از مغز انسان تا هوش مصنوعی؛ تلاش دانشمندان برای ردیابی آگاهی
دانشمندان از سراسر جهان گرد هم آمده‌اند تا یکی از پیچیده‌ترین مفاهیم علوم زیستی و شناختی را رمزگشایی کنند و آن آگاهی است. در پژوهشی تازه، متخصصان علوم اعصاب، هوش مصنوعی و فلسفه تلاش کرده‌اند با بررسی رفتار حیوانات، فعالیت مغز انسان و عملکرد سیستم‌های هوشمند، نشانه‌هایی از آگاهی را در موجودات زنده و حتی ماشین‌ها بیابند. این تلاش می‌تواند تعریف ما از ذهن، تجربه و اخلاق را دگرگون کند.
عصر کانادا – اواخر سال ۲۰۰۵، پنج ماه پس از یک تصادف رانندگی، زنی ۲۳ ساله بدون هیچ واکنشی روی تخت بیمارستان دراز کشیده بود. او دچار آسیب شدید مغزی شده و هیچ نشانه‌ای از آگاهی از خود نشان نمی‌داد. اما وقتی پژوهشگران در حال اسکن مغز این زن از او خواستند که تصور کند در حال بازی تنیس است، اتفاقی قابل‌توجه رخ داد: بخش‌هایی از مغز او که با حرکت مرتبط هستند در اسکن روشن شدند.
به نقل از نیچر، این آزمایش که توسط عصب‌شناس «آدریان اوون» و همکارانش طراحی شده بود، نشان می‌داد که این زن، منظور دستورالعمل را فهمیده است و تصمیم گرفته همکاری کند با وجود اینکه بدون واکنش به‌نظر می‌رسید.
اوون، محقق دانشگاه وسترن در شهر لندن اونتاریوی کاناداست ، به همراه همکارانش شیوه‌ای نو برای آزمودن آگاهی معرفی کرده بودند. در حالی که برخی آزمون‌های قبلی به مشاهده فعالیت کلی مغز متکی بودند، این راهکار بر فعالیت‌هایی متمرکز بود که مستقیما با یک فرمان شفاهی پژوهشگر مرتبط بود.
از آن زمان، این روش بر روی صدها فرد بدون واکنش به کار گرفته شده و نشان داده است که بسیاری از آن‌ها همچنان نوعی زندگی درونی دارند و تا حدی نسبت به دنیای اطراف خود آگاهند.
مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۴ نشان داد که از هر چهار فردی که به‌طور فیزیکی بدون واکنش بودند، یک نفر فعالیت مغزی داشت که نشان می‌داد می‌تواند دستورات مربوط به تصور فعالیت‌های خاص مانند بازی تنیس یا راه رفتن در فضایی آشنا را بفهمد و دنبال کند. این آزمون‌ها به روش‌های پیشرفته تصویربرداری عصبی متکی هستند، بنابراین بیشتر به حوزه تحقیقاتی محدود می‌شوند، چرا که هزینه‌های بالایی دارند و به تخصص ویژه‌ای نیاز دارند. اما از سال ۲۰۱۸، راهنماهای پزشکی شروع به توصیه استفاده از این آزمون‌ها در عمل بالینی کرده‌اند.
از زمان ظهور این روش‌ها، دانشمندان مشغول توسعه راه‌هایی برای بررسی لایه‌هایی حتی پنهان‌تر از آگاهی بوده‌اند. اهمیت این موضوع بالاست. ده‌ها هزار نفر در سراسر جهان در حال حاضر در وضعیت بی واکنشی مداوم هستند. ارزیابی آگاهی آن‌ها می‌تواند راهنمای تصمیمات مهم درمانی باشد، مانند اینکه آیا باید آن‌ها را همچنان متصل به دستگاه‌های حیات نگه داشت یا خیر. مطالعات همچنین نشان می‌دهند که افرادی که در بیمارستان بی واکنش مانده‌اند اما نشانه‌هایی پنهان از آگاهی دارند، احتمال بیشتری برای بهبود دارند نسبت به آن‌هایی که چنین نشانه‌هایی ندارند.
