The Octopus: An Alien Among Us

Samoreplikujące się, bakteryjne życie po raz pierwszy pojawiło się na Ziemi około 4 miliardów lat temu. Dla większości historii Ziemi, życie pozostało na poziomie jednokomórkowym, i nic takiego jak system nerwowy istniało do około 600 lub 700 milionów lat temu (MYA). W teorii schematu uwagi, świadomość zależy od układu nerwowego przetwarzającego informacje w specyficzny sposób. Klucz teoria, i podejrzewam klucz jakaś zaawansowana inteligencja, jest uwaga – zdolność mózg skupiać swój ograniczonych zasoby na ograniczonym kawałku świat przy jakaś jeden raz po to, aby przetwarzać je w więcej depth.

I zaczynać historię z morskimi gąbkami, ponieważ pomagają zaszufladkować ewolucję układu nerwowego. Są najbardziej prymitywne ze wszystkich wielokomórkowych zwierząt, bez ogólnego planu ciała, bez kończyn, bez mięśni i bez potrzeby nerwów. Siedzą na dnie oceanu, filtrując składniki odżywcze jak sito. A jednak gąbki dzielą z nami pewne geny, w tym co najmniej 25, które u ludzi pomagają w budowie układu nerwowego. U gąbek te same geny mogą być zaangażowane w prostsze aspekty tego, jak komórki komunikują się ze sobą. Gąbki wydają się być ustawione tuż przy ewolucyjnym progu układu nerwowego. Oni myślą dzielić ostatni wspólny przodek z nami między około 700 i 600 MYA.

W kontraście, inny starożytny typ zwierzęcia, galaretka morska, robi mieć układ nerwowy. Galaretki morskie nie skamieniały bardzo dobrze, ale analizując ich genetyczny związek z innymi zwierzętami, biolodzy szacują, że mogły one oddzielić się od reszty królestwa zwierząt już w 650 MYA. Te liczby mogą się zmienić wraz z nowymi danymi, ale jako wiarygodne, przybliżone oszacowanie, wydaje się, że neurony, podstawowe składniki komórkowe układu nerwowego, po raz pierwszy pojawiły się w królestwie zwierząt gdzieś pomiędzy gąbkami a galaretkami morskimi, nieco ponad pół miliarda lat temu.

Neuron jest w istocie komórką, która przekazuje sygnał. Fala energii elektrochemicznej przepływa przez błonę komórki z jednego końca do drugiego, z prędkością około 200 stóp na sekundę, i wpływa na inny neuron, mięsień lub gruczoł. Najwcześniejsze systemy nerwowe mogły być prostymi sieciami neuronów rozmieszczonych w całym ciele, łączących mięśnie. Hydry działają na tej zasadzie sieci nerwowej. Są to maleńkie wodne stworzenia – przezroczyste, kwiatopodobne zwierzęta z woreczkami na ciało przymocowanymi do wielu ramion – i należą do tej samej starożytnej kategorii, co galaretki morskie. Jeśli dotkniesz hydry w jednym miejscu, sieć nerwowa rozprzestrzenia sygnały masowo, a hydra drga jako całość.

Sieć nerwowa nie przetwarza informacji – nie w żadnym sensownym sensie. Jedynie przesyła sygnały po organizmie. Łączy bodziec sensoryczny (szturchnięcie na hydrze) z wyjściem mięśniowym (skurcz). Jednak po pojawieniu się sieci nerwowej, systemy nerwowe szybko rozwinęły drugi poziom złożoności: zdolność do wzmacniania niektórych sygnałów w stosunku do innych. Ta prosta, ale potężna sztuczka wzmacniania sygnału jest jednym z podstawowych sposobów, w jaki neurony manipulują informacją. Jest to budulec prawie wszystkich obliczeń, o których wiemy w mózgu.

Oko kraba jest jednym z najlepiej zbadanych przykładów. Krab ma złożone oko z tablicą detektorów, każdy z neuronów wewnątrz niego. Jeśli światło pada na jeden detektor, aktywuje neuron w środku. Do tej pory wszystko było w porządku. Ale w dodatkowej szczypcie złożoności, każdy neuron jest połączony z najbliższymi sąsiadami, a z powodu tych połączeń, neurony konkurują ze sobą. Kiedy neuron w jednym detektorze staje się aktywny, ma tendencję do tłumienia aktywności neuronów w sąsiednich detektorach, jak osoba w tłumie, która stara się krzyczeć najgłośniej, jednocześnie uciszając ludzi znajdujących się najbliżej niej.

