의식 이해를 향한 또 하나의 작은 단계

새로운 연구에 따르면 의식에는 분산 처리가 필요합니다.

두뇌가 의식적인 인식을 어떻게 발생시키는 지에 대한 우리의 이해가 커지고 있으며 과학 5 월호의 한 보고서는 그것을 더욱 확장시키고 있습니다.

연구는 시각 자극에 대한 원숭이 두뇌의 신경 충동 방전 반응을 조사했습니다. 시각 자극에 의해 순차적으로 활성화되는 4 개의 시각 피질 영역에 전극을 이식했습니다. 자극은 시야의 왼쪽 하단 영역에서 콘트라스트가 변화하는 원형 지점이었다. 원숭이는 자극이 전달되었을 때 신호를 받았다. 시각적 배경에 대비 한 반점과의 차이점을 보았 든 그렇지 않든간에 말이다. 원숭이는 중앙 고정 지점에서 시선을 450 밀리 초 전으로 이전 위치로 시선을 이동하여 현장을 보았을 때보고하도록 교육을 받았습니다. 원숭이는 시선을 기본 고정 점의 오른쪽으로 이동하여 인식 할 수없는 지점을보고했습니다. 수사관들은 응답을 단순한 반사 사다리꼴로 만드는 것을 피하기 위해보고를 연기했다. 더 긴 연기는 더 설득력이 있었을 지 모르지만 원숭이의 일하는 기억력과 쉬운 산만 함에 과세했을지도 모른다.

예상대로, 충분한 대비의 반점은 4 개의 시각 피질 영역 각각에서 임펄스 방전을 일으켰다. 원숭이가 사실을보고했는지 여부는 전극을 이식 한 전두엽 피질 영역에서 증가 된 충동 방전 여부에 따라 달라집니다. 의심의 여지없이 다른 모니터링되지 않은 정면 영역도 인식이보고 된 조건에서 활성화되었을 수 있습니다. 요점은 의식 인식은 넓게 분리 된 두뇌 영역의 활성화를 동시에 요구한다는 것입니다.

여기에서 시연되지 않은 것은 정면 활동이 시각 피질 영역에서의 활동과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 것이지만, 2000 년에보고 된 나의 연구실에서의 연구로부터 예측 될 수 있음이 분명하다. 우리는 인간에서 모호한 숫자의 대체 인식에 대한 의식적 실현이 뇌 두피의 시각 영역에 걸친 전기적 활동 (EEG)은 여러 정면 영역이있는 넓은 범위의 주파수에서 동일하거나 심지어 반대쪽 반구에서도 매우 동기화되었습니다. 그림 1은 대체 인식에 대한 실현 순간의 일관성 변화 지형을 보여줍니다.

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출처 : WR Klemm

그림 1. 25-50Hz 대역에서 모든 피험자, 모든 피험자에 대한 p <0.01 수준 일관성 증가의 지형적 요약. 각 사각형은 주어진 전극과 일치하고 그 위치에서의 활동이 어떻게 다른 위치에서의 활동과 더욱 일관되게 나타나는지를 보여줍니다. 즉, 피험자가 모호한 10 가지 수치 중 하나에서 의식적으로 대체 인식을 실현했습니다. Klemm et al. (2000). 25 Hz 이하의 대역에서도 광범위하게 일관성이 증가했다.

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따라서 시력에 국한 될 필요가없는 의미있는 탐지 가능한 신호는 즉각적인 신경 표적을 활성화 할뿐만 아니라 표적 세포가 더 많은 전두엽 영역에서 활동을 유발하는 피드 포워드를 유발할 수 있습니다. 이러한 전두엽의 피드백은 의식적인 인식을 위해 필요한 피질의 넓은 범위에 걸친 시간 고정 된 진동 결합을 설정할 수 있습니다. 시간 잠금은 신호를 의식 실현을위한 임계 값으로 증폭시킵니다.

분산 신호 처리가 반드시 의식이 신경 조직의 광대 한 범위를 필요로한다는 것을 의미하지는 않습니다. 로저 스페리 (Roger Sperry) 연구실의 스플릿 브레인 (split-brain) 연구를 생각해 볼 때, 뇌의 절반도 그것이 받아 들일 수있는 자극을 충분히 의식 할 수 있습니다. 의식의 마법은 관련된 조직의 양이 아니라 데이터 공유의 질적 본질에있는 것처럼 보입니다.

