The Octopus: En utomjording bland oss

Självreplikerande, bakteriellt liv dök först upp på jorden för cirka 4 miljarder år sedan. Under större delen av jordens historia förblev livet på encellig nivå, och inget som liknade ett nervsystem existerade förrän för cirka 600 eller 700 miljoner år sedan (MYA). Enligt teorin om uppmärksamhetsschema är medvetandet beroende av att nervsystemet bearbetar information på ett specifikt sätt. Nyckeln till teorin, och jag misstänker att nyckeln till all avancerad intelligens, är uppmärksamhet – hjärnans förmåga att fokusera sina begränsade resurser på en begränsad del av världen vid en viss tidpunkt för att kunna bearbeta den på djupet.

Jag kommer att börja berättelsen med havssvampar, eftersom de hjälper till att sätta nervsystemets utveckling inom parentes. De är de mest primitiva av alla flercelliga djur, utan någon övergripande kroppsplan, utan lemmar, utan muskler och utan behov av nerver. De sitter på havets botten och filtrerar näringsämnen som ett såll. Ändå delar svamparna vissa gener med oss, däribland minst 25 gener som hos människor bidrar till att strukturera nervsystemet. Hos svampar kan samma gener vara inblandade i enklare aspekter av hur celler kommunicerar med varandra. Svamparna verkar stå precis vid nervsystemets evolutionära tröskel. De tros ha delat en sista gemensam förfader med oss mellan cirka 700 och 600 MYA.

Däremot har en annan urgammal djurart, havsgeléer, ett nervsystem. Sjögeléer fossiliseras inte särskilt bra, men genom att analysera deras genetiska förhållande till andra djur uppskattar biologer att de kan ha splittrats från resten av djurriket så tidigt som 650 MYA. Dessa siffror kan komma att ändras med nya uppgifter, men som en rimlig, grov uppskattning verkar det som om neuronerna, de grundläggande cellkomponenterna i ett nervsystem, först dök upp i djurriket någonstans mellan svampar och havsgeléer, för lite mer än en halv miljard år sedan.

En neuron är i huvudsak en cell som sänder en signal. En våg av elektrokemisk energi sveper över cellens membran från den ena änden till den andra, med ungefär 200 fot per sekund, och påverkar en annan neuron, en muskel eller en körtel. De tidigaste nervsystemen kan ha varit enkla nät av neuroner som var spända över hela kroppen och som kopplade samman musklerna. Hydror fungerar enligt denna nervnätsprincip. De är små vattenvarelser – genomskinliga, blomsterliknande djur med säckar som kroppar som är fästa vid många armar – och tillhör samma urgamla kategori som havsgeléer. Om man rör vid en hydra på ett ställe sprider nervnätet signalerna urskillningslöst och hydraen rycker sig som helhet.

Ett nervnät bearbetar inte information – inte i någon meningsfull mening. Det sänder bara signaler runt i kroppen. Det kopplar samman ett sensoriskt stimulus (ett knytnävsslag på hydra) med en muskelutgång (en ryckning). Efter uppkomsten av nervnätet utvecklade nervsystemen emellertid snabbt en andra komplexitetsnivå: förmågan att förstärka vissa signaler framför andra. Detta enkla men kraftfulla trick med signalförstärkning är ett av de grundläggande sätten för neuroner att manipulera information. Det är en byggsten i nästan alla beräkningar som vi känner till i hjärnan.

Krabbans öga är ett av de bäst studerade exemplen. Krabban har ett sammansatt öga med en rad av detektorer, var och en med en neuron inuti. Om ljus faller på en detektor aktiverar det neuronen inuti. Så långt så bra. Men för att öka komplexiteten är varje neuron kopplad till sina närmaste grannar, och på grund av dessa kopplingar konkurrerar neuronerna med varandra. När en neuron i en detektor blir aktiv tenderar den att undertrycka aktiviteten hos neuronerna i de närliggande detektorerna, som en person i en folkmassa som försöker skrika högst samtidigt som han tystar de personer som är närmast honom.