نیاز به آزمون‌های بهتر برای شناسایی آگاهی فراتر از انسان‌هاست. شناسایی آگاهی در گونه‌های دیگر که ممکن است اشکال کاملا متفاوتی داشته باشد به ما کمک می‌کند تا درک کنیم این موجودات چگونه دنیا را تجربه می‌کنند، که این خود پیامدهایی برای سیاست‌گذاری در زمینه رفاه حیوانات دارد.
همچنین، پژوهشگران به‌طور فعال در حال بحث هستند که آیا ممکن است روزی آگاهی از سوی سیستم‌های هوش مصنوعی (AI) پدیدار شود یا خیر. سال گذشته، گروهی از فلاسفه و دانشمندان رایانه، گزارشی منتشر کردند و از شرکت‌های فعال در حوزه هوش مصنوعی خواستند که شروع به آزمودن سیستم‌هایشان برای یافتن نشانه‌هایی از آگاهی کنند و سیاست‌هایی برای مواجهه با چنین پدیده‌ای طراحی کنند.
این سناریوها که قبلا بیشتر انتزاعی بودند، حالا به مسائلی فوری و عملی تبدیل شده‌اند این را انیل سث، عصب‌شناس شناختی از دانشگاه ساسکس در نزدیکی برایتون، بریتانیا می‌گوید.
در ماه آوریل، سث و دیگر پژوهشگران در دانشگاه دوک در دورهام، کارولینای شمالی گرد هم آمدند تا درباره آزمون‌های شناسایی آگاهی در انسان‌ها از جمله افراد با آسیب مغزی، جنین‌ها و نوزادان، حیوانات دیگر و سیستم‌های هوش مصنوعی بحث کنند.
گرچه دانشمندان توافق دارند که هنوز جای زیادی برای بهبود وجود دارد، بسیاری توسعه آزمون‌های آگاهی مبتنی بر تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) و الکتروانسفالوگرافی (EEG) را یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های این حوزه می‌دانند.
۴۰ سال پیش تصور اینکه ما چندین گزینه عملی برای آزمون آگاهی در افراد بدون واکنش داشته باشیم، غیرقابل باور بود، این را عصب‌شناس کریستوف کخ از مؤسسه علوم مغز آلن در سیاتل، واشنگتن می‌گوید. این پیشرفت بزرگی است.
لایه‌های آگاهی
دانشمندان حتی بر سر اینکه آگاهی دقیقا چه چیزی است اختلاف‌نظر دارند.
اما بسیاری آن را به داشتن یک زندگی درونی یا تجربه ذهنی تعبیر می‌کنند. این ویژگی آگاهی را ذاتا خصوصی می‌سازد: یک فرد فقط می‌تواند از آگاهی خودش کاملا مطمئن باشد. او می‌تواند از روی رفتار دیگران، آگاهی آن‌ها را نیز حدس بزند، اما این روش همیشه در مورد افرادی که دچار آسیب شدید مغزی یا اختلالات عصبی‌اند که نمی‌توانند خود را ابراز کنند کارساز نیست.
مارچلو ماسیمینی، عصب‌شناسی از دانشگاه میلان ایتالیا، ارزیابی آگاهی در این موارد دشوار را به پوست‌کندن یک پیاز تشبیه می‌کند.
لایه اول همان ارزیابی‌هایی که به‌طور معمول در کلینیک‌ها انجام می‌شود و شامل مشاهده‌ی رفتارهای بیرونی است. برای مثال، یک پزشک از فرد می‌خواهد که دو بار دست پزشک را فشار دهد، یا نام فرد را صدا می‌زند تا ببیند آیا سرش را به سمت صدا برمی‌گرداند یا خیر. توانایی پیروی از چنین دستوراتی نشانگر وجود آگاهی است.
پزشکان همچنین می‌توانند فرد بدون واکنش را در طول زمان زیر نظر بگیرند تا ببینند آیا حرکات داوطلبانه و پیوسته‌ای مانند پلک زدن عمدی یا نگاه کردن به یک جهت خاص نشان می‌دهد یا خیر؛ حرکاتی که می‌توانند نوعی ارتباط باشند. پژوهشگران از آزمون‌های مشابهی در نوزادان هم استفاده می‌کنند، برای مثال بررسی حرکت چشم آن‌ها در واکنش به محرک‌ها.
