezien filosofie een discipline is niet goed in het daadwerkelijk oplossen van problemen - heel weinig vooruitgang 8 Spectaculair verkeerde voorspellingen over computers en internet Lees verder is gemaakt. Hier is een traditionele filosoof die praat over bewustzijn op een TED-podium.

Dit is een goede introductie tot het onderwerp, hoewel de filosofie van Chalmer een bovennatuurlijke filosofie is metafysisch fenomeen dat bewustzijn verschaft op manieren die geen interactie hebben met de fysieke wereld op allemaal. Dit is wat ik de gemakkelijke uitweg zou noemen.

Als je, in je poging om iets uit te leggen, je toevlucht neemt tot magie, dan heb je het niet echt uitgelegd - je hebt het gewoon met stijl opgegeven. Ongetwijfeld Star Trek heeft hetzelfde probleem beter aangepakt.

Onlangs wetenschap heeft begon met het maken van zinvolle vorderingen op dit probleem, aangezien kunstmatige intelligentie en neurowetenschappen aan de randen van het probleem begonnen weg te hakken. Dit heeft nieuwe velden van evidence-based filosofisch denken geïnspireerd. De op deze manier verkregen inzichten zijn enorm interessant, helpen om een ​​coherente bewustzijnstheorie beter te schetsen en leiden ons naar machines die zowel kunnen ervaren als redeneren.

Neurowetenschap en bewustzijn

In de neurowetenschappen zijn het vooral de defecten van de hersenen die ons dingen leren over de functie ervan. Wanneer de hersenen breken, krijgen we een kijkje achter het gordijn van de geest. Alles bij elkaar beginnen deze inzichten de grote lijnen te schetsen van hoe de structuur van het bewustzijn eruit moet zien, en het resultaat is fascinerend.

Bijvoorbeeld: Cotard's waanidee (kleurrijker bekend als "Walking Corpse Syndrome"), is een waanvoorstelling die vaak wordt veroorzaakt door ernstige schizofrenie of fysieke schade aan de pariëtale hersenkwab, die een verscheidenheid aan symptomen veroorzaakt, waarvan de meest interessante de waan is die de patiënt niet bestaan.

Lijders aan de waan van Cotard zijn niet zelfbewust. Ze geloven echt niet dat ze bestaan, wat vaak ook tot de conclusie leidt dat ze zijn overleden. Decartes heeft ooit beweerd dat de fundamentele waarheid, waarop al het andere kan worden gebaseerd, is: "Ik denk daarom dat ik ben." Mensen met de waan van Cotard het oneens zijn. Met andere woorden, de component van bewustzijn die zelfbewustzijn omvat, kan selectief worden uitgeschakeld door schade aan een specifiek gebied van de hersenen, terwijl de rest van het menselijke intellect relatief blijft intact.

Een gerelateerde aandoening is "blindsight, ”Wat sommige mensen treft die blind zijn vanwege schade aan het visuele centrum van de hersenen. Blindsight-patiënten zijn in staat instinctief objecten te vangen die naar ze worden gegooid en, als je ze plaatst objecten voor zich en vraag hen te raden wat ze zijn, ze presteren aanzienlijk beter dan willekeurig kans. Ze geloven echter niet dat ze kunnen zien: subjectief zijn ze blind.

Blindsight-patiënten zijn uniek omdat ze een functionerend gevoel (zicht) hebben, maar zich er niet van bewust zijn. Wat de hersenschade heeft vernietigd, is niet van hen vermogen om visuele informatie te verwerken, maar hun vermogen om bewust te zijn bewust van die verwerking.

Blindsight treedt op wanneer een specifiek circuit dat informatie wegleidt van de visuele cortex is beschadigd (het V1-circuit), maar niet de andere twee, waardoor neurowetenschappers in de unieke positie om precies te weten welk neuraal circuit nodig is voor visuele informatie om de bewuste ervaring binnen te gaan, maar niet waarom.

Interessant is dat het omgekeerde van Blindsight ook mogelijk is - slachtoffers van Anton-Babinski-syndroom hun gezichtsvermogen verliezen, maar hun bewuste perceptie van het hebben van gezichtsvermogen behouden, erop aandringen dat ze normaal kunnen zien en verwarrende belachelijke verklaringen maken voor hun onvermogen om basistaken uit te voeren.

Er zijn ook experimenten geweest met het selectief uitschakelen van bewustzijn. Bijvoorbeeld: er is een klein deel van de hersenen, het claustrum genaamd, nabij het centrum van de hersenen dat, wanneer gestimuleerd door een elektrode bij ten minste sommige patiënten, schakelt bewustzijn en hogere cognitie volledig uit, die een paar seconden later terugkeert wanneer de elektrische stroom ophoudt.