Mekanismen i en krabbas öga är utan tvekan det enklaste och mest grundläggande exemplet på uppmärksamhet. Vår mänskliga uppmärksamhet är bara en utarbetad version av den, gjord av samma byggstenar.

Resultatet är att om en suddig ljuspunkt lyser på krabbans öga, där den ljusaste delen av fläcken träffar en detektor, blir neuronen i den detektorn mycket aktiv, vinner tävlingen och stänger av sina grannar. Aktivitetsmönstret i alla detektorer i ögat signalerar inte bara en ljus fläck, utan också en ring av mörker runt den. Signalen förstärks på detta sätt. Krabbögat tar en suddig verklighet i gråskala och skärper den till en kontrastrik bild med överdrivna, ljusare toppar och mörkare skuggor. Denna signalförstärkning är en direkt följd av att neuronerna hämmar sina grannar, en process som kallas lateral hämning.

Mekanismen i krabbans öga är utan tvekan det enklaste och mest grundläggande exemplet – modell A fallet – på uppmärksamhet. Signaler konkurrerar med varandra, de vinnande signalerna förstärks på bekostnad av de förlorande signalerna, och dessa vinnande signaler kan sedan fortsätta att påverka djurets rörelser. Detta är den beräkningsmässiga kärnan i uppmärksamhet. Vår mänskliga uppmärksamhet är bara en utarbetad version av den, gjord av samma byggstenar. Du kan hitta krabbögonmetoden för lateral hämning i varje bearbetningsstadium i det mänskliga nervsystemet, från ögat till de högsta nivåerna av tänkande i hjärnbarken. Uppmärksamhetens ursprung ligger djupt i den evolutionära tiden, för mer än en halv miljard år sedan, med en förvånansvärt enkel innovation.

Krabbor tillhör en omfattande grupp djur, leddjuren, som omfattar spindlar och insekter och andra varelser med hårda, ledade exoskelett, och som förgrenade sig från andra djur omkring 600 MYA. Den mest kända utdöda leddjuren, den som har den största fanclubben idag, är trilobiten – en benig, ledad varelse som nästan liknar en hästskokrabba i miniatyr, som kröp omkring på botten av kambriska hav så tidigt som 540 MYA. När trilobiterna dog och sjönk ner i mycket fint slam på havsbottnen fossiliserades ibland deras facetterade ögon med fantastiska detaljer. Om man tittar på ett trilobitfossil och undersöker dess utbuktande ögon genom ett förstoringsglas kan man ofta fortfarande se den ordnade mosaiken av enskilda detektorer. Att döma av dessa fossiliserade detaljer måste trilobitens öga ha påmint mycket om en modern krabbas öga i sin organisation och det är troligt att det har använt sig av samma knep med konkurrens mellan närliggande detektorer för att skärpa sin syn på den forntida havsbottnen.

Föreställ dig ett djur som byggs upp bit för bit med ”lokal” uppmärksamhet. I det djuret skulle varje kroppsdel fungera som en separat enhet som filtrerar sin egen information och väljer ut de mest framträdande signalerna. Ett av ögonen skulle kunna säga: ”Denna speciella punkt är särskilt ljus. Strunta i de andra platserna. Samtidigt säger ett av benen oberoende av varandra: ”Jag har just fått ett hårt stick här. Strunta i de lättare beröringarna i närheten!” Ett djur med enbart denna förmåga skulle agera som en samling separata agenter som råkar vara fysiskt sammanfogade, där varje agent ropar ut sina egna signaler och utlöser sina egna handlingar. Djurets beteende skulle i bästa fall vara kaotiskt.

För ett sammanhängande svar på sin omgivning behöver djuret en mer centraliserad uppmärksamhet. Kan många separata källor till input – ögonen, kroppen, benen, öronen, de kemiska sensorerna – samla sin information på ett och samma ställe för en global sortering och en konkurrens mellan signalerna? Denna konvergens skulle göra det möjligt för djuret att välja det mest levande objektet i sin omgivning, det som verkar viktigast för tillfället, och sedan generera ett enda, meningsfullt svar.