برای فردی که می‌تواند صدا را بشنود و فرمان‌های کلامی را درک کند، اما در آزمون‌های حرکتی پاسخ نمی‌دهد، لایه‌ی دوم شامل بررسی فعالیت مغزی پس از دریافت چنین دستوری می‌شود درست مثل همان زن در آزمایش سال ۲۰۰۵.
اگر فعالیت‌هایی در مغز بیابید که ویژه‌ی آن وظیفه‌ی ذهنی خاص هستند مثلا فعال شدن قشر پیش‌حرکتی در تصور بازی تنیس این به‌اندازه‌ی فشار دادن دست، نشانه‌ای معتبر از وجود آگاهی است. این افراد به‌عنوان مبتلایان به «ناهمخوانی حرکتی‌شناختی» شناخته می‌شوند که نوعی آگاهی پنهان است.
اما آستانه‌ی شناسایی آگاهی با این آزمون‌ها خیلی بالا در نظر گرفته شده، زیرا نیاز به چند دقیقه تمرکز پایدار دارد، این را «نیکلاس شیف»، عصب‌شناس از ویل کورنل مدیسین در نیویورک و از نویسندگان مطالعه ۲۰۲۴ می‌گوید؛ همان مطالعه‌ای که نشان داد یک چهارم از افراد بدون واکنش ممکن است آگاه باشند.
در این مطالعه همچنین گروهی از شرکت‌کنندگان گنجانده شده بودند که نشانه‌های بیرونی از آگاهی داشتند. در میان آن‌ها، فقط ۳۸ درصد در آزمون موفق شدند. حتی در افراد سالم، پرسه‌زنی ذهنی و خواب‌آلودگی مشکل‌ساز است.
ارزیابی آگاهی در افرادی که در این آزمون‌ها موفق نمی‌شوند، نیازمند رسیدن به لایه سوم پیاز است. در این موارد، از فرد خواسته نمی‌شود که به‌طور فعال در فعالیت ذهنی‌ای شرکت کند.
فقط محرک‌هایی به فرد ارائه می‌شود و سپس بررسی می‌کنید که مغز چه واکنشی نشان می‌دهد.
در مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۷، پژوهشگران یک کلیپ ۲۴ ثانیه‌ای از سخنرانی افتتاحیه‌ی جان اف. کندی، رئیس‌جمهور وقت آمریکا، را برای افرادی با آسیب مغزی شدید پخش کردند. آن‌ها همچنین نسخه‌ای معکوس از همان کلیپ صوتی را هم برایشان پخش کردند.
هر دو کلیپ ویژگی‌های صوتی مشابهی داشتند، اما انتظار می‌رفت فقط کلیپ اصلی الگوهای پردازش زبانی در مغز را فعال کند؛ کلیپ دوم به‌عنوان کنترل استفاده شد. با استفاده از نوار مغزی، این آزمایش به شناسایی آگاهی پنهان در چهار نفر از ۸ فردی که هیچ نشانه‌ای دیگر از درک زبان نشان نداده بودند، کمک کرد.
پیاده‌سازی چنین رویکردی خارج از محیط پژوهشی تنها چالش موجود نیست. این آزمون‌ها نیاز دارند که پژوهشگران بدانند چه الگوهایی از فعالیت مغز واقعا بازتاب آگاهی هستند، چون بعضی محرک‌ها می‌توانند واکنش‌های مغزی ایجاد کنند که بدون آگاهی اتفاق می‌افتند.
مرزهای تعریف آگاهی: لایه‌ای حتی گریزان‌تر
ماسیمینی می‌گوید لایه‌ی چهارم که حتی از لایه‌های قبلی هم گریزان‌تر است لایه‌ای از آگاهی است که دانشمندان تازه در حال آغاز پژوهش بر روی آن هستند.
