Per generazioni, i ricercatori hanno riflettuto sulla questione di come e dove si forma la coscienza nel cervello. Il professor Ekrem Dere della Ruhr University Bochum, Germania, propone un nuovo approccio alla ricerca dell’elaborazione cosciente delle informazioni cognitive. Egli sostiene la definizione delle fasi dei processi cognitivi coscienti sulla base di osservazioni comportamentali e curve di apprendimento.
Come e dove si forma la coscienza nel cervello
“L’apprendimento spesso non è un processo graduale, ma avviene a passi da gigante; si potrebbe dire che gli esseri umani e gli animali sperimentano epifanie improvvise di tanto in tanto”, afferma. “È probabile che queste esperienze siano precedute da processi coscienti”.
Dere delinea il suo nuovo approccio, che potrebbe essere applicato sia agli esseri umani che agli animali, in un articolo pubblicato sulla rivista Frontiers in Behavioral Neuroscience.
La coscienza non è un processo tutto o niente. “Ci sono diversi livelli di coscienza, a seconda, ad esempio, se stiamo dormendo o scrivendo un’e-mail”, afferma Ekrem Dere del Mental Health Research and Treatment Center di Bochum, che è anche membro della Sorbonne Université di Parigi. “All’estremità superiore di questa gradazione, per così dire, troviamo l’elaborazione cosciente delle informazioni cognitive che è necessaria per gestire un problema complicato”.
Per studiare i correlati neurobiologici di questi processi utilizzando metodi scientifici , è necessario sottoporre un essere umano o un animale a un compito sperimentale che può essere risolto solo mediante l’elaborazione cosciente delle informazioni cognitive: è fondamentale che non vi sia una soluzione preconcetta.
“Nella lunga storia della psicologia cognitivo-comportamentale, sono stati sviluppati moltissimi compiti di questo tipo”, afferma Dere. “Tuttavia, la difficoltà principale è che un essere umano o un animale potrebbero non utilizzare l’elaborazione cosciente delle informazioni cognitive per tutto il tempo di elaborazione”.
Il ricercatore suggerisce quindi di utilizzare curve di apprendimento per restringere le fasi di elaborazione cosciente delle informazioni in relazione alla loro tempistica. In queste curve, la prestazione in un compito specifico viene tracciata nel tempo. “La prestazione di apprendimento spesso non migliora in modo continuo, ma piuttosto a balzi o a fasi”, spiega Dere. Questo cosiddetto apprendimento discontinuo dopo l’intuizione può fungere da marca temporale.
“L’elaborazione cosciente delle informazioni cognitive deve aver avuto luogo in questo momento e presumibilmente anche nei secondi che lo hanno preceduto”, afferma lo psicologo. “Armati di questa conoscenza, possiamo usare metodi di imaging o elettrofisiologici per osservare il cervello durante l’elaborazione cosciente delle informazioni cognitive confrontando i periodi di tempo immediatamente precedenti l’improvviso aumento dell’apprendimento con punti precedenti o successivi nel tempo durante l’elaborazione del compito”.
Ciò consentirebbe ai ricercatori di scoprire quali meccanismi vengono utilizzati dal cervello in quale regione per l’elaborazione delle informazioni coscienti.
La coscienza può esistere in una simulazione al computer?
Sarebbe auspicabile che l’intelligenza artificiale sviluppasse la coscienza? Non proprio, per una serie di ragioni, secondo la Dott. ssa Wanja Wiese dell’Istituto di Filosofia II presso la Ruhr University di Bochum, Germania.
In un saggio, esamina le condizioni che devono essere soddisfatte affinché la coscienza esista e confronta i cervelli con i computer. Ha identificato differenze significative tra esseri umani e macchine, in particolare nell’organizzazione delle aree cerebrali e delle unità di memoria e di calcolo.
“La struttura causale potrebbe essere una differenza rilevante per la coscienza”, sostiene. Il saggio è stato pubblicato sulla rivista Philosophical Studies.
Quando si considera la possibilità della coscienza nei sistemi artificiali, esistono almeno due approcci diversi.
