Het moeilijke probleem van bewustzijn

In deze TED-talk legt David Chalmers het probleem uit waar hij beroemd mee is geworden: the hard problem of consciousness. Hoe leidt de activiteit van miljoenen fysieke zenuwcellen in de hersenen tot subjectieve ervaringen? Waarom hebben we überhaupt ervaringen en zijn we geen zombies?

Voor een aantal neurowetenschappers bestaat er geen moeilijk probleem. Subjectieve ervaringen ontstaan vanzelf uit hersenactiviteiten (emergentie) en computersimulaties in de toekomst zullen dit aantonen. En dan zijn er filosofen als Daniel Dennett die het bestaan van bewustzijn volledig ontkennen en hier nog trots op lijken te zijn ook.

Chalmers vermoedt dat bewustzijn iets universeels is, zoals zwaartekracht, en dat de wetenschap het ook zo moet behandelen. Hiermee lijkt hij te neigen naar het idealisme, een filosofische stroming die zegt dat alles in bewustzijn plaatsvindt en niks erbuiten. Voor mij is dit de simpelste verklaring voor onze innerlijke wereld.

Sceptici zullen wellicht aanvoeren dat het belachelijk is te stellen dat de wereld verdwijnt wanneer je niet kijkt, maar de echte scepticus zou juist moeten denken: wat voor bewijs is er voor dat de wereld nog bestaat als we niet kijken? Accepteren dat juist het fantaseren van een externe wereld een onnodige aanname is (Ockhams scheermes) en dat wanneer die aanname verdwijnt, we opeens verklaringen hebben voor een heel scala aan moeilijk verklaarbare fenomenen, waaronder bewustzijn.

Advertenties

Hoe werken onze hersenen? – Deel 2

Hoe werken de hersenen 2

Hoe uniek zijn menselijke hersenen?
Waarin verschillen mensen van chimpansees, het soort waarmee we het nauwste verwant zijn? Mensen hebben het vermogen om te plannen, en naar een doel toe te werken, ons aanpassend gedurende de reis ernaartoe. Chimpansees lijken zich meer bezig te houden met basale activiteiten zoals eten, seksen en bescherming zoeken tegen gevaar. Is dat het verschil, ons vermogen om hogere doelen na te streven?

Onze frontale kwab stelt ons in staat een hoger doel voor ogen te houden, terwijl we in het hier en nu leven. Uit onderzoek blijkt echter dat chimpansees dit vermogen ook hebben. Zij blijken in staat een figuurtje in een computerspel uit een doolhof te leiden, waarvoor ze de uitgang voortdurend in het oog moeten houden. De slimste apen lukt dit vrijwel moeiteloos, ook bij doolhoven die ze nooit eerder hebben gezien, en ze nemen zelden een verkeerde afslag. Vooruit plannen is dus niet uniek voor de menselijke soort. Wat wel?

Is het wellicht taal dat menselijke hersenen onderscheid? Daarmee zijn we immers in staat geweest complexe beschavingen op te bouwen, doordat we snel de kennis van de duizenden generaties voor ons kunnen doorgeven aan onze kinderen. Maar nee, de hersenen van chimpansees zijn weliswaar kleiner dan die van mensen, ze functioneren bijna hetzelfde. En apen blijken verdomd goed in staat taal te begrijpen, zelf wanneer die complex en verwarrend is. Zo begrijpen ze dat een hot dog niet noodzakelijk heet hoeft te zijn, en dat er geen hond aan te pas komt.

Om te begrijpen waarin de hersenen verschillen moeten we teruggaan naar onze voorouders: de Neanderthalers. Zij maakten prachtige instrumenten, maar waren daarin lange tijd verdomd fantasieloos. Voor honderden duizenden jaren maakte zij steeds dezelfde stenen voorwerpen. Opeens is er iets veranderd en vond er een explosie plaats van creativiteit en innovatief vermogen. Mensen gingen materialen combineren en er ontstond een stroomversnelling van vernieuwing die tot de dag van vandaag voortduurt. Wat er precies in het brein is veranderd zullen we nooit exact weten, maar hiermee is de moderne denkende mens ontstaan.

Ontwikkeling van het brein
Hoe ontwikkelt het moderne brein zich? Wanneer men de hersenactiviteit van een baby meet terwijl gezichten worden getoond, is er een verschil in hersenactiviteit wanneer een gezicht omgekeerd wordt getoond. De vaardigheid om gezichten te herkennen is getraind door oefening. Bij iedere ervaring – hoe klein ook – maken hersencellen verbinding met elkaar. Door herhaaldelijke ervaringen worden bepaalde verbindingen sterker, net zoals dat ze zwakker worden wanneer ze niet getraind worden. Door op die manier te functioneren, is het brein flexibel en dynamisch.