Ingen vet när denna typ av centraliserad uppmärksamhet först dök upp, delvis därför att ingen är säker på vilka djur som har den och vilka som inte har den. Vartannat djur har en central uppmärksamhetsprocessor. Men uppmärksamhetens mekanismer har inte studerats lika grundligt hos ryggradslösa djur. Många djurslag, till exempel segmenterade maskar och sniglar, har ingen central hjärna. I stället har de kluster av neuroner, eller ganglier, utspridda över hela kroppen för att utföra lokala beräkningar. De har förmodligen inte centraliserad uppmärksamhet.

Arthropoder, såsom krabbor, insekter och spindlar, är bättre kandidater för centraliserad uppmärksamhet. De har en central hjärna, eller åtminstone ett aggregat av neuroner i huvudet som är större än alla andra i deras kroppar. Detta stora ganglion kan ha utvecklats delvis på grund av synens krav. Eftersom ögonen sitter i huvudet och synen är det mest komplicerade och informationsintensiva sinnet, får huvudet den största andelen neuroner. Vissa aspekter av lukt, smak, hörsel och känsel samlas också i detta centrala ganglion.

Insekter är smartare än vad folk tror. När du slår på en fluga och den lyckas fly – vilket den nästan alltid gör – så rusar den inte bara iväg på grund av en enkel reflex. Den har förmodligen något som vi kan kalla central uppmärksamhet, eller förmågan att snabbt fokusera sina bearbetningsresurser på den del av sin värld som är viktigast för tillfället, för att generera en samordnad reaktion.

Bläckfiskar, bläckfiskar och bläckfiskar är riktiga utomjordingar i förhållande till oss. Inget annat intelligent djur befinner sig så långt från oss på livets träd.

Bläckfiskar är superstjärnor bland ryggradslösa djur på grund av sin häpnadsväckande intelligens. De betraktas som blötdjur, som musslor eller sniglar. Blötdjur uppträdde troligen för första gången omkring 550 MYA och förblev relativt enkla, åtminstone när det gäller organisationen av deras nervsystem, under hundratals miljoner år. En gren, bläckfiskarna, utvecklade så småningom en komplex hjärna och ett sofistikerat beteende och kan ha nått något som ligger nära den moderna formen av en bläckfisk omkring 300 MYA.

Bläckfiskar, bläckfiskar och bläckfiskar är verkliga utomjordingar i förhållande till oss. Inget annat intelligent djur befinner sig så långt från oss på livets träd. De visar oss att storhjärnig intelligens inte är en engångsföreteelse, eftersom den har utvecklats oberoende av varandra minst två gånger – först bland ryggradsdjuren och sedan igen bland ryggradslösa djur.

Bläckfiskar är utmärkta visuella rovdjur. Ett bra rovdjur måste vara smartare och bättre koordinerat än sitt byte, och att använda synen för att lokalisera och känna igen byten är särskilt beräkningskrävande. Inget annat sensoriskt system har en sådan brandslang av varierad information som strömmar in och ett sådant behov av ett intelligent sätt att fokusera på användbara delmängder av denna information. Uppmärksamhet är därför det viktigaste för ett visuellt rovdjur. Kanske har den livsstilen något att göra med bläckfiskens expansiva intelligens.

Oavsett orsaken har bläckfisken utvecklat ett extraordinärt nervsystem. Den kan använda verktyg, lösa problem och visa oväntad kreativitet. I en numera klassisk demonstration kan bläckfiskar lära sig att öppna en glasburk genom att skruva av locket för att komma åt en välsmakande biprodukt inuti. Bläckfisken har en central hjärna och även en oberoende, mindre processor i varje arm, vilket ger den en unik blandning av centraliserad och distribuerad styrning.

Bläckfisken har troligen också självmodellerande, ständigt uppdaterade buntar av information för att övervaka sin kropp och sitt beteende. Ur ett tekniskt perspektiv skulle den behöva självmodeller för att fungera effektivt. Den kan till exempel ha någon form av kroppsschema som håller reda på kroppens form och struktur för att kunna samordna rörelser. (Kanske har varje arm ett eget armschema.) I den meningen kan man säga att en bläckfisk känner till sig själv. Den besitter information om sig själv och om omvärlden, och den informationen resulterar i ett komplext beteende.

