Tzv. ‘teški problem svijesti’ fraza je što ju je osmislio australski filozof David Chalmers kako bi opisao jednu od najintrigantnijih i najtežih zagonetki filozofije uma i kognitivne znanosti – kako i zašto subjektivna iskustva (ono što filozofi nazivaju kvalija; lat. qualia) nastaju iz fizičkih, neuronskih procesa u mozgu. Svi dosadašnji pokušaji da se riješi ‘teški problem svijesti’, međutim, nisu se pokazali uspješnima. Stoga je opravdano postaviti pitanje je li uopće moguće potpuno razumjeti svijest koristeći postojeće teorije prirodnih znanosti – biologije, fizike, kemije i drugih – ili nam je možda potrebno zaputiti nam nekim novim teorijskim putevima. U nekoliko nastavaka predstavit će se upravo jedna takva mogućnost proširenja postojeće neuronske paradigme, s posebnim naglaskom na nekim novim idejama koje potječu iz doticaja suvremene fizike mikrosvijeta, neurofiziologije i filozofije.
***
Svojih osnovnoškolskih dana rado se prisjećam, no jedan mi se događaj ne samo posebno urezao sjećanje, već je i korjenito promijenio moj način gledanja na svijet te na određeni način odredio moje buduće interese. Nije mi poznato rade li to još uvijek i nove generacije djece na satovima biologije, ali pogled kroz okular optičkog školskog mikroskopa na uzorak iz bare koji smo sami prikupili meni je otvorio beskrajno fascinantno obzorje golom oku nevidljivog, malenog svijeta. Doduše, trebalo je prvo naučiti gledati kroz mikroskop, a zatim zapravo i naučiti vidjeti ono što gledamo (što će mnogo kasnije postati i predmetom mojih filozofijskih interesa, ali to je druga priča), no radoznalo je dječje oko brzo naučilo razaznavati uronjene trunčice nežive tvari od živih stvorenja koja su zajedno s njima jurcala posvuda u jednoj jedinoj kapi barske vode. Glavna zvijezda ove jedinstvene mikroskopske predstave nedvojbeno je bilo njezino visočanstvo – papučica! To čudesno trepetljikavo stvorenje, plemenitog latinskog naziva Paramecium, plivalo je u toj kapljici bare naokolo, sudaralo se i izbjegavalo prepreke, a maštu su raspirile i učiteljičine priče o tome kako se papučice hrane i razmnožavaju, kao i druge zanimljivosti o ovoj ‘protozoi’, ne većoj od četvrtine milimetra. Ono čemu nas tada učiteljica, međutim, nije podučila, a nisam siguran je li to ikada uopće ušlo u školske (ili čak sveučilišne) programe, jest činjenice da su ova jednostanična bića zapravo mnogo ‘pametnija’ nego li bi se to očekivalo od njih.
Prve naznake da papučice nisu tek puki organski automati pojavile su se još davne 1911. godine, kada su Lucy M. Day i Madison Bentley, psiholozi s Cornellova laboratorija za komparativnu psihologiju, proučavali kako se papučice ‘ponašaju’ kada doplivaju do kraja kapilarne cjevčice čiji je unutarnji promjer manji od njihove duljine. Ono što su otkrili nemalo ih je začudilo. Nakon perioda od jednog do dva sata i brojnih pokušaja i pogrešaka u tom periodu, ne samo da je nakon toga bilo potrebno sve manje i manje vremena da papučice naprave puni i uspješni okret prema slobodnoj strani cjevčice, kao i to da su u tome bile sve uspješnije, već su papučice – kada su bile uklonjene iz cjevčice nakon takvog ‘treninga’, a zatim ponovo nakon desetak do dvadesetak minuta vraćene u kapilarnu cjevčicu – još uvijek zadržavale ‘naučenu’ vještinu okretanja, trošeći i dalje mnogo manje vremena za okret i bivajući još uvijek uspješnije u tome nego li kada su prvi puta uvučene u cjevčicu.
Ne bi li provjerila ovu neočekivanu ‘pamet’ papučica, psihologinja Beatrice Gelber provela je 1950-ih i 1960-ih dodatne pokuse (vidjeti npr. Gelber 1952). Tako je ona, primjerice, u prvom dijelu pokusa, u tekućinu u kojoj su plivale papučice umočila ‘golu’, sterilnu žicu – rezultat toga bio je da su papučice ovu žicu očekivano zaobilazile i izbjegavale kao i svaku drugu prepreku. Međutim, u drugom dijelu pokusa, Gelber je žicu premazala kulturom bakterija s kojom se papučice hrane i one su sada postale itekako ‘zainteresirane’ za žicu, plivajući opetovano do nje i hraneći se ponuđenom bakterijskom trpezom. Ni to, doduše, nije bilo neočekivano. Ono što je bilo neočekivano bila je okolnost da su papučice, nakon nekoliko takvih ‘seansi’ hranjenja, a nakon što je Gelberova u tekućinu ponovo umočila ‘golu’ žicu, one i dalje plivale prema žici, sugerirajući Gelberovoj da su na neki način one ‘naučile’ povezati žicu s hranom, na način klasičnog uvjetovanja koji je uvjerljivo sličio načinu na koji su Pavlovljevi psi naučili povezati zvono s hranom.