Un approccio chiede: quanto è probabile che gli attuali sistemi di intelligenza artificiale siano coscienti e cosa deve essere aggiunto ai sistemi esistenti per rendere più probabile che siano capaci di coscienza? Un altro approccio chiede: quali tipi di sistemi di intelligenza artificiale hanno poche probabilità di essere coscienti e come possiamo escludere la possibilità che certi tipi di sistemi diventino coscienti?
Nella sua ricerca, Wanja Wiese persegue il secondo approccio.
“Il mio obiettivo è contribuire a due obiettivi: in primo luogo, ridurre il rischio di creare inavvertitamente una coscienza artificiale; questo è un risultato auspicabile, poiché al momento non è chiaro in quali condizioni la creazione di una coscienza artificiale sia moralmente ammissibile. In secondo luogo, questo approccio dovrebbe aiutare a escludere l’inganno da parte di sistemi di intelligenza artificiale apparentemente coscienti che solo apparentemente sono coscienti”, spiega.
Ciò è particolarmente importante perché ci sono già indicazioni che molte persone che interagiscono spesso con i chatbot attribuiscono la coscienza a questi sistemi. Allo stesso tempo, il consenso tra gli esperti è che gli attuali sistemi di IA non sono coscienti.
Wiese chiede nel suo saggio: Come possiamo scoprire se esistono condizioni essenziali per la coscienza che non sono soddisfatte dai computer convenzionali, ad esempio? Una caratteristica comune condivisa da tutti gli animali coscienti è che sono vivi.
Tuttavia, essere vivi è un requisito così rigoroso che molti non lo considerano un candidato plausibile per una condizione necessaria per la coscienza. Ma forse alcune condizioni che sono necessarie per essere vivi sono necessarie anche per la coscienza?
Nel suo articolo, Wanja Wiese fa riferimento al principio di energia libera del neuroscienziato britannico Karl Friston. Il principio indica: I processi che assicurano l’esistenza continuata di un sistema auto-organizzante come un organismo vivente possono essere descritti come un tipo di elaborazione delle informazioni.
Negli esseri umani, questi includono processi che regolano parametri vitali come la temperatura corporea, il contenuto di ossigeno nel sangue e lo zucchero nel sangue. Lo stesso tipo di elaborazione delle informazioni potrebbe essere realizzato anche in un computer. Tuttavia, il computer non regolerebbe la sua temperatura o i livelli di zucchero nel sangue, ma simulerebbe semplicemente questi processi.
Il ricercatore suggerisce che lo stesso potrebbe essere vero per la coscienza. Supponendo che la coscienza contribuisca alla sopravvivenza di un organismo cosciente, allora, secondo il principio di energia libera, i processi fisiologici che contribuiscono al mantenimento dell’organismo devono conservare una traccia che l’esperienza cosciente lascia dietro di sé e che può essere descritta come un processo di elaborazione delle informazioni.
Questo può essere chiamato il “correlato computazionale della coscienza”. Anche questo può essere realizzato in un computer. Tuttavia, è possibile che in un computer debbano essere soddisfatte condizioni aggiuntive affinché il computer non solo simuli ma anche replichi l’esperienza cosciente .
Nel suo articolo, Wanja Wiese analizza quindi le differenze tra il modo in cui le creature coscienti realizzano il correlato computazionale della coscienza e il modo in cui un computer lo realizzerebbe in una simulazione. Sostiene che la maggior parte di queste differenze non sono rilevanti per la coscienza. Ad esempio, a differenza di un computer elettronico, il nostro cervello è molto efficiente dal punto di vista energetico. Ma è improbabile che questo sia un requisito per la coscienza.
Un’altra differenza, tuttavia, risiede nella struttura causale di computer e cervelli: in un computer convenzionale, i dati devono sempre essere prima caricati dalla memoria, poi elaborati nell’unità di elaborazione centrale e infine nuovamente archiviati nella memoria. Nel cervello non esiste tale separazione, il che significa che la connettività causale di diverse aree del cervello assume una forma diversa. Wanja Wiese sostiene che questa potrebbe essere una differenza tra cervelli e computer convenzionali che è rilevante per la coscienza.
“A mio avviso, la prospettiva offerta dal principio dell’energia libera è particolarmente interessante, perché ci consente di descrivere le caratteristiche degli esseri viventi coscienti in modo tale che possano essere realizzate in linea di principio nei sistemi artificiali, ma non siano presenti in grandi classi di sistemi artificiali (come le simulazioni al computer)”, spiega Wanja Wiese.