Wat interessant is, is dat terwijl de stimulatie plaatsvindt, de patiënt wakker blijft, ogen open, zittend. Als de patiënt wordt gevraagd een taak te herhalen terwijl de stroom is ingeschakeld, wijken ze gewoon af van wat ze doen en stoppen ze. Er wordt aangenomen dat de rol van het claustrum is om de communicatie tussen een aantal verschillende hersengebieden, waaronder de hippocampus, de amygdala, de caudate nucleus en mogelijk anderen.

Sommige neurowetenschappers zijn van mening dat aangezien het claustrum dient om de communicatie tussen verschillende hersenmodules te coördineren; het stimuleren van dit gebied zou die coördinatie uitschakelen en ervoor zorgen dat de hersenen erin zouden breken afzonderlijke componenten - elk afzonderlijk grotendeels onbruikbaar en niet in staat om een ​​subjectief te bouwen ervaring.

Dit idee sluit aan bij wat we weten over de functie van anesthetica - die we eeuwenlang hebben gebruikt voordat we begrepen hoe ze werken.

Er wordt momenteel aangenomen dat algemene anesthetica interfereren met netwerken tussen verschillende hoogwaardige componenten van de hersenen, waardoor ze niet het neurologische systeem kunnen bouwen dat nodig is om een ​​coherente bewuste ervaring te produceren. Bij nader inzien is dit een zekere intuïtieve zin: als het niet mogelijk is om de visuele cortex te sturen informatie in uw werkgeheugen, kunt u op geen enkele manier een bewuste visuele ervaring hebben waarover u zou kunnen praten later.

Hetzelfde geldt voor gehoor, geheugen, emotie, interne monoloog, planning, etc. Al deze systemen zijn modules die, eenmaal losgekoppeld van het werkgeheugen, een cruciaal deel van de bewuste ervaring zouden verwijderen.

Het kan in feite nauwkeuriger zijn om over bewustzijn te praten - in plaats van als een afzonderlijke, verenigde entiteit - als een samenwerking van veel verschillende soorten bewustzijn, met elkaar verbonden door opname in de verhalende stroom van geheugen. Met andere woorden, in plaats van een 'bewustzijn' zou je een visueel bewustzijn, een hoorbaar bewustzijn, een bewustzijn van herinneringen kunnen hebben, enzovoort. Het is een open vraag of er nog iets overblijft als je al deze stukjes weghaalt, of dat dit de kwestie van bewustzijn volledig verklaart.

Theorieën van bewustzijn

Daniel Dennett, ook wel bekend als de "chagrijnige oude man" van bewustzijnsonderzoek, is van mening dat dit in feite het geval is - dat bewustzijn gewoon niet zo speciaal is als de meeste mensen zich voorstellen. Zijn bewustzijnsmodel, dat sommigen beschuldigen van overdreven reductionisme, wordt de 'multiple drafts'-theorie genoemd en werkt als volgt:

De hersenen functioneren als een populatie van semi-onafhankelijke, onderling verbonden modules, continu informatie verzenden Geeks wegen: denkt een mens sneller dan een computer? Lees verder semi-discriminerend in het netwerk, vaak als reactie op de signalen die ze van andere modules ontvangen. Signalen die reacties van andere modules activeren, zoals een geur die een visueel geheugen oproept, cascade tussen modules en escaleren. Het geheugen kan een emotie uitlokken en een uitvoerend proces kan een reactie zijn op die emotie, die door het taalcentrum kan worden gestructureerd tot een deel van een innerlijke monoloog.

Dit proces vergroot de kans dat de hele cascade van gerelateerde signalen wordt gedetecteerd door het geheugencoderingsmechanisme van de hersenen en deel gaat uitmaken van het record van het kortetermijngeheugen: het 'verhaal' van het bewustzijn, waarvan sommige het geheugen op langere termijn zullen maken en deel gaan uitmaken van het permanente geheugen Vermelding.

Bewustzijn is volgens Dennett niets anders dan een serieel verhaal dat bestaat uit dit soort cascades, die het hele systeem vormen van de wereld waarin het bestaat, en de weg er doorheen het. Omdat de modules geen introspectieve toegang hebben tot hun eigen functies, komen we, wanneer ons wordt gevraagd om de aard van het gedrag van één module te beschrijven, niet met nuttige informatie. Daardoor voelen we intuïtief aan dat onze subjectieve ervaring ondefinieerbaar en onuitsprekelijk is.