Van een groot deel van onze hersenontwikkeling zijn we ons er niet van bewust, maar van sommige delen wel. Dat worden herinneringen. Voor de meeste mensen geldt dat hun eerste herinnering tussen de leeftijd twee en vier heeft plaatsgevonden. Maar we hebben ook veel herinneringen opgeslagen in de gigantische archiefkast die het brein is, waar we niet meer de sleutel van hebben. Herhaling traint het brein en vormt dus voor een belangrijk deel onze persoonlijkheid.

Het geheugen is opgebouwd uit verschillende delen. Met het semantische geheugen onthouden we feiten, zoals het verschil tussen een bloem en een boom, en een hond en een kat. Dit deel stelt ons in staat de wereld om ons heen te begrijpen. Het is als een gigantische databank die voortdurend wordt aangevuld en aangepast wanneer we nieuwe kennis en ervaringen opdoen.

Bij semantische dementie raakt iemand geleidelijk het vermogen kwijt onderscheid te maken tussen dingen. Dit ontstaat door celsterfte in een bepaald gebied, dat precies het omgekeerde proces in werking stelt als bij de hersenontwikkeling van een kind, waarbij het netwerk van neuronverbindingen wordt opgebouwd. De problemen bij semantische dementie zijn heel specifiek. Een patiënt kan zich bijvoorbeeld bepaalde gebeurtenissen nog prima herinneren, of de regels van favoriete spelletjes. Maar in het herkennen van dieren op plaatjes, is het kennisniveau vergelijkbaar met dat van een kind. De kennis is simpelweg afgebouwd.

Hoe ontstaat bewustzijn in de hersenen?
Het ultieme mysterie van het brein is bewustzijn. Een innerlijke wereld met het besef dat jij jij bent. Niet iets waar de meeste mensen veel over nadenken, maar desalniettemin een wonderlijk fenomeen. Hoe komt dit bewustzijn tot stand? Er is in ieder geval geen speciaal gebied voor bewustzijn, maar het bijzondere gevoel van bewustzijn ontstaat uit gewone hersenactiviteit. Het voelt misschien niet zo, maar veranderingen in de patronen van zenuwcellen die in het brein actief zijn, zijn de basis van alles wat we ervaren.

Bewustzijn moet dus ergens ontstaan in deze maalstroom van elektrische activiteit in het brein. Maar hoe verklaren we dan welke van de vele netwerken van cellen boven de drukte uitgehoord worden? Welke eigenschap of welk proces in het brein zorgt voor bewustzijn? Een sterke prikkel kan zorgen voor een golf van hersenactiviteit die de rest tijdelijk overheerst. Anesthesie onderdrukken elektrische signalen tussen hersencellen, dat voorkomt dat de golven zich verder uitbreiden, waardoor een patiënt het bewustzijn verliest. Hallucinerende drugs, zoal Ketamine, creëren tijdelijk nieuwe netwerken tussen cellen die normaal niet actief zijn. Je hebt alleen geen drugs nodig om je hersenactiviteit te manipuleren. Door je op een andere plek te wanen en je voor te bereiden op een pijnlijke stimulus, kun je voorkomen dat je pijn voelt als je bijvoorbeeld een injectie krijgt toegediend. Je voorstellingsvermogen creëert dan een golf die sterker is dan de golf die door de pijnprikkel gecreëerd wordt.

Wetenschappers weten niet exact welk proces bewustzijn creëert, maar wel dat het wordt geproduceerd door gewone hersencellen. Maar hoe zit het met het onbewuste? Het is aannemelijk dat al onze acties onbewust beginnen, en dat je je vervolgens bewust wordt van het resultaat. Er is een vertraging van ongeveer een halve seconde voor je iets merkt. We leven dus een halve seconde in het verleden, logisch gezien het grote aantal cellen dat moet samenwerken voor een bewuste ervaring.

Een bekende filosofisch wetenschappelijke vraag is daarom of vrije wil wel bestaat. Bij het meten van hersenactiviteit van iemand die een bewuste beslissing neemt voor een actie, is al een opbouwende hersenactiviteit zichtbaar op de scan. De beslissingen die we dagelijks nemen die aanvoelen als bewuste keuzes zijn eigenlijk het resultaat van onbewuste processen in de hersenen. We zijn dus biologische machines, maar wel bewuste machines. We hebben wel degelijk een vrije wil. Bewustzijn en onderbewustzijn zijn het resultaat van de algehele staat van het hele brein. De wetenschap weet nog niet precies hoe bewustzijn ontstaat, maar het is geaccepteerd als fysieke realiteit en niet als vreemd fenomeen.

Hoe ver neurowetenschappen ook zullen komen de komende eeuw, het zal nooit ondermijnen hoe het voelt om een uniek en individueel mens te zijn.

Zie ook:
Hoe werken onze hersenen? – Deel 1

Icon 12 - Water

Hoe werken onze hersenen? – Deel 1

Hoe werken de hersenen 1
Neurowetenschapper Susan Greenfield gelooft dat alle ervaringen van de mens te verklaren zijn door in het hoofd te kijken, zelfs de meest complexe spirituele gevoelens. Moderne wetenschap staat voor de uitdaging uit te zoeken wat er gebeurt in anderhalf kilo kloppende hersenmassa met een netwerk van 100 miljard zenuwcellen. In de BBC documentaire ‘Brain Story’ vertelt Greenfield hoe het brein werkt en individuele mensen vormt tot wie ze zijn. Hoe komen onze persoonlijkheden tot stand?