Men alla dessa verkligt underbara egenskaper innebär inte att en bläckfisk är medveten.

Medvetandeforskare använder ibland begreppet objektiv medvetenhet för att betyda att informationen har trängt in och bearbetas på ett sätt som påverkar beteendemässiga val. Med denna ganska låga definition skulle man kunna säga att en mikrovågsugn är medveten om tidsinställningen och att en självkörande bil är medveten om det hotande hindret. Ja, en bläckfisk är objektivt medveten om sig själv och om objekten runt omkring den. Den innehåller informationen.

Men är den subjektivt medveten? Om den kunde tala, skulle den då hävda att den har en subjektiv, medveten upplevelse på samma sätt som du eller jag gör?

Låt oss fråga bläckfisken. Föreställ dig ett något osannolikt tankeexperiment. Anta att vi har fått tag på en galen science fiction-apparat – låt oss kalla den Speechinator 5000 – som fungerar som en översättare av information till tal. Den har en port som kan anslutas till bläckfiskens huvud, och den verbaliserar den information som finns i hjärnan.

Den kan säga saker som ”Det finns en fisk” om bläckfiskens visuella system innehåller information om en fisk i närheten. Enheten kan säga: ”Jag är ett väsen med en massa lemmar som rör sig på det ena och det andra sättet”. Den kan säga: ”För att få upp en fisk ur en burk måste man vrida på den där cirkulära delen”. Den skulle säga många saker, som återspeglar den information som vi vet finns i bläckfiskens nervsystem. Men vi vet inte om den skulle säga: ”Jag har en subjektiv, privat upplevelse – ett medvetande – av den fisken. Jag bearbetar den inte bara. Jag upplever den. Att se en fisk känns som något.” Vi vet inte om dess hjärna innehåller den typen av information eftersom vi inte vet vad bläckfiskens självmodeller berättar för den. Den kanske saknar maskineriet för att modellera vad medvetande är eller för att tillskriva sig själv den egenskapen. Medvetande kan vara irrelevant för djuret.

Bläckfiskens gåta är ett lärorikt exempel på hur ett djur kan vara komplext och intelligent, och ändå är vi än så länge oförmögna att besvara frågan om dess subjektiva erfarenhet eller ens om frågan har någon betydelse för den varelsen.

Ja, en bläckfisk är objektivt medveten om sig själv och om objekten runt omkring den. Men är den subjektivt medveten? Om den kunde prata, skulle den då hävda att den har en subjektiv, medveten upplevelse på samma sätt som du eller jag gör?

En källa till förvirring här är kanske den automatiska och kraftfulla mänskliga driften att tillskriva föremålen omkring oss medvetande. Vi är benägna att se medvetande i dockor och andra, ännu mindre sannolika objekt. Människor tror ibland att deras krukväxter är medvetna. En bläckfisk, med sitt mycket komplexa beteende och sina stora ögon fyllda av fokuserad uppmärksamhet, är så att säga ett mycket mer övertygande bläckpluttstest som utlöser en stark social uppfattning hos oss. Vi vet inte bara, intellektuellt sett, att den samlar objektiv information om sin värld, utan vi kan inte låta bli att känna att den också måste ha ett subjektivt medvetande som emanerar från dessa själfulla ögon.

Men sanningen är att vi inte vet, och den känsla vi får av dess medvetna sinne säger mer om oss än om bläckfisken. De experter som studerar bläckfiskar riskerar att bli de minst tillförlitliga observatörerna på den här punkten, eftersom de är de som mest sannolikt låter sig hänföras av dessa underbara varelser.

För att vara tydlig säger jag inte att bläckfiskar inte är medvetna. Men bläckfiskens nervsystem är fortfarande så ofullständigt förstått att vi ännu inte kan jämföra dess hjärnorganisation med vår och gissa hur lik den kan vara i sina algoritmer och självmodeller. För att göra den typen av jämförelser måste vi undersöka djur i vår egen släkt, ryggradsdjuren.

__________________________________

.