Een voorbeeld zou zijn iemand te vragen te beschrijven hoe de kleur rood eruit ziet. De vraag voelt absurd, niet vanwege een inherent feit over het universum, maar omdat het onderliggend is structuur van de hersenen stelt ons niet in staat om te weten hoe de kleur rood in onze eigen kleur wordt geïmplementeerd hardware. Wat onze bewuste ervaring betreft, het is gewoon... rood.

Filosofen noemen dit soort ervaringen 'qualia' en kennen er vaak een bijna mystieke betekenis aan toe. Daniel Dennett suggereert dat ze meer een neurologische 404-pagina zijn die de hersenen naar boven werpen wanneer daarom wordt gevraagd wat zich afspeelt achter het gordijn van een bepaald hersengebied dat niet toegankelijk is voor het bewustzijn verhaal. Dennet zelf zegt het zo:

Er is geen enkele, definitieve 'bewustzijnsstroom', want er is geen centraal hoofdkwartier, geen Cartesisch theater waar 'het allemaal samenkomt' voor het doornemen van een centrale gemene deler. In plaats van zo'n enkele stream (hoe breed ook), zijn er meerdere kanalen waarin gespecialiseerde circuits, in parallelle pandemoniums, hun verschillende dingen proberen te doen, terwijl ze meerdere ontwerpen creëren terwijl ze bezig zijn. De meeste van deze fragmentarische concepten van "verhaal" spelen een kortstondige rol in de modulatie van de huidige activiteit, maar sommigen worden gepromoveerd tot verdere functionele rollen, snel achter elkaar, door de activiteit van een virtuele machine in de hersenen. De serieelheid van deze machine (het "von Neumannesque" -karakter) is geen "bedrade" ontwerpfunctie, maar eerder het resultaat van een opeenvolging van coalities van deze specialisten.

Er zijn natuurlijk nog andere stromingen. Een model dat momenteel populair is bij bepaalde filosofen wordt de geïntegreerde informatietheorie genoemd, wat het bewustzijn van is een systeem is gerelateerd aan de dichtheid van interne netwerken - de complexiteit van de algehele structuur, in verhouding tot de structuur van zijn componenten.

Dit model is echter bekritiseerd via de suggestie van intuïtief niet-bewuste (eenvoudig gestructureerde) informatiesystemen die het massaal bewuster beschouwt dan mensen. Scott Aaronson, een wiskundig onderzoeker en vocaal criticus van geïntegreerde informatietheorie, zei dit een paar maanden geleden over het probleem:

“Naar mijn mening is het feit dat de geïntegreerde informatietheorie verkeerd is - aantoonbaar verkeerd, om welke reden dan ook tot in de kern - plaatst het in zoiets als de bovenste 2% van alle wiskundige theorieën over bewustzijn die ooit zijn voorgesteld. Bijna alle concurrerende theorieën over bewustzijn, zo lijkt mij, zijn zo vaag, luchtig en kneedbaar geweest dat ze alleen maar naar vergissing kunnen streven. '

Een ander voorgesteld model stelt dat bewustzijn het resultaat is van het zichzelf modelleren van mensen, een idee dat mogelijk compatibel is met dat van Dennett model, maar lijdt aan de mogelijk fatale fout om te suggereren dat een Windows-computer met een virtuele machine van zichzelf in zekere zin bewust. De lijst van bewustzijnsmodellen is ongeveer net zo lang als de lijst van iedereen die ooit de neiging heeft gehad om zo'n moeilijk probleem aan te pakken.

Er zijn veel opties, van ronduit mystiek tot Dennett's stevige, cynische pragmatisme. Voor mijn geld lijkt Dennett's meervoudige concepttheorie mij, zo niet een volledige verklaring waarom mensen over bewustzijn praten, tenminste een solide start op dat pad.

Kunstmatige intelligentie en bewustzijn

Laten we zeggen dat vooruitgang in de neurowetenschappen over een paar jaar heeft geleid tot een Grand Unified Theory of Consciousness - hoe kunnen we weten of het juist is? Wat als de theorie iets belangrijks weglaat - hoe zouden we dat weten? De geschiedenis van de wetenschap heeft ons geleerd voorzichtig te zijn met goed klinkende ideeën die we niet kunnen testen. Dus hoe kunnen we ons bewustzijnsmodel testen?

We kunnen proberen er een te bouwen.

Ons vermogen om intelligente machines te bouwen heeft de laatste tijd een soort renaissance doorgemaakt. Watson, een stuk intelligente software dat is ontwikkeld door IBM en dat beroemd is geworden op de spelshow Jeopardy, is dat ook in staat tot een verrassend breed scala aan intellectuele taken, aangepast om te dienen als zowel een getalenteerde chef en een bovenmenselijke diagnosticus.