Mechanizm w oku kraba jest prawdopodobnie najprostszym i najbardziej fundamentalnym przykładem uwagi. Nasza ludzka uwaga jest jedynie rozwiniętą wersją tego, wykonaną z tych samych elementów.

Wynik jest taki, że jeśli rozmyta plama światła świeci na oku kraba, z najjaśniejszą częścią plamy uderzając w jeden detektor, neuron w tym detektorze staje się bardzo aktywny, wygrywa konkurencję i wyłącza swoich sąsiadów. Wzorzec aktywności w całym zestawie detektorów w oku nie tylko sygnalizuje jasną plamkę, ale również sygnalizuje pierścień ciemności wokół niej. Sygnał jest w ten sposób wzmocniony. Oko kraba bierze rozmytą rzeczywistość w skali szarości i wyostrza ją do obrazu o wysokim kontraście, z wyolbrzymionymi, jaśniejszymi szczytami i ciemniejszymi cieniami. To wzmocnienie sygnału jest bezpośrednią konsekwencją hamowania przez neurony ich sąsiadów, procesu zwanego hamowaniem bocznym.

Mechanizm w oku kraba jest prawdopodobnie najprostszym i najbardziej fundamentalnym przykładem modelu A przypadku uwagi. Sygnały konkurują ze sobą, zwycięskie sygnały są wzmacniane kosztem sygnałów przegrywających, a te zwycięskie sygnały mogą następnie wpływać na ruchy zwierzęcia. To jest obliczeniowa istota uwagi. Nasza ludzka uwaga jest tylko rozwiniętą wersją tego, wykonaną z tych samych bloków konstrukcyjnych. Metodę bocznego hamowania można znaleźć na każdym etapie przetwarzania w ludzkim układzie nerwowym, od oka do najwyższych poziomów myślenia w korze mózgowej. Pochodzenie uwagi leży głęboko w czasie ewolucji, ponad pół miliarda lat temu, z zaskakująco prostą innowacją.

Kraby należą do rozległej grupy zwierząt, stawonogów, która obejmuje pająki i owady oraz inne stworzenia o twardych, złączonych egzoszkieletach i która odgałęziła się od innych zwierząt około 600 MYA. Najsłynniejszym wymarłym stawonogiem, który ma dziś największy fanklub, jest trylobit – legendarne, połączone stworzenie przypominające miniaturowego kraba podkowiastego, które pełzało po dnie kambryjskich mórz już w 540 MYA. Kiedy trylobity umierały i zapadały się w bardzo drobny muł na dnie oceanu, ich fasetowane oczy były czasem skamieniałe z zadziwiającymi szczegółami. Jeśli spojrzeć na skamielinę trylobita i zbadać jego wybrzuszone oczy przez szkło powiększające, często można jeszcze dostrzec uporządkowaną mozaikę poszczególnych detektorów. Sądząc po tych skamieniałych szczegółach, oko trylobita musiało ściśle przypominać współczesne oko kraba w swojej organizacji i prawdopodobnie użyło tej samej sztuczki konkurencji między sąsiednimi detektorami, aby wyostrzyć swój widok na starożytne dno morskie.

Wyobraź sobie zwierzę zbudowane fragmentarycznie z „lokalną” uwagą. W tym zwierzęciu, każda część ciała będzie działać jak oddzielne urządzenie, filtrując własne informacje i wybierając najbardziej znaczące sygnały. Jedno z oczu mogłoby powiedzieć: „Ta konkretna plamka jest szczególnie jasna. Nie zwracaj uwagi na inne miejsca”. W tym samym czasie, niezależnie, jedna z nóg mówi: „Właśnie zostałem mocno szturchnięty w tym miejscu. Zignoruj lżejsze dotknięcia w pobliżu!”. Zwierzę posiadające tylko tę zdolność działałoby jak zbiór oddzielnych agentów, którzy są fizycznie sklejeni razem, każdy agent wykrzykuje swoje własne sygnały, uruchamiając swoje własne działania. Zachowanie zwierzęcia byłoby, w najlepszym wypadku, chaotyczne.

Dla spójnej odpowiedzi na swoje środowisko, zwierzę potrzebuje bardziej scentralizowanej uwagi. Móc wiele oddzielny źródło wejście – oczy, ciało, nogi, uszy, chemiczny sensor – zbierać ich informacja wpólnie w jeden miejsce dla globalny sortowanie i konkurencja wśród sygnał? Ta konwergencja pozwoliłaby zwierzęciu wybrać najbardziej żywy obiekt w swoim środowisku, ten, który wydaje się najważniejszy w danej chwili, a następnie wygenerować pojedynczą, znaczącą odpowiedź.