Mogućnost klasičnog Pavlovljevo uvjetovanja kod papučica još je sugestivnije pokazana u pokusima čije je rezultate 1979. godine objavio tim s Mankato State University, uspjevši ‘istrenirati’ papučice da reagiraju na zvukove. Kada su tako u prvom dijelu pokusa ovi znanstvenici izlagali papučice određeno tonu iz zvučnika neposredno ispod predmetnog stakalca s konkavnim udubljenjem u kojem se nalazio uzorak s papučicama, one su se ‘oglušile’ i ‘ponašale’ kao da se ništa ne događa. Međutim, kada je u drugom dijelu pokusa ovaj ton nakon dvije sekunde zasebnog trajanja bio uparen s električnim šokom, papučice su burno reagirale izbjegavajućim odgovorom, bilo trzajem bilo okretom. Nakon jedva dvije ili tri takve ‘seanse’, više od polovice papučica u ‘iščekivanju’ električnog šoka pokretalo je izbjegavajući odgovor već i na samom početku emitiranja tona. Svog ‘bolnog iskustva’ papučice su se mogle sjetiti i više od dvadeset i četiri sata nakon što su ga ‘zapamtile’. Također, papučice su mogle to iskustvo i ‘zaboraviti’ ukoliko se u daljnjim pokusima zvuk opetovano nije bio združen s električnim šokom, kao što ih se ponovo moglo ‘naučiti oprezu’ ukoliko bi se zvuk ponovo uparivao s šokom. Štoviše, pokusi su pokazali da papučice mogu nekako i razlikovati tonove frekvencija 300 i 500 herca pri ‘odlučivanju’ o izbjegavajućem odgovoru.
Ovi i slični pokusi izazvali su prvoj polovici dvadesetog stoljeća mnoge rasprave i kontroverze, te su uglavnom bili ignorirani. Prevladalo je mišljenje da su papučice sposobne za neasocijativno učenje – učenje temeljem podražaja te posljedično habituacije i senzibilizacije – ali ne i za složenije, asocijativno učenje, kao što je to klasično Pavlovljevo uvjetovanje. Pokusi koji su upućivali na mogućnost ovog potonjeg kod jednostanične papučice smatrani su stoga ili neponovljivima ili podložnima nekim prihvatljivijim tumačenjima. Međutim, suvremeniji i robusniji, metodološki stroži pokusi ne samo da su replicirali ove rane pokuse s asocijativnim učenjem kod papučica, već su i pokazali da papučice mogu ‘savladati’ i mnoge još teže ‘zadatke’. Tako su, primjerice, u jednom pokusu iz 2006. godine papučice bile ‘istrenirane’ izbjegavati ili favorizirati tamna ili svjetla područja kupke u kojoj su plivale ovisno o naravi električnog stimulansa kao potkrepljenja, a u drugom pokusu iz iste godine one su pokazale još ‘inteligentnije ponašanje’ kao što je spontana promjena ponašanja koje zahtijeva ‘sjećanje’ na prethodni izbor u T-labirintu (jednostavan račvasti prolaz koji se obično koristi u eksperimentima s kognicijom viših životinja, s hranom na kraju jednog kraka i praznom zdjelom na drugoj). Danas stoga prevladava mišljenje da ovi pokusi demonstriraju da jednostanična bića poput papučica uistinu mogu ‘učiti’ (vidjeti, npr., ovdje i ovdje). Štoviše, ovo zagonetno svojstvo učenja pokazala su i druga jednostanična bića, primjerice, trubice (Stentor roeselii), kako je to pokazano u pokusima iz 2018. godine.
Sada, iako se ovi pokusi danas sve više prihvaćaju kao uvjerljivi, oni i dalje ostaju iznimno problematični. Naime, učenje je uvjetovano pamćenjem, a pamćenje zahtijeva neku vrstu memorije. No, što bi ona mogla biti u slučaju jednostaničnog organizma poput papučice ili trubice? Ovo nije problem samo za objašnjenje zagonetnog ‘pametnog ponašanja’ jednostaničnih organizama, već općenito za postojeću neurofiziološku paradigmu. Poglavito, od sredine dvadesetog stoljeća, mozak se promatra kao složeno računalo sastavljeno od jednostavnih neurona, od kojih svaki djeluje kao svojevrsna temeljna algoritamska jedinica svijesti, uključujući i procese učenja i pamćenja. Asocijativno učenje je u ‘službenoj’ biologiji i neurofiziologiji stoga još uvijek rezervirano samo za tzv. više organizme, poput sisavaca i ptica, koji imaju mozak, živčani sustav, neurone i sinapse. Jednostanični organizmi, međutim, nemaju ništa od toga. Je li, dakle, moguć ne-sinaptički oblik pohrane, kako bi on uopće izgledao i kakve bi to posljedice moglo imati za naše razumijevanje svijesti i njezinog ‘teškog problema’?
(Nastavlja se)
marginalije 