Hoewel IBM Watson een cognitieve computer noemt, is de waarheid dat Watson een triomf is van niet-neuromorfe kunstmatige intelligentie Giovanni Idili van OpenWorm: Brains, Worms en Artificial IntelligenceHet simuleren van een menselijk brein is een eind weg, maar een open-sourceproject zet essentiële eerste stappen door de neurologie en fysiologie van een van de eenvoudigste dieren die de wetenschap kent te simuleren. Lees verder - dat wil zeggen, het is een intelligent stuk software dat niet probeert de specifieke inzichten van neurowetenschappen en hersenonderzoek te implementeren. IBM werkt met een groot aantal zeer verschillende algoritmen voor machine learning, waarvan sommige worden gebruikt om de output te evalueren van andere algoritmen om hun bruikbaarheid te meten, en veel algoritmen die met de hand zijn aangepast om met elkaar te verbinden in productief manieren.

Naarmate Watson verbetert en de redenering dieper en nuttiger wordt, is het gemakkelijk voor te stellen om Watson-technologie te gebruiken, samen met andere technologie die nog niet is ontwikkeld, om systemen te bouwen die de functie van specifieke bekende hersensystemen nabootsen, en die systemen te integreren op een manier die een bewuste ervaring.

We zouden dan kunnen experimenteren met die intelligente machine om te zien of het überhaupt een subjectieve ervaring beschrijft - en zo ja, om te bepalen of die subjectieve ervaring vergelijkbaar is met de menselijke ervaring. Als we een bewuste computer kunnen bouwen, dan is dat op het laagste niveau niet vergelijkbaar met onze eigen neurologie, dat zou het model zeker valideren!

Dit idee om kunstmatige intelligentie te bouwen om theorieën over de hersenen te valideren, is niet nieuw. Spaun, een onderzoeksproject aan de Universiteit van Alberta, is een enorme (ongeveer muis-schaal) biologische neurale netwerksimulatie ontworpen om modellen van verschillende hersengebieden te implementeren, waaronder uitvoerende functie, zicht, werkgeheugen en motorische functie.

De implementatie is in staat om een ​​aantal cognitieve basistaken uit te voeren, zoals het herkennen en tekenen van symbolen, het herhalen van reeksen getallen en het beantwoorden van eenvoudige vragen door de antwoorden te tekenen en het volgende cijfer van een te voorspellen volgorde. Omdat Spaun deze dingen kan, impliceert dit dat de huidige modellen voor kunstmatige intelligentie correct zijn, althans in de brede lijnen.

In principe zou hetzelfde kunnen worden toegepast op bewustzijn, op voorwaarde dat we de componenten van het systeem voldoende hoog kunnen bouwen. Natuurlijk, met het vermogen om bewuste machines te maken, komt een zekere mate van verantwoordelijkheid. Een machine aanzetten die mogelijk bij bewustzijn is, is minstens een even grote morele verantwoordelijkheid als de beslissing om een kind, en als we slagen, zijn we verantwoordelijk voor het welzijn van die machine voor de rest van zijn bestaan.

Dit komt bovenop de risico's die samenhangen met het bouwen van zeer intelligente software - namelijk het risico van een machine met andere waarden dan de onze snel haar eigen architectuur verbeteren totdat het slim genoeg is om de wereld te veranderen op manieren die we misschien niet leuk vinden. Talrijke commentatoren, waaronder Stephen Hawking en Elon Musk, hebben opgemerkt dat dit een van de belangrijkste bedreigingen is waarmee de mensheid in de toekomst wordt geconfronteerd.

Anders gezegd: het vermogen om een ​​nieuw soort 'mens' te creëren is een grote verantwoordelijkheid. Het is misschien wel het belangrijkste dat de mensheid als soort ooit heeft gedaan, en we moeten het heel serieus nemen. Niettemin is er daar ook potentieel - het potentieel om die fundamentele vragen over onze eigen geest te begrijpen. We zijn nog ver verwijderd van de technologie die we nodig hebben om deze ideeën in de praktijk te brengen, maar niet zo ver dat we ze volledig kunnen negeren. De toekomst komt eraan, bedrieglijk snel, en het is verstandig om ons er vandaag op voor te bereiden.

Afbeeldingscredits: "Watson en de andere drie podia", door Atomic Taco, “Geen brein"Door Pierre-Olivier Carles,"Hersenen", Door GreenFlames09"Lichten van ideeën”Door Saad Faruque, Abstract oog door ARTEMENKO VALENTYN via Shutterstock