A polip: Egy idegen köztünk ‘ Irodalmi csomópont A polip: Egy idegen köztünk

Az önreprodukáló, bakteriális élet először körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt jelent meg a Földön. A Föld történetének nagy részében az élet az egysejtűek szintjén maradt, és semmi idegrendszerhez hasonló nem létezett egészen 600 vagy 700 millió évvel ezelőttig (MYA). A figyelemséma-elmélet szerint a tudatosság attól függ, hogy az idegrendszer milyen módon dolgozza fel az információkat. Az elmélet kulcsa, és gyanítom, hogy minden fejlett intelligencia kulcsa a figyelem – az agy azon képessége, hogy korlátozott erőforrásait egyszerre a világ egy korlátozott darabjára összpontosítja, hogy azt mélyebben feldolgozza.

A történetet a tengeri szivacsokkal kezdem, mert ezek segítenek zárójelbe tenni az idegrendszer evolúcióját. Ők a legprimitívebbek a többsejtű állatok közül, nincs általános testfelépítésük, nincsenek végtagjaik, nincsenek izmaik, és nincs szükségük idegekre. Az óceán fenekén ülnek, és szitaként szűrik a tápanyagokat. A szivacsok mégis osztoznak velünk néhány génben, köztük legalább 25 olyanban, amely az emberben segít az idegrendszer felépítésében. A szivacsokban ugyanezek a gének a sejtek egymással való kommunikációjának egyszerűbb aspektusaiban is részt vehetnek. Úgy tűnik, hogy a szivacsok pontosan az idegrendszer evolúciós küszöbén helyezkednek el. Úgy gondolják, hogy az utolsó közös ősük velünk körülbelül 700 és 600 MYA között volt.

Ezzel szemben egy másik ősi állatfaj, a tengeri medúza rendelkezik idegrendszerrel. A tengeri kocsonyák nem fosszilizálódnak túl jól, de a többi állattal való genetikai kapcsolatukat elemezve a biológusok úgy becsülik, hogy már 650 MYA-ban elszakadhattak az állatvilág többi részétől. Ezek a számok új adatokkal változhatnak, de hihető, durva becslésként úgy tűnik, hogy a neuronok, az idegrendszer alapvető sejtes összetevői valahol a szivacsok és a tengeri kocsonyák között, valamivel több mint félmilliárd évvel ezelőtt jelentek meg először az állatvilágban.

A neuron lényegében egy jelet továbbító sejt. Egy elektrokémiai energiahullám söpör végig a sejt membránján az egyik végétől a másikig, másodpercenként körülbelül 200 lábnyi sebességgel, és egy másik neuronra, izomra vagy mirigyre hat. A legkorábbi idegrendszerek egyszerű neuronhálózatok lehettek, amelyek az izmokat összekötve futottak végig a testen. A hidrák ezen az ideghálós elven működnek. Ezek apró vízi élőlények – átlátszó, virágszerű állatok, amelyek teste zsákokból áll, és sok karjukhoz kapcsolódnak -, és ugyanabba az ősi kategóriába tartoznak, mint a tengeri kocsonyák. Ha egy hidrát egy helyen megérintünk, az idegháló válogatás nélkül továbbítja a jeleket, és a hidra egészében megrándul.

Az idegháló nem dolgoz fel információt – semmilyen értelmes értelemben nem. Csupán jeleket továbbít a testben. Összekapcsolja az érzékszervi ingert (egy bökés a hidrán) az izom kimenetével (egy rándulással). Az idegháló kialakulása után azonban az idegrendszerek gyorsan kifejlesztettek egy második komplexitási szintet: azt a képességet, hogy egyes jeleket másokkal szemben felerősítsenek. A jelerősítésnek ez az egyszerű, de erőteljes trükkje az egyik alapvető módja annak, hogy az idegsejtek manipulálják az információt. Ez az építőköve szinte minden számításnak, amit az agyban ismerünk.

A rák szeme az egyik legjobban tanulmányozott példa. A ráknak összetett szeme van egy sor detektorral, amelyek mindegyikében egy-egy neuron található. Ha az egyik detektorra fény esik, az aktiválja a benne lévő neuront. Eddig minden rendben. A bonyolultságot azonban tovább fokozza, hogy minden neuron kapcsolatban áll a legközelebbi szomszédjaival, és e kapcsolatok miatt az idegsejtek versenyeznek egymással. Amikor az egyik érzékelőben lévő neuron aktívvá válik, hajlamos elnyomni a szomszédos érzékelőkben lévő neuronok aktivitását, mint egy ember a tömegben, aki igyekszik a leghangosabban kiabálni, miközben elnyomja a hozzá legközelebb állókat.