ممکن است فردی بدون واکنش فیزیکی، حتی وقتی مغزش کاملا از دنیای بیرون جدا شده باشد یعنی نتواند تصاویر، صداها، بوها، تماس یا هیچ ورودی حسی دیگری را دریافت یا پردازش کند همچنان آگاه باقی بماند. این تجربه ممکن است شبیه خواب دیدن باشد، یا مثل اینکه در اتاقی کاملا تاریک و بی‌صدا دراز کشیده‌اید و نمی‌توانید حرکت کنید یا بدن خود را احساس کنید. گرچه از دریافت حس‌های بیرونی محروم هستید، ذهن شما همچنان فعال است و افکار و تجربه‌های درونی تولید می‌کند. در چنین حالتی، دانشمندان باید نشانه‌های آگاهی را فقط از ویژگی‌های ذاتی مغز استخراج کنند.
ماسیمینی و همکارانش در حال استفاده از روشی به نام تحریک مغناطیسی فراجمجمه‌ای (TMS) هستند که از آهنرباهایی روی سر برای تحریک مغز استفاده می‌کند به‌عنوان یکی از شیوه‌های ممکن برای ارزیابی آگاهی به کار می‌رود. پس از اعمال این شوک مغناطیسی، آن‌ها واکنش مغز را با الکتروانسفالوگرافی اندازه‌گیری می‌کنند. در افراد سالم، پاسخ‌هایی پیچیده مشاهده می‌شود که نشان‌دهنده‌ی یک گفت‌وگوی غنی میان نواحی مختلف مغز است. این پیچیدگی با شاخصی جدید به نام شاخص پیچیدگی اختلالی (perturbational complexity index یا PCI) سنجیده می‌شود؛ این شاخص در افراد بیدار و سالم بالاتر است نسبت به زمانی که در خواب یا تحت بیهوشی قرار دارند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این معیار می‌تواند به آشکار کردن حضور آگاهی حتی در افراد بدون واکنش کمک کند. پژوهشگران دیگر نیز نسخه‌ای از همین آزمون را برای بررسی زمان ظهور آگاهی در جنین‌ها پیشنهاد کرده‌اند.
فراتر از دنیای انسان
ارزیابی آگاهی هرچه بیشتر از ذهن انسان فاصله می‌گیرد، چالش‌برانگیزتر می‌شود. یکی از مشکلات این است که حیوانات غیرانسان نمی‌توانند تجربه‌های ذهنی خود را به ما منتقل کنند. مشکل دیگر این است که آگاهی در گونه‌های دیگر ممکن است شکل‌هایی داشته باشد که برای انسان کاملا ناشناخته یا غیرقابل درک باشد. برخی آزمون‌هایی که برای ارزیابی آگاهی در انسان طراحی شده‌اند، را می‌توان در گونه‌های دیگر نیز امتحان کرد. برای مثال پژوهشگران از شاخص پیچیدگی اختلالی در موش‌ها استفاده کرده‌اند و الگوهایی یافته‌اند که به الگوهای انسانی شباهت دارند. اما آزمون‌های رایج‌تر معمولا به بررسی رفتارهایی متکی‌اند که نشان‌دهنده‌ی حساسیت (sentience) هستند یعنی توانایی تجربه‌ی مستقیم احساسات و حس‌هایی مانند درد. حساسیت که برخی پژوهشگران آن را پایه‌ای برای آگاهی می‌دانند، نیازمند توانایی تامل بر احساسات نیست.
در یکی از آزمایش‌ها، هشت‌پاها به‌طور پیوسته از محفظه‌ای دوری کردند که پس از دریافت یک محرک دردناک در آن قرار داده شده بودند و با وجود اینکه قبلا آن محفظه را ترجیح می‌دادند. وقتی به این حیوانات بی‌حسی داده شد تا درد را تسکین دهد، آن‌ها برعکس، ترجیح دادند وقت خود را در همان محفظه‌ای بگذرانند که پس از دریافت دارو در آن قرار گرفته بودند. این رفتار نشان می‌دهد که آن‌ها نه‌تنها درد فوری را حس می‌کنند، بلکه رنج مداوم ناشی از آن را نیز تجربه می‌کنند و به‌خاطر می‌سپارند و از آن اجتناب می‌کنند.
