두뇌 장, 복잡성 및 의식
이전 글은 정신 활동과 다양한 뇌 이미징 방법으로 측정 한 동적 패턴 사이의 의식 – 찾는 관계의 "쉬운 문제"에 초점을 맞추 었습니다. 이 새로운 포스트는 신경 과학과 물리학에서 추가 지원 아이디어를 발전시켜 의식의 근원 인 "어려운 문제"에 대한 탐구를 용이하게합니다. 여기서 우리는 고전 물리학 (1905 년 이전에 알려진 모든 것)을 고수합니다. 최신 지위는 의식과 양자 역학 사이의 가능한 연관성에 대한 논쟁적인 아이디어를 포함하여 현대 물리학의 추가적인 아이디어를 채택 할 것이다.
물리학 자들은 역동적 인 패턴을 필드 로 표시하고, 비슷한 아이디어는 뇌 과학에 사용됩니다. 과학자들은 온도 장, 전자기장, 중력장, 정보 장, 양자 장 등을 말합니다. 예를 들어, 온도 필드는 온도가 위치와 시간에 따라 달라짐을 나타냅니다. 비슷한 경우 뇌 영역은 다양한 크기의 뇌 조직에서 개별 뉴런, 시냅스 활동, 산소 수준 등에서 활동 전위의 패턴을 나타낼 수 있습니다. 두뇌 필드를 표현하는 한 가지 간단한 방법은 첫 번째 그림과 같이 "크리스마스 트리 모델"을 사용하는 것입니다. 사람이 정신적 인 업무를 수행한다고 가정 해보십시오. 뇌의 특정 부분은 크리스마스 트리 조명과 유사한 "밝게"볼 수 있습니다. 즉 뇌 활동의 일부 측정, 일반적으로 뇌파 검사 (EEG) 또는 기능 자기 공명 영상 (fMRI)은 특정 정신 작업이 수행 될 때 반응합니다. 이 접근법이 중요한 정보를 드러내는 동안, 은유 적 크리스마스 트리는 단지 가난한 두뇌 모델을 제공합니다. 우선, 순진한 견해는보다 높은 수준의 정신 활동이 더 많은 불을 피우거나 더 밝게 불을 붙일 수 있어야한다는 것입니다. 그러나, 그런 "뜨거운"두뇌는 진짜로 중대한 생각을 생각하고 있는가? 내 대답은 아니오 야; 완전히 밝혀진 크리스마스 트리 유는 간질 발작, 즉 의식이없는 두뇌 상태에 해당합니다.
또 다른 문제는 동적 패턴이나 뇌 영역의 "동적"측면에 관한 것입니다. 의식은 외관상으로는 적어도 0.5 초 정도 지속되는 특정 종류의 뇌 패턴을 요구합니다. 또한, 의식은 전기장 (EEG) 진동으로 기록 된 특별한 종류의 뇌 리듬과 밀접하게 관련되어 있습니다. 분명히, 두뇌는 의식적으로 적절하게 "조정"되어야합니다. 마지막으로, 뇌 영역의 다차원 적 성격의 문제가 있습니다. 뇌 조직의 작은 영역을 확대하면 두 번째 그림에 표시된 것과 같이 복잡한 구조와 관련 패턴이 나타납니다. 따라서 뇌 영역은 서로 다른 조직 수준 (척도)에서 측정 된 패턴 내의 하위 패턴 내의 동적 하위 하위 패턴으로 구성됩니다. 요약하면, 의식은 분명히 뇌 영역에서 특별한 유형과 수준의 복잡성을 요구합니다.
서로 다른 척도로 측정 된 뇌 영역에 대한 두 가지 경쟁 해석이 분명합니다. 첫째, 아마도 의식은 어떤 특별한 의식 규모 (C- 규모)에서 동적 패턴으로 부호화 될 수 있습니다. 이 견해에서, 다른 척도에서 관찰 된 의식 서명은 "마음을 만드는"C 규모의 현장 행동의 부산물에 지나지 않는다. 어쩌면 예를 들어, 의식은 단일 뉴런 수준의 패턴으로 인코딩됩니다. 이는 일부 과학자들이 수용하는 견해입니다. 이 관점에서 신경 과학은 환원 주의적 향을 취합니다. 단일 뉴런 C 스케일은 의식이 "상주하는"수준이거나 "인코딩 된"수준입니다.이 견해의 한 가지 의미는 약 1 억 정도의 인공 뇌 인공 뉴런은 적절하게 상호 연결된 경우 진정한 의식을 얻을 수 있습니다.
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다른 해석으로는 특별한 C 스케일이 실제로 존재하지 않는다는 것입니다. 즉, 의식은 근본적으로 다차원 현상입니다. 이것을 멀티 스케일 추측 이라고 부릅니다. 이 관점에서, 의식은 여러 척도에서 발생하는 동적 패턴에 의해 부호화됩니다. 의식은 십자가 상호 작용 (상향식과 하향식 모두)과 밀접한 관련이 있습니다. 멀티 스케일 추측은 의식의 복잡성을 평범하게하는 철학적 입장에 반대한다고 주장한다. 본질적으로, 의식은 적어도 분자, 세포, 장기 시스템 등 상호 작용하는 다중 구조로 이루어진 무의식적 인 삶만큼 복잡한 시스템을 필요로하는 것처럼 보인다. 따라서, 다중 적 추측이 작용할 수있는 두 개의 서로 다른 지적 영역이 제안된다. 첫째, 다차원 추측은 유물론, 이원론, 그리고 어려운 문제에 대한 의문과는 독립적 인 독립적 인 생각으로 진지하게 받아 들여진다. 둘째로, 다단계 추측은 어려운 문제의 근원이되는 물질주의 적이거나 비 물질적 인 개념으로 두뇌 장을 연결시키는 시험 적 다리를 제공 할 수있다.
수년 동안 대부분의 뇌 과학자들은 복잡성에 대한 과학을 피했지만, 지난 20 년 동안 이러한 누락이 줄어들었다 (예제 참조). 복잡성 과학은 일부 조직의 작은 부분들 간의 관계가 대규모 시스템의 집단적 행동을 야기하는 방법과 이러한 창 발적인 글로벌 시스템이 어떻게 상호 작용하고 조직의 낮은 수준과 주변 환경과의 관계를 형성 하는지를 조사합니다. 복잡성의 각 수준에서 완전히 새로운 속성이 등장합니다. 심리학은 단지 적용된 생물학이 아닙니다. 생물학은 단지 응용 화학이 아닙니다. 화학은 방금 물리학을 적용하지도 않습니다. 복잡성 과학의 주목할만한 적용은보다 정확한 의식 계기의 개발이다. 신경 과학자 인 크리스토프 코흐 (Christof Koch)가 최근에 혼수 상태 또는 반 의식적 상태에있는 환자에 관한 논문에서 논의되었다. 이 새로운 복잡성 측정법은 경 두개 자기 자극을 기반으로합니다. 환자의 뇌는 강력한 자기장 펄스로 압축됩니다. 자극 된 EEG가 기록되고,이 특정 뇌장으로부터 복잡 지수가 계산되어, 환자의 의식 또는 결핍에 대한 하나의 중요한 측정치를 제공한다. 우리는 가까운 장래에 복잡한 과학을 뇌 과학에 더 많이 적용 할 것으로 기대할 수 있습니다.