Luonnonfilosofinen seura 25 vuotta K.V. Laurikaisen juhlasymposium 2013 Tietoiset elämykset ovat koodattua aivoinformaatiota Simo Hemilä E-mail: simo.hemila@welho.com Abstract. Tässä tekstissä käsitellään tietoisia elämyksiä informaation kannalta. Käyttäen aisti-informaatiota ja hermoverkkoon varastoitua informaatiota aivoni laativat ajantasaisen mallin ympäristöstäni ja kehostani. Ruumiintoimintoni perustuvat kokonaan tähän aivoinformaatioon. Aivomallia ylläpitävä aivotoiminta myös kutsuu esiin tietoiset elämykset. Informaation kannalta aivoissa oleva tapahtuman kuvaus ja vastaava tietoinen elämys ovat kaksi saman tapahtuman kuvausta, joilla on sama informaatiosisältö. Elämyksen laadut, qualit (qualia) ovat koodausvälineitä, joiden avulla elämykset laaditaan aivoprosesseista. Tietoiset elämykset eivät ole materiaalisen maailman entiteettejä eivätkä voi vaikuttaa materiaan. Täten tietoiset elämykset kuten kipu eivät aikaansaa kausaalisesti käyttäytymistä. Johdanto Materiaalisessa maailmassa on hiukkasia, aaltoja, voimia ja kenttiä. Biologiset materiaalit, mukaanlukien aivomme, kuuluvat materiaaliseen maailmaan. Fysiikassa oletetaan, että kaikki materiaalisen maailman tapahtumat aiheutuvat neljästä tunnetusta vuorovaikutuksesta (gravitaatio, sähkömagnetismi, vahva ja heikko ydinvoima). Siispä ensimmänen perusoletukseni on, että kaikki ruumiilliset aktiviteetit aiheutuvat aivoärsytyksistä tai muista materiaalisista vaikutuksista. Tietyt aivotoiminnat virittävät myös tietoisia elämyksiä. Von Wright käyttää ilmaisua aivot kutsuvat esiin elämyksiä [1]. Elämysten maailma sisältää tietoiset elämykset: aistimukset, tunteet, ajatukset, tahtoelämykset ja itsetietoisuuden. Siispä toinen perusoletukseni on, että aivot voivat kutsua esiin tietoisia elämyksiä. Kolmas perusoletukseni on, että tietoiset elämykset eivät kuulu materiaaliseen maailmaan. Ne eivät ole materiaalisen maailman entiteettejä vaan jotakin muuta. Fysiikan, kemian tai fysiologian avulla emme voi kuvata yksityisiä elämyksiämme kuten kipua tai väriä. Koska elämykset eivät sisälly materiaaliseen maailmaan, ne eivät sijaitse materiaalisessa maailmassa, eivät esimerkiksi aivoissa. Tätä ei-fysikaalista toimintaa emme voi tutkia fysiologisin menetelmin. Vain elämysten hermostokorrelaatioita voidaan tutkia.
Tietoiset elämykset ovat koodattua aivoinformaatiota 2 Monelle fyysikolle ja muille tutkijoille ensimmäinen ja toinen perusoletus ovat itsestään selviä, mutta kolmannen hyväksyminen on vaikeampaa, koska se johtaa yllättäviin johtopäätöksiin. Tässä käsittelen näiden oletusten seurauksia informaation kannalta. Rajoitun analyysissäni yksinkertaisiin elämyksiin, kuten aistimuksiin tai mielihyvän ja pelon tunteisiin. Introspektiota, itsetietoisuutta tai puheen keskeistä roolia ihmisten tietoisuudessa en käsittele. Aivojen hermoverkko toimii tietokoneen tapaan. Paljon informaatiota on varastoituna hermoverkossa pitkäaikaiseen muistiin, ja joka hetki informaatiota prosessoidaan hermosolupiireissä. Aisteilla saadaan informaatiota ympäristöstö ja ruumiin tilasta, ja tämän informaation aivot yhdistävät muistista haettuun asiaan liittyvään informaatioon. Käyttäen tätä informaatiota aivot ylläpitävät sisäistä ajantasaista materiaalisen maailman kuvausta. Hermofysiologi Yadin Dudai selostaa yksityiskohtaisesti näitä sisäisiä kuvauksia [2]. Hänen mukaansa useimmat hermoverkon muistijäljet ovat organisoituneet tällaisiksi sisäisiksi kuvauksiksi. Evoluution kannalta näiden kuvausten arvo on selvä: ihmiset voivat ennustaa tulevia tapahtumia ja toimia sen mukaan. Tietoiset toiminnat