The Octopus: An Alien Among Us

Self-replikoiva, bakteeriperäinen elämä ilmestyi Maahan ensimmäisen kerran noin 4 miljardia vuotta sitten. Suurimman osan maapallon historiasta elämä pysyi yksisoluisella tasolla, eikä mitään hermoston kaltaista ollut olemassa ennen kuin noin 600 tai 700 miljoonaa vuotta sitten (MYA). Huomioskeemateorian mukaan tietoisuus riippuu siitä, että hermosto käsittelee tietoa tietyllä tavalla. Teorian avain, ja epäilen, että se on avain mihin tahansa kehittyneeseen älykkyyteen, on tarkkaavaisuus – aivojen kyky keskittää rajalliset resurssinsa rajoitettuun palaan maailmaa kerrallaan voidakseen käsitellä sitä syvällisemmin.

Aloitan tarinan merisienistä, koska ne auttavat sulkeistamaan hermoston evoluution. Ne ovat monisoluisista eläimistä alkeellisimpia, niillä ei ole yleistä ruumiinrakennetta, ei raajoja, ei lihaksia eikä tarvetta hermoille. Ne istuvat meren pohjassa ja suodattavat ravinteita kuin seula. Silti sienet jakavat joitain geenejä kanssamme, muun muassa ainakin 25 geeniä, jotka ihmisillä auttavat hermoston rakentamisessa. Sienissä samat geenit voivat olla mukana yksinkertaisemmissa asioissa, jotka liittyvät siihen, miten solut kommunikoivat keskenään. Sienet näyttävät olevan aivan hermoston evoluution kynnyksellä. Niiden uskotaan jakaneen viimeisen yhteisen esi-isänsä kanssamme noin 700-600 MYA:n välisenä aikana.

Toisella muinaisella eläinlajilla, merihyytelöllä, sen sijaan on hermosto. Merihyytelöt eivät fossiilisoidu kovin hyvin, mutta analysoimalla niiden geneettistä suhdetta muihin eläimiin biologit arvioivat, että ne ovat saattaneet erkaantua muusta eläinkunnasta jo 650 MYA. Nämä luvut voivat muuttua uusien tietojen myötä, mutta uskottavana, karkeana arviona näyttää siltä, että neuronit, hermoston perussolukomponentit, ilmestyivät eläinkuntaan ensimmäisen kerran jossain sienien ja merihyytelöiden välissä, hieman yli puoli miljardia vuotta sitten.

Neuroni on pohjimmiltaan solu, joka välittää signaalia. Sähkökemiallisen energian aalto pyyhkäisee solukalvon poikki solun toisesta päästä toiseen, noin 200 jalkaa sekunnissa, ja vaikuttaa toiseen hermosoluun, lihakseen tai rauhaseen. Varhaisimmat hermojärjestelmät saattoivat olla yksinkertaisia hermosolujen verkkoja, jotka oli sijoitettu ympäri kehoa ja yhdistivät lihakset toisiinsa. Hydrat toimivat tällä hermoverkkoperiaatteella. Ne ovat pieniä vesieläimiä – läpinäkyviä, kukkamaisia eläimiä, joilla on moniin käsivarsiin kiinnittyneitä pusseja kehona – ja ne kuuluvat samaan muinaiseen luokkaan kuin merihyytelöt. Jos kosketat hydraa yhdessä paikassa, hermoverkko levittää signaaleja umpimähkään, ja hydra nykii kokonaisuutena.

Hermoverkko ei käsittele tietoa – ei missään merkityksellisessä mielessä. Se vain välittää signaaleja ympäri kehoa. Se yhdistää aistiärsykkeen (tökkäys hydraaniin) lihastulokseen (nykäys). Hermoverkon syntymisen jälkeen hermojärjestelmät kehittyivät kuitenkin nopeasti toiselle monimutkaisuustasolle: ne kykenivät tehostamaan joitakin signaaleja toisiin nähden. Tämä yksinkertainen mutta tehokas signaalien tehostamistemppu on yksi perustavista tavoista, joilla hermosolut manipuloivat informaatiota. Se on lähes kaikkien tuntemiemme aivoissa tapahtuvien laskutoimitusten rakennuspalikka.