“Ciò significa che i prerequisiti per la coscienza nei sistemi artificiali possono essere catturati in modo più dettagliato e preciso.”
La coscienza è continua o discreta?
Due grandi teorie hanno alimentato un dibattito iniziato da Sant’Agostino, che dura ormai da 1500 anni: la coscienza è continua, in cui siamo coscienti in ogni singolo punto nel tempo, oppure è discreta, in cui siamo coscienti solo in determinati momenti del tempo? In un’opinione pubblicata sulla rivista Trends in Cognitive Sciences, gli psicofisici rispondono a questa domanda secolare con un nuovo modello, che combina sia momenti continui che punti discreti del tempo.
“La coscienza è fondamentalmente come un film. Pensiamo di vedere il mondo così com’è, non ci sono lacune, non c’è niente in mezzo, ma non può essere proprio così”, afferma il primo autore Michael Herzog, professore presso l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Svizzera. “Il cambiamento non può essere percepito immediatamente. Può essere percepito solo dopo che è avvenuto”.
A causa della sua natura astratta, gli scienziati hanno faticato a definire la percezione cosciente e inconscia. Ciò che sappiamo è che una persona passa dall’incoscienza alla coscienza quando si sveglia al mattino o si sveglia dall’anestesia. Herzog afferma che la maggior parte dei filosofi sottoscrive l’idea di percezione cosciente continua, perché segue l’intuizione umana di base: “abbiamo la sensazione di essere coscienti in ogni momento del tempo”.
D’altro canto, l’idea meno popolare della percezione discreta, che sostiene il concetto secondo cui gli esseri umani sono coscienti solo in determinati momenti nel tempo, è carente in quanto non esiste una durata universale della durata di questi momenti.
Herzog e i co-autori Leila Drissi-Daoudi e Adrien Doerig sfruttano i vantaggi di entrambe le teorie per creare un nuovo modello a due stadi in cui una percezione cosciente discreta è preceduta da un periodo di elaborazione inconscia di lunga durata. “È necessario elaborare le informazioni in modo continuo, ma non è possibile percepirle in modo continuo.”
Immagina di andare in bicicletta. Se cadessi e aspettassi ogni mezzo secondo per reagire, non ci sarebbe modo di riprenderti prima di toccare terra. Tuttavia, se associ brevi momenti di coscienza a periodi più lunghi di elaborazione inconscia in cui le informazioni vengono integrate, la tua mente ti dice cosa hai percepito e ti riprendi.
“È lo zombie dentro di noi che guida la tua bici, uno zombie inconscio che ha un’eccellente risoluzione spaziale/temporale”, afferma Herzog. In ogni momento, non dirai a te stesso “sposta la bici di altri 5 piedi”. I pensieri e l’ambiente circostante vengono aggiornati inconsciamente e il tuo sé cosciente usa gli aggiornamenti per vedere se hanno senso. In caso contrario, cambi il tuo percorso.
“L’elaborazione cosciente è sopravvalutata”, afferma. “Dovresti dare più peso al periodo oscuro e inconscio dell’elaborazione. Credi semplicemente di essere cosciente in ogni momento del tempo”
Gli autori scrivono che il loro modello a due stadi non solo risolve il problema filosofico vecchio di 1500 anni, ma dà anche nuova libertà agli scienziati di diverse discipline. “Penso che aiuti le persone ad alimentare completamente l’elaborazione delle informazioni per diverse prospettive perché non hanno bisogno di tradurle da quando un oggetto viene presentato direttamente alla coscienza”, afferma Herzog.
“Poiché otteniamo questa dimensione extra del tempo per risolvere i problemi, se le persone lo prendono sul serio e se è vero, ciò potrebbe cambiare i modelli in neuroscienza, psicologia e potenzialmente anche nella visione artificiale”.
Sebbene questo modello in due fasi potrebbe contribuire al dibattito sulla coscienza, lascia domande senza risposta come: come vengono integrati i momenti coscienti? Cosa avvia l’elaborazione inconscia? E come questi periodi dipendono dalla personalità, dallo stress o da una malattia, come la schizofrenia? “La domanda su quale coscienza è necessaria e cosa si può fare senza la coscienza? Non ne abbiamo idea”, afferma Herzog.