Jesteśmy w stanie okrążyć Ziemię w mniej niż 24 godziny, wyeliminowaliśmy wiele poważnych chorób, potrafimy rozszczepiać jądra atomów. A wciąż nie mamy pojęcia, gdzie i w jaki sposób rodzi się świadomość.
Mimo iż w ostatnich latach naukowcy poczynili ogromne postępy w neurobiologii, to o świadomości wiedzą wciąż bardzo mało. Jej natura i pochodzenie to jedna z największych zagadek medycyny. Pytanie „czym jest świadomość” to także jedno z najbardziej elementarnych, które można zadać. Nie ma na nie jednoznacznej odpowiedzi.
Kto jest świadomy?
To nie tylko pytanie o charakterze naukowym, ale i filozoficznym. Ustalenie, czy pacjent jest świadomy po ciężkim uszkodzeniu mózgu, stanowi spore wyzwanie zarówno dla lekarzy, jak i rodzin podejmujących się ich opieki. Nowoczesne techniki obrazowania mózgu dają nam niespotykany wgląd w ludzką świadomość.
Wiemy na przykład, że złożone obszary mózgu, w tym kora przedczołowa, są odpowiedzialne za szereg wyższych funkcji poznawczych, a tym samym „świadome myślenie”. Z drugiej strony jednak, większość obszarów mózgu nie odpowiada tylko za jedną funkcję. To tym bardziej komplikuje próby wykrycia świadomości.
Powodem, dla którego tak trudno jest badać świadome doświadczenia, jest fakt, że są to całkowicie wewnętrzne i prawdopodobnie mocno subiektywne odczucia. Dla każdego z nas poczucie świadomości może być czymś innym. To tak, jak patrząc na ten sam obraz, możemy mieć różne odczucia. Nie dowiemy się jednak jakie one są, dopóki ich nie skonfrontujemy. Naukowcy twierdzą, że tylko świadome osoby mogą mieć subiektywne doświadczenia, a zatem najbardziej bezpośredniom sposobem oceny, czy ktoś jest przytomny, jest poproszenie go o powiedzenie nam o tym.
Ale co w przypadku, gdy ktoś straci zdolność mówienia? Wiadomo, że istnieją niewerbalne sposoby udzielenia odpowiedzi, np. poprzez kiwanie głową, ruchy rękami lub mrugnięcia oczami. Uzyskane w ten sposób informacje nie są tak bogate, jak słowne wypowiedzi, ale są wystarczające do oceny stanu świadomości. Gdy ktoś nie jest w stanie odpowiedzieć w żaden znany nam sposób, zakłada się, że nie jest świadomy.
Problemy z komunikacją
Badania opublikowane w „Nature” wskazują, że istnieją sygnatury mózgu, które mogą wskazywać na obecność świadomości bez zadawania klasycznych pytań. Mogą one być cenne do oceny stanu pacjentów po przebytym urazie mózgu.
Kiedy mózg zostanie poważnie uszkodzony, doświadczające go osoby mogą zapaść w śpiączkę. Zwykle nie trwa ona dłużej niż kilka dni, a wybudzeni z niej pacjenci zazwyczaj nie wykazują żadnych skutków ubocznych. Te kilka dni śpiączki są niezbędne do regeneracji mózgu, choć powszechnie wiadomo, że neurony nie mają takich zdolności. Czasami jednak zdarza się, że pacjenci nie wybudzają się ze śpiączki i przechodzą w stan wegetatywny. Jeszcze inną możliwością jest tzw. stan minimalnej świadomości. Niuanse neurologiczne między nimi są wyjątkowo subtelne.
W większości przypadków, stan wegetatywny lub stan minimalnej świadomości oznacza, że mózg nadal postrzega rzeczy, ale ich nie doświadcza. Niewielki odsetek pacjentów jest świadomy, choć nie potrafi tego zakomunikować.
Dzięki funkcjonalnemu rezonansowi magnetycznemu (fMRI) można badać stopień świadomości mózgu. Badanie to pokazuje, jak poszczególne regiony mózgu komunikują się ze sobą. Jak dokładnie? Zależność jest prosta. Gdy dany obszar mózgu jest aktywny, zużywa więcej tlenu i krwi. Te zmiany można wykryć, tworząc tym samym wzorce neuronalne.
Naukowcy z University of Birmingham zastosowali tę metodę u 53 pacjentów w stanie wegetatywnym, 59 osób w stanie minimalnej świadomości i 47 zdrowych uczestników. Pochodzili oni z różnych części świata – od Paryża, przez Londyn, po Nowy Jork. Okazało się, że badanie fMRI daje wstępny pogląd na to, kto jest świadomy, choć nie zawsze jest wystarczająco precyzyjne.
Świadomość a mechanika kwantowa
Niektórzy naukowcy przekonują, że fizyka klasyczna nie pozwala na kompleksowe podejście do świadomości. To z kolei umożliwia mechanika kwantowa – jedna z najprecyzyjniejszych nauk, których zasady pozwalają obliczać zachowania cząstek elementarnych i świata z nich zbudowanych.
Stuart Hameroff, anestezjolog z University of Arizona, uważa, że mikrotubule istnieją w superpozycjach kwantowych, co oznacza, że mogą mieć dwa różne kształty jednocześnie. Mikrotubule są strukturami o średnicy 20-25 nm, zbudowanymi z białka zwanego tubuliną, które nadają kształt wszystkim komórkom, w tym neuronom.
Każdy ze wspomnianych kształtów mikrotubuli jest związany z określoną informacją, czyli kubitem. To oznacza, że jest w stanie przechować dwa razy więcej danych niż wynikałoby to z rozumienia tego układu przez fizykę klasyczną. Jeżeli weźmiemy pod uwagę zjawisko splątania kubitów (oddziaływania na siebie cząstek nie będących w bliskim sąsiedztwie), okazuje się, że mózg działa jak komputer kwantowy. Jako pierwszy opisał go fizyk Roger Penrose, z którym dr Hameroff zresztą współpracuje.
Czy to oznacza, że starania lekarzy z całego świata mające na celu odkrycie natury świadomości są daremne? Może warto do badań nad tym delikatnym tematem zaprzągnąć fizyków kwantowych? Przyszłość maluje się w ciekawych barwach, bo już wkrótce wejdziemy w erę komputerów kwantowych, zdolnych do rzeczy, których nie śniło się filozofom.
