هشیاری از کجا در مغز سرچشمه می‌گیرد؟ نظریه‌ها فراوانند، اما دانشمندان علوم اعصاب هنوز در موردیک توضیح به توافق نرسیده‌اند، عمدتاً به این دلیل که بررسی این سوال با روش علمی‌بسیار دشوار است. برخلاف سایر پدیده‌های مورد مطالعه علم، آگاهی را نمی‌توان از بیرون مشاهده کرد. رابرت چیس-سیوره، محقق فوق دکترا که در دانشگاه ساسکس انگلستان در مورد آگاهی مطالعه می‌کند، می‌گوید: «من رفتار شما را مشاهده می‌کنم. اگر یک مطالعه EEG [الکتروانسفالوگرافی] داخل جمجمه‌ای انجام دهم، مغز شما را مشاهده می‌کنم. اما من هرگز تجربه شما را مشاهده نمی‌کنم.»
دانشمندان به دو نظریه پیشرو برای توضیح چگونگی ظهور آگاهی دست یافته‌اند: نظریه اطلاعات یکپارچه یا IIT و نظریه فضای کاری نورونی جهانی یا GNWT . آنیل کی. ست، محقق آگاهی در دانشگاه ساسکس، توضیح می‌دهد که این چارچوب‌ها نمی‌توانند متفاوت‌تر از این باشند - آنها بر فرضیات متفاوتی مبتنی هستند، از حوزه‌های علمی‌مختلفی الهام گرفته‌اند و حتی ممکن است آگاهی را به روش‌های مختلفی تعریف کنند.
برای مقایسه مستقیم آنها، محققان گروهی متشکل از ۱۲ آزمایشگاه به نام کنسرسیوم کوگیتیت را سازماندهی کردند تا پیش‌بینی‌های این نظریه‌ها را در یک مطالعه بزرگ تصویربرداری مغز با یکدیگر آزمایش کنند. نتیجه، که روز چهارشنبه به طور کامل در مجله نیچر منتشر شد، عملاً یک چالش بود و سوالات بسیار بیشتری را نسبت به پاسخ‌هایش مطرح کرد. یافته‌های اولیه در سال ۲۰۲۳ به سرور پیش‌چاپ bioRxiv ارسال شد. و تنها چند ماه بعد، گروهی از محققان به طور عمومی IIT را «شبه علم» نامیدند و تلاش کردند آن را از این حوزه حذف کنند. با فروکش کردن غبار، محققان برجسته آگاهی می‌گویند که نتایج کوگیتیت به راهی برای درک چگونگی پیدایش آگاهی اشاره دارد - صرف نظر از اینکه در نهایت چه نظریه‌ای در صدر قرار گیرد.
چیس-سیوره، که در این مطالعه جدید مشارکتی نداشته است، می‌گوید: «همه ما در ساختن قلعه‌هایی در آسمان بسیار ماهر هستیم» با ایده‌های انتزاعی. «اما با داده‌ها، آنها را ریشه‌دارتر می‌کنید.»
دو نظریه آگاهی چیستند؟
رقیبان این رویارویی، از برخی جهات، کاملاً برعکس یکدیگر هستند. کریستوف کخ، دانشمند شناختی در موسسه آلن در سیاتل و یکی از نویسندگان نتایج Cogitate ، می‌گوید: «این دو نظریه موجودات بسیار متفاوتی هستند.» نظریه فضای کاری عصبی جهانی، آنچه روانشناسان در موردمغز و شناخت آموخته‌اند را به کار می‌گیرد تا نشان دهد که آگاهی نوعی صحنه است. وقتی یک محرک خاص وارد آگاهی آگاهانه ما می‌شود، مانند یک صدای وزوز آزاردهنده یا یک رنگ روشن، به صحنه پرتاب می‌شود و مورد توجه قرار می‌گیرد.
نظریه اطلاعات یکپارچه، چارچوب مورد علاقه کخ، در عوض با تعریف انتزاعی‌تر آگاهی شروع می‌کند و سپس تصور می‌کند که یک سیستم برای تجربه آن باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد. IIT استدلال می‌کند که آگاهی از پردازش اطلاعات ناشی می‌شود - هرچه اطلاعات بیشتر باشد، یک سیستم می‌تواند به طور کلی آگاه‌تر باشد.