Ravun silmä on yksi parhaiten tutkituista esimerkeistä. Ravulla on yhdistelmäsilmä, jossa on joukko ilmaisimia, joissa jokaisessa on neuroni. Jos valo osuu johonkin ilmaisimeen, se aktivoi sen sisällä olevan neuronin. Toistaiseksi kaikki on hyvin. Mutta monimutkaisuutta lisää se, että jokainen neuroni on yhteydessä lähimpiin naapureihinsa, ja näiden yhteyksien vuoksi neuronit kilpailevat keskenään. Kun yhden ilmaisimen neuroni aktivoituu, sillä on taipumus tukahduttaa viereisten ilmaisimien neuronien aktiivisuus, kuten ihminen väkijoukossa, joka yrittää huutaa kovimmin ja samalla hyssytellä lähimpiä ihmisiä.

Rapujen silmässä oleva mekanismi on luultavasti yksinkertaisin ja perustavanlaatuisin esimerkki tarkkaavaisuudesta. Ihmisen tarkkaavaisuutemme on vain kehittynyt versio siitä, joka koostuu samoista rakennuspalikoista.

Tulos on se, että jos ravun silmään osuu sumea valopilkku, jonka kirkkain osa osuu yhteen ilmaisimeen, tämän ilmaisimen neuroni aktivoituu voimakkaasti, voittaa kilpailun ja sammuttaa naapurinsa. Silmän ilmaisimien aktiivisuuskuvio ei merkitse ainoastaan kirkasta pistettä, vaan myös pimeyden kehää sen ympärillä. Signaali vahvistuu tällä tavoin. Rapusilmä ottaa sumean, harmaasävyisen todellisuuden ja terävöittää sen korkeakontrastiseksi kuvaksi, jossa on liioiteltuja, kirkkaampia huippuja ja tummempia varjoja. Tämä signaalin voimistuminen on suora seuraus siitä, että neuronit estävät naapureitaan, prosessia kutsutaan lateraaliseksi inhibitioksi.

Rapusilmän mekanismi on kiistatta yksinkertaisin ja perustavanlaatuisin esimerkki – A-mallin tapaus – tarkkaavaisuudesta. Signaalit kilpailevat keskenään, voittavat signaalit vahvistuvat häviävien signaalien kustannuksella, ja nämä voittavat signaalit voivat sitten edelleen vaikuttaa eläimen liikkeisiin. Tämä on huomion laskennallinen ydin. Ihmisen tarkkaavaisuus on vain sen kehittynyt versio, joka koostuu samoista rakennuspalikoista. Sivuttaisen estämisen rapusilmämenetelmää voi löytää ihmisen hermoston jokaisessa prosessointivaiheessa silmästä aivokuoren korkeimpiin ajattelun tasoihin. Tarkkaavaisuuden alkuperä on syvällä evoluutioajassa, yli puoli miljardia vuotta sitten, yllättävän yksinkertaisessa innovaatiossa.

Raudat kuuluvat laajaan eläinryhmään, niveljalkaisiin, johon kuuluvat hämähäkit ja hyönteiset ja muut kovalla, nivelletyllä ulkoluurangolla varustetut olennot ja joka haarautui muista eläimistä noin 600 MYA. Kuuluisin sukupuuttoon kuollut niveljalkainen, jolla on nykyään suurin faniklubi, on trilobiitti – jalkainen, nivelletty olento, joka muistuttaa melkein pienoiskoossa olevaa hevosenkengän rapua ja joka ryömi kambrikauden merien pohjalla jo 540 MYA. Kun trilobiitit kuolivat ja vajosivat merenpohjan hienojakoiseen liejuun, niiden fasettisilmät fossiilistuivat joskus hämmästyttävän yksityiskohtaisina. Jos tarkastelet trilobiittifossiilia ja tutkit sen pullistuneita silmiä suurennuslasin läpi, voit usein yhä nähdä yksittäisten ilmaisimien järjestäytyneen mosaiikin. Näiden fossiilisoituneiden yksityiskohtien perusteella trilobiitin silmän on täytynyt muistuttaa organisaatioltaan läheisesti nykyaikaisen ravun silmää, ja se on todennäköisesti käyttänyt samaa temppua, joka perustuu naapuri-ilmaisimien väliseen kilpailuun, tarkentaakseen näkymäänsä muinaisesta merenpohjasta.