Temporaalkwab-epilepsie kan iemands perceptie van de wereld veranderen. Vincent van Gogh leed hieraan. Een kenmerk is het anders waarnemen van kleuren en contouren, en het beleven van intense religieuze ervaringen. Rondvliegende neuronen in het brein bepalen op zijn minst voor een sterk deel iemands hele zijn. In Canada zijn experimenten gedaan waarbij religieuze ervaringen zijn gecreëerd in de hersenen van proefpersonen. Zulk onderzoek is omstreden, maar de wetenschap is desondanks begonnen aan de zoektocht naar een fysieke verklaring voor zelfs de meest mystieke ervaringen.

Ons brein heeft delen die we hebben geërfd van primitieve voorouders. De hersenstam, die ademhaling en slaap regelt, stamt nog van de reptielen (het bekende ‘reptielenbrein’). Daaromheen ligt het limbisch systeem, dat de eerste zoogdieren al hadden. Dan is er nog het meest recent ontwikkelde deel, de hersenschors dat verband houdt met onze hogere denkprocessen: logica en ratio. Het oude idee over de werking van de hersenen is dat deze drie delen samenwerken in een vaste hiërarchie met ratio bovenaan. Maar sterke emoties zoals agressie – die nog uit het reptielenbrein stammen – kunnen de rationele delen tijdelijk overheersen. Denk aan voetbalhooligans die met elkaar op de vuist gaan na een wedstrijd van hun favoriete club.

Maar het blijkt niet zo eenvoudig te zijn. Emoties moeten meer zijn dan reptiele driften die ontsnappen aan de ratio. Gedachten en emoties zijn onlosmakelijk aan elkaar verbonden. Neem bijvoorbeeld de emotie walging. In de basis heeft die vooral met eten te maken. Als iemand walging voelt trekken zijn mondhoeken naar beneden. Bij jonge kinderen zit walging vooral in dingen die ze niet (meer) willen eten. Later komt daar de walging van besmetting bij. Als je bij een kind van zeven een kakkerlak in zijn limonade doet en hem er weer uithaalt, zal het kind het drankje niet meer willen. Voor een kind van vier is het geen probleem.

Later in het leven breidt walging zich uit naar andere gebieden. Naar onhygiënische dingen, naar bloed, naar bepaalde seks, naar mensen… Wat bij kinderen begint als ‘haal het uit mijn mond’ wordt bij volwassenen een veel complexere emotie zoals ‘haal het uit mijn hoofd’ of zelfs ‘haal het uit mijn ziel’. Dr. Paul Rozin, die het fenomeen walging onderzocht heeft, noemt het ‘de emotie van de samenleving’. Iemand die geen walging kent, zou je onbeschaafd vinden.

Hoe zit het met emoties in de hersenen? Bij het voorbeeld walging wordt een deel van de hersenen bijzonder actief: het anterior insula, hetzelfde gebied dat actief is als je iets onplezierigs of pijnlijks voelt in je darmen. Het insula helpt ons vaststellen dat er iets naars gebeurt in onze darmen. Of dat nu fysiek is of meer metaforisch, bijvoorbeeld als je ergens van walgt in een gewone situatie. Zelfs als je dus niks onprettigs in je mond hebt, reageert je brein alsof dat wel zo is. Een specifiek hersengebied is nog niet gevonden voor boosheid, verdriet, blijdschap en verbazing. Wel voor angst: onze sterkste en meest primaire emotie. Angst en walging hebben dus gespecialiseerde hersengebieden. Steek dat maar in je zak Dr. Hunter S. Thompson (auteur van verschillende ‘Fear & Loathing’ boeken).

Een bijzonder complexe hersenfunctie is de manier waarop onze perceptie van de wereld tot stand komt. Via onze ogen komt visuele informatie binnen, maar het beeld dat de hersenen laten zien wordt net zo goed vanuit ons geheugen opgebouwd. Kortom, wat we zien is eigenlijk maar heel weinig. Onze hersenen bouwen beelden, niet onze ogen. Daarom kunnen dromen zo levendig zijn. Het brein creëert beelden die worden omgezet in de werkelijkheid door de informatie die onze ogen ontvangen. Omgekeerd van wat je van ‘zien’ zou verwachten. De hersenen zijn een droommachine, en de werkelijkheid wordt gereguleerd en begrensd door de zintuigen.

In het volgende deel kijkt Greenfield naar hoe de hersenen ons hebben geholpen beschaafd te worden (ik weet het, een heel relatief begrip), hoe onze persoonlijkheden tot stand komen, en hoe we vrienden maken met behulp van de hersenen.

Zie ook:
Hoe werken onze hersenen? – Deel 2