A rák szemében lévő mechanizmus vitathatatlanul a figyelem legegyszerűbb és legalapvetőbb példája. A mi emberi figyelmünk csupán ennek egy kidolgozott változata, amely ugyanazokból az építőelemekből áll.

Az eredmény az, hogy ha egy homályos fényfolt világít a rák szemére, és a fényfolt legfényesebb része eltalálja az egyik érzékelőt, akkor ennek az érzékelőnek a neuronja nagyon aktívvá válik, megnyeri a versenyt, és kikapcsolja a szomszédait. A szem detektorainak aktivitási mintázata nemcsak a fényes foltot jelzi, hanem a körülötte lévő sötét gyűrűt is. A jel ily módon felerősödik. A rákszem veszi a homályos, szürkeárnyalatos valóságot, és nagy kontrasztú képpé élesíti, eltúlzott, világosabb csúcsokkal és sötétebb árnyékokkal. Ez a jelerősítés a szomszédos neuronok gátlásának közvetlen következménye, ezt a folyamatot laterális gátlásnak nevezik.

A rák szemében működő mechanizmus vitathatatlanul a figyelem legegyszerűbb és legalapvetőbb példája – az A-modell esete. A jelek versenyeznek egymással, a győztes jelek a vesztes jelek rovására erősödnek, és ezek a győztes jelek aztán tovább befolyásolhatják az állat mozgását. Ez a figyelem számítási lényege. A mi emberi figyelmünk csupán ennek egy kidolgozott változata, amely ugyanazokból az építőelemekből áll. Az oldalirányú gátlás rákszem módszerével az emberi idegrendszerben a feldolgozás minden szakaszában találkozhatunk, a szemtől a gondolkodás legmagasabb szintjéig, az agykéregben. A figyelem eredete az evolúció mélyén, több mint félmilliárd évvel ezelőtt egy meglepően egyszerű újítással kezdődött.

A rákok az állatok egy kiterjedt csoportjába, az ízeltlábúak közé tartoznak, amelybe a pókok, rovarok és más, kemény, csuklós külső vázzal rendelkező élőlények tartoznak, és amely körülbelül 600 MYA körül ágazott el más állatoktól. A leghíresebb kihalt ízeltlábú, amelynek ma a legnagyobb rajongótábora van, a trilobita – egy lábas, csuklós lény, amely majdnem olyan, mint egy miniatűr patkósrák, és amely már 540 MYA-ban a kambriumi tengerek fenekén kúszott. Amikor a trilobiták elpusztultak és az óceánfenék nagyon finom iszapjába süllyedtek, fazettált szemük néha elképesztő részletességgel megkövesedett. Ha megnézünk egy trilobita fosszíliát, és nagyítóval megvizsgáljuk kidudorodó szemeit, gyakran még mindig láthatjuk az egyes detektorok rendezett mozaikját. E megkövesedett részletekből ítélve a trilobita szeme szervezettségében nagyon hasonlíthatott egy modern rák szeméhez, és valószínűleg ugyanazt a trükköt használta a szomszédos detektorok közötti versenyre, hogy élesítse az ősi tengerfenékre való rálátását.

Képzeljünk el egy “helyi” figyelemmel, darabonként felépített állatot. Ebben az állatban minden egyes testrész úgy működne, mint egy különálló eszköz, amely a saját információit szűri, és a legkiemelkedőbb jeleket választja ki. Az egyik szem azt mondaná: “Ez a bizonyos pont különösen fényes. Ne törődj a többi ponttal.” Eközben az egyik láb önállóan azt mondja: “Épp most böktek meg erősen itt. Ne törődj a közeli világosabb érintésekkel!” Egy állat, amely csak ezzel a képességgel rendelkezik, úgy viselkedne, mint különálló ágensek gyűjteménye, amelyek történetesen fizikailag össze vannak ragasztva, és minden egyes ágens a saját jeleit kiáltja ki, és a saját cselekvéseit váltja ki. Az állat viselkedése a legjobb esetben is kaotikus lenne.

A környezetére adott koherens válaszhoz az állatnak központosított figyelemre van szüksége. Sok különálló bemeneti forrás – a szem, a test, a lábak, a fülek, a kémiai érzékelők – össze tudja-e gyűjteni információit egy helyen a globális válogatáshoz és a jelek közötti versenyhez? Ez a konvergencia lehetővé tenné az állat számára, hogy kiválassza a környezetében a legélénkebb, a pillanatnyilag legfontosabbnak tűnő tárgyat, majd egyetlen, értelmes választ adjon.