Kuvittele eläintä, joka on rakentunut pala palalta ”paikallisen” huomion avulla. Tuossa eläimessä jokainen ruumiinosa toimisi kuin erillinen laite, joka suodattaisi oman informaationsa ja poimisi esiin merkittävimmät signaalit. Yksi silmistä saattaisi sanoa: ”Tämä tietty kohta on erityisen kirkas. Älä välitä muista kohdista.” Samaan aikaan yksi jaloista sanoo itsenäisesti: ”Minua on juuri tökitty kovaa juuri tähän. Älkää välittäkö lähistöllä olevista kevyemmistä kosketuksista!” Eläin, jolla on vain tämä kyky, toimisi kuin kokoelma erillisiä agentteja, jotka sattuvat olemaan fyysisesti liimattu yhteen, ja jokainen agentti huutaisi omia signaalejaan, jotka laukaisevat omat toimensa. Eläimen käyttäytyminen olisi parhaimmillaan kaoottista.

Jotta eläin voisi reagoida ympäristöönsä johdonmukaisesti, se tarvitsee keskitetympää huomiota. Voivatko monet erilliset tulolähteet – silmät, vartalo, jalat, korvat, kemialliset anturit – yhdistää tietonsa yhteen paikkaan globaalia lajittelua ja signaalien välistä kilpailua varten? Tällaisen konvergenssin ansiosta eläin voisi valita ympäristöstään eloisimman kohteen, sen, joka vaikuttaa sillä hetkellä tärkeimmältä, ja tuottaa sitten yhden, merkityksellisen reaktion.

Kuka tahansa ei tiedä, milloin tällainen keskitetty tarkkaavaisuus on ensimmäisen kerran esiintynyt, osittain siksi, ettei kukaan ole varma, millä eläimillä sitä on ja millä ei. Selkärankaisilla on keskitetty tarkkaavaisuusprosessori. Mutta tarkkaavaisuuden mekanismeja ei ole tutkittu yhtä perusteellisesti selkärangattomilla. Monilla eläinlajeilla, kuten segmenttimadoilla ja etanoilla, ei ole keskusaivoja. Sen sijaan niillä on kehossaan hajallaan olevia hermosoluryhmiä eli ganglioita, jotka suorittavat paikallisia laskutoimituksia. Niillä ei todennäköisesti ole keskitettyä tarkkaavaisuutta.

Arthropodit, kuten ravut, hyönteiset ja hämähäkit, ovat parempia ehdokkaita keskitetylle tarkkaavaisuudelle. Niillä on keskusaivot tai ainakin pään neuronien kokonaisuus, joka on suurempi kuin mikään muu niiden kehossa. Tämä suuri ganglio on saattanut kehittyä osittain näkökyvyn vaatimusten vuoksi. Koska silmät ovat päässä ja näkö on monimutkaisin ja tietointensiivisin aisti, pää saa suurimman osan neuroneista. Jotkin haju-, maku-, kuulo- ja tuntoaistimukset keskittyvät myös tuohon keskusganglioon.

Hyönteiset ovat aivokkaampia kuin ihmiset luulevat. Kun huitaiset kärpästä ja se onnistuu pakenemaan – kuten se melkein aina onnistuu – se ei vain syöksy pois pelkän refleksin perusteella. Sillä on luultavasti jotain, mitä voimme kutsua keskushuomioinniksi eli kyvyksi keskittää nopeasti prosessointiresurssejaan siihen, mikä osa sen maailmasta on sillä hetkellä tärkeintä, koordinoidun vasteen aikaansaamiseksi.

Mustekalat, kalmarit ja seepiat ovat todellisia avaruusolentoja meihin nähden. Mikään muu älykäs eläin ei ole yhtä kaukana meistä elämänpuussa.