perustuvat tiettyyn pieneen osaan aivojen informaatiota; kutsun tätä esilläolevaksi informaatioksi. Tämä informaatio muodostaa erityisen ajantasaisen ulkomaailman ja oman ruumiin kuvauksen. Koska tietoiset aktit perustuvat tähän hermoverkossa olevaan maailman malliin, kutsun sitä toimintoja ohjaavaksi aivomalliksi. Esilläoleva informaatio, joka tuottaa tietoiset elämykset, on erityinen pieni osa kaikkea sitä informaatiota, jota aivot parhaillaan prosessoi. Esimerkiksi propriosektiiviset signaalit ovat oleellisia kävelyn hallinnassa mutta eivät tule tietoisuuteen. Samoin näköjärjestelmämme sisältää niinsanotun sokeanäön ja muita järjestelmiä, jotka toimivat tietämättämme [3]. Erityisesti, kun keskitämme tarkkaavaisuutemme tiettyyn tehtävään, epäolellinen aisti-informaatio ei tule tietoisuuteemme. Psykologiassa tiedostamatonta havainnointia on tutkittu laajasti (yhteenveto [4]). Nämä esimerkit osoittavat, että aivot kutsuvat esiin elämyksiä vain kun tietty prosessi vaikuttaa. Emme tiedä, mikä tämä aivoprosessi on. Se voi olla tietty hermoverkon ominaisuus tai tila. Tietoisen elämyksen informaatio on sama kuin esilläoleva aivoinformaatio Oletetaan, että kävellessäni metsässä kohtaan mansikan. Näen sen, muistan sen herkullisen maun ja päätän syödä sen. Nämä ovat tapahtumia tietoisuudessa, ja todellakin syön marjan koska päätin tehdä niin. Toisaalta optiset hermoni välittävät visuaalisen tiedon silmistäni aivoihini, missä tämä informaatio yhdistetään muistitietoihin ja analysoidaan toimintaohjeeksi. Erityisesti hermosolupiirit kertovat aivojeni mielihyväkeskukselle, että marjalla on paljon ravintoarvoa, että se on arvokasta ravintoa. Siispä aivoni lähettävät käteni lihaksille ohjeet poimia marja ja viedä se suuhuni. Vaikuttaa siltä, että samalla tapahtumalla on kaksi syytä. Von Wright on esittänyt filosofisen analyysin tästä ongelmasta [1]. Materiaalisessa maailmassa tapahtumaketju aiheutuu materiaalisista vuorovaikutuksista. Aivojen lähettämä hermosignaali on marjanpoiminnan fysikaalinen, kausaalinen syy. Kuitenkin tämä aivotoiminta myös kutsuu
Tietoiset elämykset ovat koodattua aivoinformaatiota 3 esiin tietoiset elämykset. Näköhavainto ja tietoiset muistot mansikoista johtavat päätökseen poimia marja. Tämä päätös on marjanpoimisen tietoisen aktin peruste, ei kausaalinen syy. Niinpä tapahtumaketjut aivoissani ja tietoisuudessani ovat saman materiaalisen maailman tapahtuman kaksi kuvausta. Tämä edellyttää, että tätä tapahtumaa kuvaavilla hermoprosesseilla ja elämyksillä on sama informaatio. Tämä informaation identtisyys on selvää kaikissa tietoisissa akteissa. Oletetaan esimerkiksi, että näen kaksi kukkaa ja sanon: Näen kaksi kukkaa. Ensimmäisen perusoletukseni mukaan tämän puheen informaatio on pelkästään aivoinformaatiota. Kuitenkin toisaalta minulla on tietoinen näköhavainto kahdesta kukasta. Puheeseeni sisältyvä aivoinformaatio on sama kuin tietoisen elämykseni informaatio: Hermoverkossa esiintyvä kuvaus ja vastaava tietoinen elämys ovat kaksi kuvausta, joiden informaatiosisältö on sama. Tietoiset elämykset Kullakin elämyksellä on kaksi puolta. Ensinnäkin se sisältää informaatiota. Visuaalinen tai akustinen informaatio voidaan usein mitata kvantitatiivisestikin. Myös hajuja makuinformaatiota voidaan luonnehtia. Esimerkiksi tietyllä hajuelämyksellä on kolmentyyppistä informaatiota. Ensinnäkin hajun tyyppi, mikä yksilöi hajun lähteen. Toiseksi hajun voimakkuus. Kolmanneksi hajun miellyttävyys/epämiellyttävyys. Nämä informaatiot voidaan kertoa toisille ihmisille. Elämyksen toisena puolena ovat qualet (qualia), täysin yksityiset elämysten laadut kuten taivaan sinisyys, tietty erityinen kipu tai mädäntyneen kanamunan haju. Quale on koodausväline, kuten kirjaimet koodaavat puhuttuja äänteitä. Tällainen koodaus tarvitaan, kun hermoverkon informaatio esitetään havainnollisena elämyksenä. Qualet eivät sisällä välitettävää informaatiota; ne jäävät jäljelle, kun kaikki informaatio poimitaan elämyksestä. Täten niitä ei voida kuvata toiselle henkilölle. Voit kertoa, että tämä haju on voimakas, vastenmielinen rikkivedyn haju, mutta ehkä toverisi hajuelämys rikkivedylle on samanlainen kuin sinun elämyksesi ammoniakille! Termiä koodausväline voidaan havainnollistaa. Olettakaamme, että opiskelijaryhmän jokainen jäsen pitää päiväkirjaa salakielellä, käyttäen itse valitsemiaan merkkejä kirjaimina. Kukin jäsen voi kertoa päiväkirjansa sisältöä toisille, mutta hänen koodinsa on täysin yksityinen, aivan kuten hänen elämyksensä quale. Valitut merkit, koodausvälineet, eivät ole välitettävää informaatiota, ne ovat yksityisiä. Kun sanon, että tämä ruusu on punainen, tämä lause kuvaa ruususta heijastuvan valon aallonpituusjakautumaa näköelämykseni mukaisesti, mutta quale, punaisuuden elämys, on yksityinen. Sitä en voi välittää toisille. Koska toimintoja ohjaavassa aivomallissa arvot sisältävät tärkeää informaatiota, ne ovat myös koodatut elämyksiin. Tärkeät ja käyttökelpoiset kohteet kuvautuvat hyvinä, miellyttävinä, nautittavina, kun taas vahingolliset tai vaaralliset kohteet kuvautuvat pahoina, epämiellyttävinä, vastenmielisinä. Intentionaaliset toiminnat kuvautuvat myös aivoista elämyksiin, esimerkiksi haluna, toivomisena, päätöksenä toimia. Tietoisen aktin perusteena voi olla mielihyvän tavoittelu tai koettu voimakas tarve; vastaavina syinä aivoissa on eri neurovälittäjäaineiden toimintoja.
Tietoiset elämykset ovat koodattua aivoinformaatiota 4 Moni tiettyyn tavoitteeseen tähtäävä aivotoiminta on toki tedostamatonta. Voin kävellä katua lukien samalla mielenkiintoista kirjaa, jolloin aivoni ohjaavat kävelyni tiedostamattani. Meillä on yleensä tunne, että teoissamme toteutamme tietoisia päätöksiämme. Tämä ei kuitenkaan päde tietyissä tilanteissa: 1. Materiaalisen maailman tapahtuman ja toimintoja ohjaavan aivoprosessin välillä on viivettä. Nopeimmat toimintamme ovat refleksejä. Refleksi voi olla ehdoton, kuten käden nykäiseminen kuumasta kohteesta, tai opittu, kuten vastustajan pöytätennispallon palauttaminen. Näissä tapauksissa toiminta koetaan toki perustelluksi, koska se on rationaalista ja odotettavissa näissä tilanteissa. 2. Monimutkaisissa kognitiivisissa prosesseissa vain lopputulos yleensä tulee tietoisuuteemme. Miksi olisinkaan tietoinen kaikista monimutkaisista tiedonkäsittelyvaiheista, jotka johtavat näköhavaintoon? Samoin, kun fyysikko yrittää ratkaista vaikeaa ongelmaa, pääosa aivotoiminnasta on tiedostamatonta. Tämä tulee erityisen selväksi, jos ratkaisu putkahtaa tietoisuuteen seuraavana päivänä. 3. Aivoinformaatio, jota ei voi tuoda tietoisuuteen, vaikuttaa usein tunteisiimme, päätöksiimme ja puheisiimme. Tavallisesti emme ole tietoisia tästä vaikutuksesta; rationalisoimme käyttäytymistämme. Joskus tämä piiloinformaatio johtaa hämmennykseen ja harmiin, kun emme ymmärrä käytöstämme. Tyypillisiä esimerkkejä ovat fobiat, riippuvuudet, pakko-oireet, raivokohtaukset ja seniilien henkilöiden automaattiset toiminnat. Unohtuneet varhaislapsuuden kokemukset vaikuttavat samoin. Kipujen ja särkyjen merkitys Kun tietoiset elämykset eivät voi vaikuttaa materiaalisen maailman tapahtumiin, kivut ja säryt näyttäytyvät hyödyttöminä