Senki sem tudja, mikor jelent meg először ez a fajta központosított figyelem, részben azért, mert senki sem tudja biztosan, mely állatok rendelkeznek vele és melyek nem. A gerincesek rendelkeznek központi figyelemfeldolgozóval. A figyelem mechanizmusait azonban a gerincteleneknél nem vizsgálták olyan alaposan. Számos állatfajnak, például a szegletes férgeknek és a csigáknak nincs központi agya. Ehelyett a testükben szétszórt neuroncsoportok vagy ganglionok végzik a helyi számításokat. Valószínűleg nincs központosított figyelmük.

Az ízeltlábúak, például a rákok, a rovarok és a pókok jobb jelöltek a központosított figyelemre. Nekik központi agyuk van, vagy legalábbis a fejükben lévő neuronok olyan összessége, amely nagyobb, mint a testükben lévő összes többi. Ez a nagy ganglion részben a látás követelményei miatt fejlődhetett ki. Mivel a szemek a fejben vannak, és a látás a legbonyolultabb és leginformációigényesebb érzékszerv, a fej kapja a legtöbb neuront. A szaglás, az ízlelés, a hallás és a tapintás bizonyos aspektusai szintén ebben a központi ganglionban futnak össze.

A rovarok agyasabbak, mint az emberek gondolnák. Amikor lecsapunk egy legyet, és annak sikerül elmenekülnie – ami szinte mindig sikerül neki -, nem egyszerű reflexből szökik el. Valószínűleg rendelkezik valamivel, amit mi központi figyelemnek nevezhetünk, vagyis azzal a képességgel, hogy feldolgozási erőforrásait gyorsan a világa azon részére összpontosítja, amely az adott pillanatban a legfontosabb, hogy összehangolt választ adjon.

A polipok, a tintahalak és a tintahalak igazi idegenek hozzánk képest. Nincs még egy intelligens állat, amely az élet fáján ilyen messze lenne tőlünk.

A polipok elképesztő intelligenciájuk miatt a gerinctelenek szupersztárjai. Olyan puhatestűeknek számítanak, mint a kagylók vagy a csigák. A puhatestűek valószínűleg körülbelül 550 MYA körül jelentek meg először, és több százmillió évig viszonylag egyszerűek maradtak, legalábbis idegrendszerük szerveződését tekintve. Egyik águk, a fejlábúak, végül összetett agyat és kifinomult viselkedést fejlesztettek ki, és talán 300 MYA körül érhették el a polipok modern formáját.

A polipok, a tintahalak és a tintahalak igazi idegenek hozzánk képest. Az élet fáján egyetlen más intelligens állat sincs ilyen messze tőlünk. Megmutatják nekünk, hogy a nagy agyú okosság nem egyszeri esemény, mert legalább kétszer függetlenül fejlődött ki – először a gerincesek között, majd újra a gerinctelenek között.

A polipok kiváló vizuális ragadozók. Egy jó ragadozónak okosabbnak és jobban koordináltnak kell lennie, mint a zsákmánya, és a látás használata a zsákmány megtalálására és felismerésére különösen számításigényes. Egyetlen más érzékszervi rendszerbe sem ömlik ennyire sokféle információ, és ennyire szükség van arra, hogy intelligens módon koncentráljunk az információ hasznos részhalmazaira. A vizuális ragadozó számára tehát a figyelem a játék neve. Talán ennek az életmódnak is köze van a polipok intelligenciájának elterjedéséhez.

Bármi legyen is az ok, a polipok rendkívüli idegrendszert fejlesztettek ki. Képes eszközöket használni, problémákat megoldani, és váratlan kreativitást mutat. Egy ma már klasszikusnak számító demonstrációban a polipok megtanulnak kinyitni egy üvegedényt úgy, hogy lecsavarják a tetejét, hogy hozzáférjenek a benne lévő ízletes falathoz. A polipnak van egy központi agya és egy független, kisebb processzor is minden karjában, ami a központosított és az elosztott irányítás egyedülálló keverékét adja.

A polip valószínűleg önmodellekkel is rendelkezik, folyamatosan frissülő információkötegekkel a teste és viselkedése megfigyelésére. Mérnöki szempontból a hatékony működéshez önmodellekre lenne szüksége. Például rendelkezhet valamiféle testsémával, amely a mozgás koordinálása érdekében nyomon követi a teste alakját és szerkezetét. (Talán minden karnak saját kar-sémája van.) Ebben az értelemben azt mondhatnánk, hogy a polip ismeri önmagát. Információval rendelkezik önmagáról és a külvilágról, és ez az információ összetett viselkedést eredményez.

De mindezek a valóban csodálatos tulajdonságok nem jelentik azt, hogy a polip tudatos.