Mustekalat ovat selkärangattomien supertähtiä hämmästyttävän älykkyytensä vuoksi. Niitä pidetään nilviäisinä, kuten simpukoita tai etanoita. Nilviäiset ilmestyivät todennäköisesti ensimmäisen kerran noin 550 MYA ja pysyivät suhteellisen yksinkertaisina, ainakin hermostonsa organisaation osalta, satoja miljoonia vuosia. Yksi haara, pääjalkaiset, kehitti lopulta monimutkaiset aivot ja kehittyneen käyttäytymisen ja saattoi saavuttaa jotain, joka on lähellä mustekalan nykyistä muotoa noin 300 MYA.

Mustekalmarit, kalmarit ja seepiat ovat todellisia avaruusolentoja meihin nähden. Mikään muu älykäs eläin ei ole yhtä kaukana meistä elämänpuussa. Ne osoittavat meille, että isoaivoinen älykkyys ei ole ainutkertainen tapahtuma, sillä se on kehittynyt itsenäisesti ainakin kahdesti – ensin selkärankaisten ja sitten taas selkärangattomien keskuudessa.

Octopukset ovat erinomaisia visuaalisia saalistajia. Hyvän saalistajan on oltava älykkäämpi ja paremmin koordinoitu kuin saaliinsa, ja näön käyttäminen saaliin paikantamiseen ja tunnistamiseen on erityisen laskennallisesti intensiivistä. Millään muulla aistijärjestelmällä ei ole yhtä paljon erilaisia tietoja kuin tällä hetkellä ja yhtä suuri tarve älykkäälle tavalle keskittyä hyödyllisiin osajoukkoihin tästä informaatiosta. Tarkkaavaisuus on siis visuaalisen saalistajan pelin nimi. Ehkä tällä elämäntyylillä on jotain tekemistä mustekalan älykkyyden laajenemisen kanssa.

Oli syy mikä tahansa, mustekala on kehittänyt poikkeuksellisen hermoston. Se pystyy käyttämään työkaluja, ratkaisemaan ongelmia ja osoittamaan odottamatonta luovuutta. Nyt jo klassiseksi muodostuneessa demonstraatiossa mustekalat oppivat avaamaan lasipurkin ruuvaamalla sen kannen irti päästäkseen käsiksi sen sisällä olevaan maukkaaseen suupalaan. Mustekalalla on keskusaivot ja lisäksi itsenäinen, pienempi prosessori jokaisessa käsivarressa, mikä antaa sille ainutlaatuisen sekoituksen keskitettyä ja hajautettua komentoa.

Mustekalalla on luultavasti myös itsemallinnettuja, jatkuvasti päivittyviä tietonippuja, joilla se seuraa kehoaan ja käyttäytymistään. Tekniikan näkökulmasta se tarvitsisi itsemalleja toimiakseen tehokkaasti. Sillä saattaa esimerkiksi olla jonkinlainen vartaloskeema, joka pitää kirjaa vartalonsa muodosta ja rakenteesta liikkeiden koordinoimiseksi. (Ehkä jokaisella käsivarrella on oma käsivarsikaavio.) Tässä mielessä voisi sanoa, että mustekala tietää itsestään. Sillä on hallussaan tietoa itsestään ja ulkomaailmasta, ja tämä tieto johtaa monimutkaiseen käyttäytymiseen.

Mutta kaikki nämä todella hienot piirteet eivät tarkoita, että mustekala olisi tietoinen.

Tietoisuuden tutkijat käyttävät joskus termiä objektiivinen tietoisuus tarkoittaakseen, että tieto on päässyt perille ja sitä käsitellään tavalla, joka vaikuttaa käyttäytymisvalintaan. Tuolla melko matalalla riman määritelmällä voitaisiin sanoa, että mikroaaltouuni on tietoinen kellonajan asetuksesta ja itseajava auto on tietoinen uhkaavasta esteestä. Kyllä, mustekala on objektiivisesti tietoinen itsestään ja ympärillään olevista esineistä. Se sisältää tietoa.

Mutta onko se subjektiivisesti tietoinen? Jos se osaisi puhua, väittäisikö se, että sillä on subjektiivinen, tietoinen kokemus samalla tavalla kuin sinulla tai minulla?