따라서 중요한 문제는 그렇지 않으면 격리 된 회로의 진동 결합이 신호를 의식적으로 인식하도록 증폭하는 방법입니다. “Amplify”는 오해의 소지가있는 단어 일 수 있습니다. 의식이 시간 단위당 더 많은 신경 충격을 갖는 것과 관련이 있다는 확실한 증거가 없기 때문입니다. 자극의 크기는 농도 및 정전기 구배에 의해 제한되기 때문에 충동은 확실히 커지지 않습니다. 오히려 비밀은 통제 된 충동의시기에 놓여있을 수 있습니다. 코 히어 런트 뉴런 앙상블 (coherent neuronal ensembles) 사이에서의 활동의 잔향으로부터, 확률이 높은 형태의 증폭이 발생하는데, 이는 의식적으로 검출 될 수있을 정도로 자극을 지속시킬 수있는 효과가있을 수있다. 즉, 뇌가 눈을보고있는 것을 “보게”한다.

의식은 단순히 신호 대 잡음비를 향상시키는 문제 일 수도 있습니다. 시간 고정 된 잔향 활동은 주어진 자극과 신뢰할 수 없게 관련되어있는 무작위 활동으로부터 더욱 격리되고 보호되어야합니다. 직관적으로, 그것은 우리가 일상 경험에서 느끼는 것입니다. 우리가 나무를 볼 때, 우연히 또는 의도적으로 우리가 새를 볼 수있을 때까지 수많은 나무 신호의인지 적 소음이 나무에서 새를 보지 못하게 할 수 있습니다.

이것은 여전히 ​​우리에게 불완전한 대답을 남깁니다. 자극을 의식적으로 인식 할 수 있도록 배경 소음을 증폭 또는 감소시키는 것은 무엇입니까? 실현시키는 뇌의 “사람”은 어디에 있습니까? 뇌가 무언가를 보거나들을 때 의식적으로 보거나 듣는 것은 “나”입니다. 내 두뇌는 내 “I”를 만들고 내 두뇌는 내 “I”입니다. 한 가지 가능성은 무의식 상태의 두뇌가 아바타처럼 작동하는 고유 한 네트워크 활동 세트를 출시 할 수 있다는 것입니다. 있다. 나는이 포스트를 “의식의 아바타 이론”으로 정교하게 다듬었다.

이 아바타는 “나는”그것이 인식하는 자극을 어떻게 찾을 수 있습니까? 그것은 자극 유발 활동을위한 피질을 가로 지르는 서치 라이트 스캐닝과 같이 그것을 찾고 있습니까? 또는 감각을 “찾고”있는 것이 아니라 오히려 자극이 의식을 시작하는 데 필요한 임계 값을 획득 할 때 일시적인 존재로 트리거됩니다. 원숭이 실험은 후자의 옵션을 지원합니다. 그러나 자극이 인식되고, 인식은 트리거링보다 오래 지속될 수 있습니다. 우리는 종종 순간적 자극의 의미를 의식적으로 생각하고, 기억과 통합하고,인지 또는 행동 또는 둘 모두의 신념, 의도 및 반응을 개발합니다.

한 가지 더 언급해야합니다. 원숭이 실험에서, 제시된 자극을 감지하지 못하는 경우에도 원숭이가 계속 깨어 났음이 분명했습니다. 따라서, 깨어있는 것은 의식하는 것과 동일하지 않습니다. 우리는 의식이 선택적주의에 달려 있음을 보여주는 부주의 한 실명에 대한 인간의 실험으로부터 이것을 또한 안다. 깨어남은 의식을위한 필수 조건이지만 그 자체로는 충분하지 않습니다.

참고 문헌

Van Vugt, Bram, et al. (2018). 의식적인보고를위한 임계점 : 시각 및 전두엽 피질의 신호 손실 및 반응 편향. 과학. 360 (6388), 537-542]에 기재되어있다.

Klemm, WR, Li, TH 및 Hernandez, JL (2000). 모호한 그림 작업 동안인지 바인딩의 코 히어 런트 EEG 지표. 의식 및인지. 9, 66-85.