A tudatosság kutatói néha az objektív tudatosság kifejezést használják arra, hogy az információ olyan módon jutott be és kerül feldolgozásra, amely befolyásolja a viselkedési döntéseket. Ezzel a meglehetősen alantas definícióval azt mondhatnánk, hogy a mikrohullámú sütő tudatában van az időbeállításnak, az önvezető autó pedig tudatában van a közelgő akadálynak. Igen, egy polip objektíven tudatában van önmagának és a körülötte lévő tárgyaknak. Tartalmazza az információt.

De vajon szubjektíven tudatában van-e? Ha tudna beszélni, azt állítaná, hogy ugyanúgy szubjektív, tudatos tapasztalata van, mint neked vagy nekem?

Kérdezzük meg a polipot. Képzeljünk el egy kissé valószínűtlen gondolatkísérletet. Tegyük fel, hogy birtokunkba jutott egy őrült sci-fi eszköz – nevezzük Speechinator 5000-nek -, amely információ-beszéd fordítóként szolgál. Van egy csatlakozója, amelyet a polip fejébe lehet dugni, és az agyban található információkat verbalizálja.

Ez olyan dolgokat mondhat, mint “Van egy hal”, ha a polip vizuális rendszere információt tartalmaz egy közeli halról. Az eszköz mondhatja, hogy “Én egy entitás vagyok egy csomó végtaggal, amelyek így és úgy mozognak”. Mondhatja azt is, hogy “Ahhoz, hogy egy halat kiszedjünk egy befőttesüvegből, el kell forgatni ezt a kör alakú részt”. Sok mindent mondana, ami tükrözi azokat az információkat, amelyekről tudjuk, hogy a polip idegrendszerében vannak. De nem tudjuk, hogy azt mondaná-e: “Van egy szubjektív, privát élményem – egy tudatom – arról a halról. Nem csak feldolgozom. Megtapasztalom. A halat látni valaminek érzem.” Nem tudjuk, hogy az agya tartalmaz-e ilyen típusú információt, mert nem tudjuk, hogy a polip önmodelljei mit mondanak neki. Lehet, hogy nincs meg a gépezete ahhoz, hogy modellezze, mi a tudatosság, vagy hogy ezt a tulajdonságot magának tulajdonítsa. Lehet, hogy a tudatosság irreleváns az állat számára.”

A polip rejtélye tanulságos példája annak, hogy egy állat lehet összetett és intelligens, és mégis, mindeddig nem tudunk választ adni a szubjektív tapasztalatára vonatkozó kérdésre, vagy akár arra, hogy a kérdésnek van-e bármilyen jelentősége az adott élőlény számára.

Igen, a polip objektíven tudatában van önmagának és a körülötte lévő tárgyaknak. De vajon szubjektíven tudatában van-e? Ha tudna beszélni, azt állítaná, hogy ugyanúgy szubjektív, tudatos tapasztalata van, mint neked vagy nekem?

A zűrzavar egyik forrása talán az az automatikus és erőteljes emberi késztetés, hogy a körülöttünk lévő tárgyaknak tudatot tulajdonítsunk. Hajlamosak vagyunk tudatosságot látni a bábukban és más, még kevésbé valószínű tárgyakban. Az emberek néha azt hiszik, hogy a szobanövényeik tudatosak. Egy polip, a maga gazdagon összetett viselkedésével és nagy, koncentrált figyelemmel teli szemeivel, úgyszólván sokkal meggyőzőbb tintapróba, amely erős szociális érzékelést vált ki belőlünk. Nemcsak intellektuálisan tudjuk, hogy objektív információkat gyűjt a világáról, de nem tudunk szabadulni az érzéstől, hogy szubjektív tudatossággal is rendelkeznie kell, amely azokból a lelkes szemekből árad.

De az igazság az, hogy nem tudjuk, és az az érzés, amit a tudatosságáról kapunk, többet mond rólunk, mint a polipról. A polipokat tanulmányozó szakértők azt kockáztatják, hogy ők lesznek a legkevésbé megbízható megfigyelők ebben a kérdésben, mert ők azok, akiket leginkább elvarázsolnak ezek a csodálatos lények.”

A tisztázás kedvéért: nem azt mondom, hogy a polipok nem tudatosak. De a polipok idegrendszere még annyira hiányosan ismert, hogy egyelőre nem tudjuk összehasonlítani az agyszervezetét a miénkkel, és nem tudjuk megtippelni, hogy mennyire hasonlíthat algoritmusaiban és önmodelljeiben. Ahhoz, hogy ilyen típusú összehasonlításokat végezhessünk, a saját vonalunkba tartozó állatokat, a gerinceseket kell megvizsgálnunk.

__________________________________

.