در حالی که این توضیحات هر دو کاملاً انتزاعی هستند، می‌توان از این نظریه‌ها برای پیش‌بینی‌های قابل آزمایش در موردآنچه در مغز اتفاق می‌افتد وقتی کسی چیزی را آگاهانه درک می‌کند، استفاده کرد. به عنوان مثال، GNWT می‌گوید که نواحی پیشانی مغز مانند قشر جلوی مغز، وقتی فرد برای اولین بار از آن آگاه می‌شود، "توجه" را به اطلاعات معطوف می‌کنند، پدیده‌ای به نام احتراق که باید در یک مطالعه تصویربرداری زمانی که فرد تجربه آگاهانه‌ای دارد، قابل تشخیص باشد. و IIT می‌گوید که تجربه آگاهانه بیشتر به سمت پشت مغز، جایی که شبکه‌های نورونی مجاور ارتباط نزدیک‌تری دارند، پدیدار می‌شود، کوچ توضیح می‌دهد.
پروژه کنسرسیوم Cogitate که در سال ۲۰۱۸ آغاز شد، قرار بود پیش‌بینی‌ها را در چندین آزمایشگاه که توسط تیم‌های بی‌طرف از نظر تئوری اداره می‌شدند، در مقابل یکدیگر قرار دهد. چی-سیوره توضیح می‌دهد: "اینها افرادی بودند که در این بازی نقشی نداشتند." آنها از سه تکنیک مختلف تصویربرداری مغز برای مشاهده مغز ۲۵۶ شرکت‌کننده - که حجم نمونه بسیار بزرگی برای یک مطالعه علوم اعصاب است - استفاده کردند، در حالی که آن شرکت‌کنندگان وظایف بصری یکسانی را انجام می‌دادند که شامل چرخاندن چهره‌ها و حروف بود. این نوع وظایف نیاز به تجربه آگاهانه دارند.
نتایج هر دو نظریه را به چالش می‌کشد زیرا پیش‌بینی‌های هیچ‌کدام به طور کامل توسط داده‌ها تأیید نشد. به عنوان مثال، GNWT پیش‌بینی کرد که الکترودهای قشر جلوی مغز هنگامی‌که یک محرک ناپدید می‌شود و از مرحله ذهنی آگاهی حذف می‌شود، سیگنالی را تشخیص می‌دهند، اما این موضوع تا حد زیادی در یافته‌ها وجود نداشت.* "این واقعیت که شما آن را ندیدید ... من ست، که در این مطالعه جدید شرکت نداشت، می‌گوید: «این چیزی است که به نظر من یک چالش مهم است.» از سوی دیگر، IIT پیش‌بینی می‌کرد که یک همگام‌سازی پایدار از شبکه‌های نورونی در پشت مغز رخ می‌دهد، که آن هم مشاهده نشد.
محققان انتظار داشتند که یافته‌ها ظریف باشند. ست می‌گوید: «همیشه این درک وجود داشت که ... یک آزمایش واحد قرار نیست یک نظریه خاص را رد کند.» این در علم بسیار نادر است، جایی که دانش به صورت تدریجی ساخته می‌شود. «احتمالاً قرار نیست نظر طرفداران هر نظریه را تغییر دهید، اما بیشتر به کل جامعه اجازه می‌دهد تا به نوعی اجماع خود را در موردآنچه اتفاق می‌افتد تغییر دهند.»
آیا دانشمندان هرگز منبع آگاهی را پیدا خواهند کرد؟
این نتایج برای اولین بار در کنفرانسی در ژوئن ۲۰۲۳ ارائه شد. کخ و فیلسوف دیوید چالمرز از بی‌نتیجه بودن یافته‌ها برای تسویه یک شرط‌بندی طولانی‌مدت استفاده کردند: در سال ۱۹۹۸، کخ با چالمرز شرط بست که دانشمندان علوم اعصاب می‌توانند چگونگی پیدایش آگاهی در مغز را در ۲۵ سال آینده تعیین کنند. کخ با کمال میل باخت خود را در کنفرانس ۲۰۲۳ پذیرفت.