Kysytäänpä mustekalalta. Kuvitellaan hieman epätodennäköinen ajatuskokeilu. Oletetaan, että olemme saaneet haltuumme hullun scifi-laitteen – sanotaan sitä Speechinator 5000:ksi – joka toimii informaation puheeksi kääntäjänä. Siinä on portti, joka voidaan kytkeä mustekalan päähän, ja se sanallistaa aivoista löytyvää tietoa.

Se saattaa sanoa esimerkiksi ”Tuolla on kala”, jos mustekalan näköjärjestelmä sisältää tietoa läheisestä kalasta. Laite saattaisi sanoa: ”Olen entiteetti, jolla on joukko raajoja, jotka liikkuvat näin ja näin”. Se voisi sanoa: ”Kalan saaminen ulos purkista edellyttää tuon pyöreän osan kääntämistä”. Se sanoisi monia asioita, jotka heijastavat tietoa, jonka tiedämme sisältyvän mustekalan hermostoon. Mutta emme tiedä, sanoisiko se: ”Minulla on subjektiivinen, yksityinen kokemus – tietoisuus – tuosta kalasta. En vain käsittele sitä. Minä koen sen. Kalan näkeminen tuntuu joltakin.” Emme tiedä, sisältävätkö sen aivot tällaista tietoa, koska emme tiedä, mitä mustekalan itsemallit kertovat sille. Sillä ei ehkä ole koneistoa, jolla se voisi mallintaa, mitä tietoisuus on, tai jolla se voisi määrätä itselleen tämän ominaisuuden. Tietoisuus voi olla eläimelle merkityksetön.

Mustekalan arvoitus on opettavainen esimerkki siitä, miten eläin voi olla monimutkainen ja älykäs, mutta silti emme toistaiseksi pysty vastaamaan kysymykseen sen subjektiivisesta kokemuksesta tai edes siihen, onko kysymyksellä mitään merkitystä kyseiselle olennolle.

Kyllä, mustekala on objektiivisesti tietoinen itsestään ja sitä ympäröivistä esineistä. Mutta onko se subjektiivisesti tietoinen? Jos se osaisi puhua, väittäisikö se, että sillä on subjektiivinen, tietoinen kokemus samalla tavalla kuin sinulla tai minulla?

Mahdollisesti yksi hämmennyksen lähde tässä yhteydessä on ihmisen automaattinen ja voimakas halu liittää tietoisuus meitä ympäröiviin esineisiin. Olemme taipuvaisia näkemään tietoisuutta nukkeissa ja muissa, vielä epätodennäköisemmissä esineissä. Ihmiset uskovat joskus, että heidän huonekasvinsa ovat tietoisia. Mustekala, jonka käyttäytyminen on hyvin monimutkaista ja jonka suuret silmät ovat täynnä keskittynyttä tarkkaavaisuutta, on niin sanotusti paljon vakuuttavampi mustetahratesti, joka herättää meissä voimakkaan sosiaalisen käsityksen. Sen lisäksi, että tiedämme älyllisesti, että se kerää objektiivista tietoa maailmastaan, emme voi olla tuntematta, että sillä täytyy olla myös subjektiivinen tietoisuus, joka kumpuaa noista sielukkaista silmistä.

Totuus on kuitenkin se, ettemme tiedä, ja aavistus, jonka saamme sen tietoisesta mielestä, kertoo enemmän meistä kuin mustekalasta. Mustekaloja tutkivista asiantuntijoista uhkaa tulla vähiten luotettavia havainnoijia tässä asiassa, koska he ovat niitä, jotka todennäköisimmin ovat näiden ihmeellisten otusten lumoissa.

Täydentääkseni asian selväksi, en sano, etteivät mustekalat olisi tietoisia. Mutta mustekalan hermosto on vielä niin puutteellisesti ymmärretty, että emme voi vielä verrata sen aivojen organisaatiota meidän aivojemme kanssa ja arvailla, kuinka samankaltainen se voisi olla algoritmeiltaan ja itsemalleiltaan. Jotta voisimme tehdä tällaisia vertailuja, meidän on tutkittava oman sukujemme, selkärankaisten, eläimiä.

__________________________________