درک آگاهی حیوانات؛ یک چالش اخلاقی
توانایی تشخیص آگاهی در حیوانات، پیامدهایی فراتر از علم صرف دارد این توانایی مستقیما به اخلاق و قانون مرتبط می‌شود. در سال ۲۰۲۲، اتحادیه اروپا رسما به این نتیجه رسید که برخی از سخت‌پوستان، از جمله هشت‌پاها و خرچنگ‌ها، موجوداتی حساس هستند. در نتیجه، توصیه‌هایی برای ارتقاء شرایط نگهداری و ذبح انسانی آن‌ها صادر شد. در بریتانیا نیز دولت قوانینی را تصویب کرده که حساسیت مهره‌داران و برخی بی‌مهرگان را به رسمیت می‌شناسد. در ایالات متحده، چنین شناختی هنوز نهادینه نشده است، ولی پژوهش‌های اخیر ممکن است در آینده بر قوانین ایالتی یا فدرال تاثیر بگذارد.
با وجود این پیشرفت‌ها، پرسش‌های اساسی همچنان بی‌پاسخ مانده‌اند: آیا همه‌ی حیوانات آگاه هستند؟ آیا برخی گونه‌ها شکل‌هایی از آگاهی دارند که ما هنوز نمی‌توانیم آن‌ها را درک کنیم؟ و در صورت وجود آگاهی در حیوانات، چه مسئولیت‌هایی متوجه ما می‌شود؟
هوش مصنوعی: مسئله‌ای به‌مراتب پیچیده‌تر
چالش‌های اخلاقی و علمی، زمانی پیچیده‌تر می‌شوند که صحبت از آگاهی در ماشین‌ها به میان می‌آید. در حالی‌که برخی سامانه‌های هوش مصنوعی امروزی می‌توانند مکالمه‌ای بسیار شبیه به انسان داشته باشند، بیشتر پژوهشگران معتقدند که آن‌ها فاقد آگاهی هستند. اما اگر روزی سامانه‌ای بسازیم که واقعا تجربه‌ی ذهنی داشته باشد، آیا می‌توانیم آن را تشخیص دهیم؟ یا حتی بدتر آیا ممکن است اکنون هم آگاهی در برخی سامانه‌های هوش مصنوعی پدید آمده باشد و ما متوجه آن نباشیم؟
برای مواجهه با این پرسش، دانشمندان به دنبال طراحی آزمون‌هایی هستند که بتواند نشانه‌های آگاهی را بدون تکیه بر شباهت رفتاری با انسان آشکار کند. در یکی از این تلاش‌ها، آزمایش‌هایی بر پایه‌ی نظریه‌ی اطلاعات یکپارچه (IIT) طراحی شده‌اند.
بر اساس این نظریه، سامانه‌ای آگاه محسوب می‌شود که اطلاعاتی پیچیده و یکپارچه تولید کند نه فقط حجم زیادی از داده‌ها، بلکه داده‌هایی که به شکلی سازمان‌یافته و درون‌وابسته که در ساختار سیستم پردازش می‌شوند.
طرفداران این نظریه امیدوارند روزی بتوانند آن را در سامانه‌های هوش مصنوعی نیز به کار ببرند، اما مخالفان هشدار می‌دهند که فقدان درک شفاف از تجربه‌ی ذهنی ممکن است ما را به اشتباه بیندازد.
جست‌وجویی بدون پاسخ‌های ساده
در نهایت، آنچه پژوهشگران را به پیش می‌راند، همان چیزی است که قرن‌ها فیلسوفان را به تفکر واداشته: درک اینکه آگاهی چیست و چه چیزی باعث می‌شود یک موجود چیزی را تجربه کند و نه فقط واکنش نشان دهد.
این جست‌وجو نه‌تنها ما را به بررسی مغز انسان و حیوانات و ماشین‌ها وامی‌دارد، بلکه پرسشی اساسی‌تر را پیش می‌کشد: آیا آگاهی یک ویژگی جهانی و فراگیر است؟ یا پدیده‌ای نادر و منحصر به فرد به شمار می‌رود؟
پاسخ به این پرسش‌ها می‌تواند درک ما از خودمان، جایگاه‌مان در طبیعت، و حتی وظایف اخلاقی‌مان را برای همیشه دگرگون کند.