در سپتامبر همان سال، نامه‌ای سرگشاده که وضعیت IIT را زیر سوال می‌برد، برای اولین بار به صورت آنلاین منتشر شد. این نامه به طور علنی برچسب "شبه علم" را مطرح کرد و گفت که IIT غیرعلمی‌است زیرا اصول اصلی آن قابل ابطال نیستند، به این معنی که نمی‌توان آنها را با فناوری فعلی رد کرد. در نهایت بیش از ۱۰۰ نویسنده آن را امضا کردند. در واقع، منتقدان IIT را با پان‌سایکیسم، فلسفه‌ای که ... اینکه آگاهی در همه چیز، حتی موجودات غیرزنده، نفوذ می‌کند. اگر آگاهی از سیستم‌های پیچیده‌ای که اطلاعات را پردازش می‌کنند، ناشی می‌شود، آیا یک تراشه کامپیوتری یا حتی کل جهان می‌تواند آگاه باشد؟
به نقل از ست، تلاش برای "تکفیر علمی"، در نهایت ماه گذشته در صفحات مجله Nature Neuroscience منتشر شد. IIT یک نظریه جسورانه است و ست در تفسیری در این مجله نوشت: "وقتی صحبت از آگاهی می‌شود، ما حق داریم اشتباه کنیم و شاید حتی وظیفه داریم جسور باشیم."
ست، مانند کخ، فکر نمی‌کند که نتایج مطالعه Cogitate الهام‌بخش نامه سرگشاده بوده باشد. او آن را بیشتر نتیجه یک حوزه در یک دوراهی می‌بیند. "هر کسی نظریه خودش را دارد. و این وضعیت خوبی نیست. بنابراین فکر می‌کنم این احساس وجود دارد که در واقع، نظریه‌ها باید کمی‌دقیق‌تر شوند."
قدم بعدی چیست؟
در طول خورشیدگرفتگی کامل ماه مه ۱۹۱۹، دو نظریه رقیب گرانش در مقابل یکدیگر قرار گرفتند: توضیح کلاسیک ایزاک نیوتن در مقابل نظریه نسبیت عام جدید آلبرت انیشتین در آن زمان. دانشمندان تلسکوپ‌های خود را به سمت خورشید در حال خورشیدگرفتگی نشانه گرفتند تا پیش‌بینی انیشتین مبنی بر اینکه گرانش ستاره ما نور ستارگان دور را خم می‌کند، آزمایش کنند. این اتفاق افتاد و انیشتین را تبرئه کرد.
تقریباً ۱۰۰ سال بعد، کخ و دیگر افراد درگیر در کنسرسیوم کوگیت می‌خواستند نظریه‌های آگاهی را به روشی مشابه آزمایش کنند. این نوع همکاری خصمانه، همانطور که نامیده می‌شود، می‌تواند سازنده و آموزنده باشد زیرا مستلزم آن است که هر دو اردوگاه با یافته‌های دقیق کنترل‌شده و تکرارپذیر، پیش‌بینی‌ها را در زمینی بی‌طرف ملاقات و آزمایش کنند. مطالعات خصمانه دیگری در موردآگاهی در حال انجام است. به عنوان مثال، ست در کمیته راهبری همکاری خصمانه دیگری بین IIT و دو نظریه دیگر آگاهی است.
این نوع تحقیق «روش جدیدی را برای انجام مطالعات تشویق می‌کند، که عبارت است از طراحی آزمایش‌هایی که بهترین شانس را برای تمایز بین نظریه‌ها دارند تا یافتن شواهد ست می‌گوید: «برای یک نظریه خاص، موافق یا مخالف.»
ست خاطرنشان می‌کند: «برای حوزه‌ای با چنین هدف والایی مانند توضیح پدیده آگاهی، اغلب به راحتی می‌توان در ابهام وجودی گم شد.» اما «حتی اگر نظریه کافی نداشته باشیم، در کاربردهای واقعاً مهم و عملی پیشرفت می‌کنیم»، مانند درک آگاهی در موارد آسیب مغزی و کما یا در طول بیهوشی عمومی.
چیز-سیوره می‌گوید: «افرادی هستند که از مداخله حمایت از حیات محروم می‌شوند زیرا تصور می‌شود که آنها «آنجا» نیستند. ریسک بسیار بالاست که نمی‌توان مستقیماً به این مشکل پرداخت.»