Nikt nie wie, kiedy ten typ scentralizowanej uwagi pojawił się po raz pierwszy, częściowo dlatego, że nikt nie jest pewien, które zwierzęta mają go, a które nie. Kręgowce mają centralny procesor uwagi. Ale mechanizmy uwagi nie zostały tak dokładnie zbadane u bezkręgowców. Wiele gatunków zwierząt, takich jak podzielone na segmenty robaki i ślimaki, nie ma centralnego mózgu. Zamiast tego mają skupiska neuronów, lub zwoje, rozrzucone po całym ciele, które wykonują lokalne obliczenia. Oni prawdopodobnie nie mają scentralizowanej attention.

Stawonogi, takie jak kraby, owady i pająki, są lepszymi kandydatami do scentralizowanej uwagi. Mają centralny mózg, lub przynajmniej agregat neuronów w głowie, który jest większy niż jakikolwiek inny w ich ciałach. Ten duży zwoje mózgowe mogły wyewoluować częściowo z powodu wymagań wizji. Oczy znajdują się w głowie, a widzenie jest najbardziej skomplikowanym i intensywnie informującym zmysłem, dlatego głowa dostaje największą część neuronów. Niektóre aspekty zapachu, smaku, słuchu i dotyku również zbiegają się na tym centralnym ganglion.

Insekty są mądrzejsze niż ludzie myślą. Kiedy zamachniesz się na muchę i uda jej się uciec – co prawie zawsze się udaje – to nie jest to tylko odruchowe odfrunięcie. Prawdopodobnie ma coś, co możemy nazwać centralną uwagą, czyli zdolność do szybkiego skupiania swoich zasobów przetwarzania na dowolnej części swojego świata, która jest najważniejsza w danej chwili, w celu wygenerowania skoordynowanej odpowiedzi.

Ośmiornice, kałamarnice i mątwy są prawdziwymi kosmitami w stosunku do nas. Żadne inne inteligentne zwierzę nie jest tak daleko od nas na drzewie życia.

Oktopusy są supergwiazdami wśród bezkręgowców ze względu na ich zadziwiającą inteligencję. Są one uważane za mięczaki, jak małże czy ślimaki. Mięczaki prawdopodobnie po raz pierwszy pojawiły się około 550 MYA i pozostały stosunkowo proste, przynajmniej w organizacji ich systemów nerwowych, przez setki milionów lat. Jedna gałąź, głowonogi, ostatecznie rozwinęła złożony mózg i wyrafinowane zachowanie i mogła osiągnąć coś bliskiego nowoczesnej formie ośmiornicy około 300 MYA.

Oktopusy, kałamarnice i mątwy są prawdziwymi kosmitami w stosunku do nas. Żadne inne inteligentne zwierzę nie jest tak daleko od nas na drzewie życia. Pokazują nam, że bystrość wielkiego umysłu nie jest jednorazowym wydarzeniem, ponieważ wyewoluowała niezależnie co najmniej dwa razy – najpierw wśród kręgowców, a potem ponownie wśród bezkręgowców.

Oktopusy są doskonałymi wizualnymi drapieżnikami. Dobry drapieżnik musi być mądrzejszy i lepiej skoordynowany niż jego ofiara, a używanie wizji do lokalizowania i rozpoznawania ofiar jest szczególnie intensywne obliczeniowo. Żaden inny system sensoryczny nie ma takiego węża strażackiego zalewającego go różnorodnymi informacjami i takiej potrzeby inteligentnego sposobu skupiania się na użytecznych podzbiorach tych informacji. Uwaga jest więc dla drapieżnika wzrokowego najważniejsza. Może ten styl życia ma coś wspólnego z ekspansją inteligencji ośmiornicy.

Choćby powód, ośmiornica wyewoluowała niezwykły system nerwowy. To może używać narzędzia, rozwiązywać problemy i pokazywać niespodziewaną kreatywność. W klasycznej już demonstracji, ośmiornice mogą nauczyć się otwierać szklany słoik, odkręcając jego górną część, aby dostać się do smacznego kąska w środku. Ośmiornica ma centralny mózg, a także niezależny, mniejszy procesor w każdym ramieniu, co daje jej unikalną mieszankę scentralizowanego i rozproszonego dowodzenia.

Ośmiornica ma też prawdopodobnie bogate w modele, stale aktualizowane wiązki informacji, aby monitorować swoje ciało i zachowanie. Z punktu widzenia inżynierii, musiałaby mieć modele własne, aby działać skutecznie. Na przykład, może mieć jakąś formę schematu ciała, który śledzi kształt i strukturę swojego ciała w celu koordynacji ruchu. (Być może każde ramię ma swój własny schemat ramienia.) W tym sensie można powiedzieć, że ośmiornica wie o sobie. Posiada informacje o sobie i o świecie zewnętrznym, a te informacje skutkują złożonym zachowaniem.