kiusoina! Itse asiassa voimakas kudosvauriosignaali voi aikaansaada nopean estorefleksin, ja hyödytön kipuelämys tulee viiveellä. Hyökkää tai pakene -tilanteessa syntyvä kudosvairio ei myöskään synnytä kipua, koska fysiologinen ehkäisy tällöin sulkee kipuradat. Normaaliolosuhteissa tieto kudosvauriosta tai kudosvaurioriskistä on kuitenkin syytä sisällyttää esilläolevaan informaatioon, jotta toteutuisi optimaalinen toiminta. Mehän voimme tarvittaessa hyväksyäkin kipuja. Täten normaalitilanteessa kudosvaurioinformaatio on oleellinen osa toimintoja ohjaavaa aivomallia, joka automaattisesti kutsuu esiin kipuelämyksen. Kun poika polttaa sormensa kynttilän liekissä ja oppii välttämään liekkiä, hän oppii sen aivojen kudosvaurio-informaation johdosta. Kuitenkin, koska toimintoja ohjaava aivomalli ja vastaava elämys ovat sama tapahtuma informaatiomaailmassa, emme voi sanoa, että kipu olisi normaalitilanteessa tarpeeton. Käyttäen von Wrightin terminologiaa, kudosvauriosignaali aivoissa on vauriota estävien lihasliikkeiden kausaalinen syy, ja kipu on tietoisten estoaktien peruste. Johtopäätöksiä Tietty osa aktiivisesta aivoinformaatiosta, esilläoleva informaatio, sisältää toimintoja ohjaavan aivomallin. Aivot myös kutsuvat esiin elämykset, joilla on sama informaatio
Tietoiset elämykset ovat koodattua aivoinformaatiota 5 kuin toimintoja ohjaavalla aivomallilla. Tietoiset elämykset eivät kuulu materiaaliseen maailmaan, eivät ole materiaalisen maailman entiteettejä. Tietoisen aktin kausaalisena syynä on liikeneuronien aktiivisuus, joka perustuu toimintoja ohjaavaan aivomalliin. Aktin perusteena on tietoinen päätös. Elämyksiä virittävää prosessia ei voida kuvata fysikaalisena tapahtumana. Toki fysiologinen tutkimus voi selvittää valintasäännön: mikä informaatio valikoituu esilläolevaksi ja muodostaa tietoisia toimintoja ohjaavan mallin, ja mikä aivoinformaatio on tietoisuudelta evätty. Fysiikassa emme kysy sellaisia miksi ja mikä -kysymyksiä kuten Miksi kaksi positiivisesti varattua hiukkasta karkoittavat toisiaan?, Mikä on karkoittavan voimavaikutuksen tarkoitus? tai Mikä on voimien ja sähkövarausten perusolemus?. Samalla tavoin kognitiivisten tieteiden kentällä meidän ei pitäisi tehdä miksi- tai mikä-kysymyksiä Miksi aivot kutsuvat esiin elämyksiä?, Mikä on elämysten tarkoitus?, Mikä on tietoisuuden perusolemus?. Jos hyväksymme tämän rajoituksen, Chalmersin hard problem [5] katoaa. Koska toimintoja ohjaavan aivomallin informaatiosisältö ja vastaavan tietoisen elämyksen informaatiosisältö ovat samat, ne esittävät saman asian, vain eri tavoin koodattuna. Tunnen kipua on toinen tapa sanoa Aivoni on tullut johtopäätökseen, että kudosvaurio on uhkaamassa. Ei voida sanoa, että kipu on turha, jos kudosvauriouhka on todellinen ja kannattaa tuoda tietoisuuteen, jotta voimme tehdä tietoisia valintoja. Kipu ei ole vauriota estävien lihasliikkeiden kausaalinen syy vaan tietoisen estävän aktin peruste. Kun aivoinformaatio esitetään elämyksenä, tämän informaation kvalitatiiviset piirteet on koodattava. Koodausvälineinä ovat qualet (qualia). Koska ne eivät sisällä välitettävää informaatiota, niitä ei voi kuvata toiselle henkilölle. Ne ovat tiukasti yksityisiä. Viitteet [1] G. H. von Wright, In the shadow of Descartes. Dordrecht, Boston,and London: Kluwer Academic Publishers (1998). [2] Y. Dudai, The neurobiology of memory: concepts, findings, trends. Oxford: Oxford University Press (1989). [3] J. M. Wolfe, Sci. Am. 248 (1983) 72-85. [4] P. M. Merikle, Journal of Consciousness Studies 5 (1998) 5-18. [5] D. J. Chalmers, Sci. Am. 273 (1995) 62-68.