Ale wszystkie te naprawdę wspaniałe cechy nie oznaczają, że ośmiornica jest świadoma.

Badacze świadomości czasami używają terminu obiektywna świadomość, aby oznaczać, że informacje dostały się i są przetwarzane w sposób, który wpływa na wybór zachowania. W tej raczej niskiej poprzeczce definicji, można by powiedzieć, że mikrofalówka jest świadoma ustawienia czasu, a samojeżdżący samochód jest świadomy zbliżającej się przeszkody. Tak, ośmiornica jest obiektywnie świadoma siebie i obiektów wokół niej. Zawiera ona informacje.

Ale czy jest ona subiektywnie świadoma? Gdyby mogła mówić, czy twierdziłaby, że ma subiektywne, świadome doświadczenie w taki sam sposób, jak ty czy ja?

Zapytajmy ośmiornicę. Wyobraźmy sobie nieco nieprawdopodobny eksperyment myślowy. Załóżmy, że zdobyliśmy szalone urządzenie science fiction – nazwijmy je Speechinator 5000, które służy jako tłumacz informacji na mowę. Ma port, który można podłączyć do głowy ośmiornicy, i werbalizuje informacje znalezione w mózgu.

Może powiedzieć coś w rodzaju „Tam jest ryba”, jeśli system wizualny ośmiornicy zawiera informacje o pobliskiej rybie. Urządzenie może powiedzieć: „Jestem istotą z kilkoma kończynami, które poruszają się w ten i ten sposób”. Może powiedzieć: „Wyciągnięcie ryby ze słoika wymaga przekręcenia tej okrągłej części”. Powiedziałby wiele rzeczy, odzwierciedlając informacje, o których wiemy, że są zawarte w układzie nerwowym ośmiornicy. Ale nie wiemy, czy powiedziałaby: „Mam subiektywne, prywatne doświadczenie – świadomość tej ryby. Nie tylko ją przetwarzam. Doświadczam jej. Widząc rybę czuję się jak coś”. Nie wiemy, czy jej mózg zawiera tego typu informacje, ponieważ nie wiemy, co mówią jej modele jaźni ośmiornicy. Może jej brakować maszynerii do modelowania, czym jest świadomość lub do przypisania sobie tej właściwości. Consciousness could be irrelevant to the animal.

The octopus conundrum is an instructive example of how an animal can be complex and intelligent, and yet we are, so far, unable to answer the question of its subjective experience or even whether the question has any meaning for that creature.

Yes, an octopus is objectively aware of itself and of the objects around it. Ale czy jest subiektywnie świadoma? Gdyby mogła mówić, czy twierdziłaby, że ma subiektywne, świadome doświadczenie w taki sam sposób, jak ty czy ja?

Może jednym ze źródeł zamieszania jest tutaj automatyczna i potężna ludzka chęć przypisania świadomości obiektom wokół nas. Jesteśmy skłonni widzieć świadomość w marionetkach i innych, nawet mniej prawdopodobnych obiektach. Ludzie czasami wierzą, że ich rośliny domowe są świadome. Ośmiornica, z jej bogatym, złożonym zachowaniem i dużymi oczami wypełnionymi skupioną uwagą, jest o wiele bardziej przekonywującym testem typu Inkblot, że tak powiem, wyzwalającym w nas silną percepcję społeczną. Nie tylko wiemy, intelektualnie, że gromadzi ona obiektywne informacje o swoim świecie, ale nie możemy oprzeć się wrażeniu, że musi mieć również subiektywną świadomość emanującą z tych uduchowionych oczu.

Ale prawda jest taka, że nie wiemy, a poczucie, jakie mamy o jej świadomym umyśle, mówi więcej o nas niż o ośmiornicy. Eksperci, którzy studiują ośmiornice, ryzykują, że staną się najmniej wiarygodnymi obserwatorami w tym punkcie, ponieważ to oni są najbardziej skłonni do zachwytu nad tymi wspaniałymi stworzeniami.

Just to be clear, I’m not saying that octopuses are not conscious. Ale układ nerwowy ośmiornicy jest jeszcze tak niekompletnie poznany, że nie możemy jeszcze porównać jego organizacji mózgu z naszym i odgadnąć, jak podobny może być w swoich algorytmach i modelach jaźni. Aby dokonać tego typu porównań, będziemy musieli zbadać zwierzęta z naszego własnego rodu, kręgowce.

__________________________________

.