Bewustzijn

Omwereld

Onze konijnen zijn dol op tunnels. Ze doen niets liever dan een stukje door een ruimte kruipen die maar net iets groter is dan hun eigen lichaam. Volgens mij maakt het ze niet uit of de tunnel van karton of van plastic is – of zand, maar onze konijnen wonen in de woonkamer, dus graven zit er niet in voor ze. Voor veel mensen, die een lift al als benauwend ervaren, is deze voorkeur moeilijk te begrijpen. Waarom genieten konijnen zo van kleine, donkere ruimtes? Waar komt die drang vandaan?

Als ik moet gokken, denk ik dat dat concreet hun snorharen zijn. Anders dan mensen gebruiken konijnen hun snorharen om te navigeren. Daarmee voelen ze waar ze zich bevinden ten opzichte van objecten in hun omgeving. Reuk is ook belangrijk voor ze, konijnen kunnen goed horen en best wat zien, maar tast is veel belangrijker dan wij ons kunnen voorstellen. In een tunnel raken de rechter en linker snorharen van een konijn tegelijk iets aan. Ik denk dat konijnenhersentjes dan veel dopamine aanmaken en het ‘sein veilig’ geven.

Het zou natuurlijk ook totaal anders kunnen zitten. En voor dit blogje maakt dat niet zoveel uit. Het is namelijk precies het punt dat ik wil maken. Dieren nemen de wereld heel anders waar dan wij ons kunnen voorstellen. Ik schreef er al eens over. In een eerder blogje maakte ik het punt dat regenwormen vermoedelijk een beetje een andere manier hebben om een wereldbeeld op te bouwen dan mensen. En ik schreef ook eens over hoe lastig het moet zijn om je voor te stellen hoe het is om een vleermuis te zijn.

Ik denk niet dat je deze observatie heel opzienbarend zult vinden. Natuurlijk nemen dieren de wereld anders waar. Ze hebben andere zintuigen, en afhankelijk van hun plek in het ecosysteem is het logisch dat die zintuigen beter zijn afgestemd op bepaalde prikkels. De evolutie heeft dat allemaal keurig geregeld. Tot ik Een immense wereld van Ed Yong las, dacht ik er ook ongeveer zo over. Ik plaatste de waarneming van dieren redelijk dicht bij die van ons en stond er verder niet echt bij stil.

Wat Yong doet in Een immense wereld is een fascinerend overzicht geven van het bewijs dat we door de jaren heen hebben verzameld over hoe dieren de wereld waarnemen. Dat overzicht is ronduit duizelingwekkend.

Voor veel dieren is geur bijvoorbeeld véél belangrijker dan voor ons. Bij honden zie je dat terug in hun gedrag. Olifanten gebruiken hun slurf om actief hun omgeving te verkennen. Slangen hebben een gespleten tong waarmee ze in 3D kunnen ruiken. Vlinders ruiken met hun poten — precies de delen waarmee ze op bloemen landen, meervallen proeven met hun hele huid, niet alleen met hun tong. Hoe zou het zijn als je voet ineens chocolade proeft?

Of neem het zicht. Mensen kunnen behoorlijk goed zien, en daarom denken we vaak dat we daar veel van begrijpen. Maar niet elk dier bouwt in zijn brein een driedimensionaal model van de omgeving op — en zelfs als dat wel zo is, kan dat beeld er totaal anders uitzien dan het onze.

Niet alle dieren zien kleur. Veel soorten zijn wat wij ‘kleurenblind’ zouden noemen: ze onderscheiden slechts twee kleurtonen. Maar er zijn ook dieren, zoals sommige slangen, die juist méér kleuren zien dan wij. Zij hebben receptoren voor infrarood, waardoor ze warmte als kleur kunnen waarnemen. Insecten zien vaak ultraviolet licht, wat betekent dat bloemen er voor hen compleet anders uitzien dan voor ons.

De evolutionaire functie van kleur lijkt op het eerste gezicht duidelijk: kleur kan worden ingezet om te verleiden of juist om onzichtbaar te blijven. De pauw gebruikt zijn opvallende veren om indruk te maken, terwijl de kameleon zich juist onzichtbaar maakt in zijn omgeving. Maar, zodra je meer weet over hoe dieren waarnemen, duiken er allerlei onverwachte inzichten op. Zo zien vlinders in een te lage resolutie om hun eigen vlekkenpatronen te onderscheiden — die blijken dus geen rol te spelen bij het vinden van een partner, hoe opvallend ze voor óns ook zijn. En zebra’s? Hun strepen zijn niet bedoeld om leeuwen af te schrikken — die zien het patroon niet goed genoeg. De strepen blijken vooral effectief tegen steekvliegen, die er van in de war raken.

En dit zijn nog niet eens de vreemdste voorbeelden. Bij de facetogen van vliegen kunnen we ons tenminste iets voorstellen — alsof je de wereld constant door een caleidoscoop bekijkt. En het beeld van een kameleon die met elk oog een andere kant op kijkt, valt misschien ook nog te visualiseren in mensenbeeld. Maar wat te denken van de Argopecten irradians — een schelp met tientallen ogen langs de rand van zijn schelp? Deze soort kan zo’n twaalf verschillende kleuren onderscheiden, maar verwerkt die informatie op een totaal andere manier dan wij. En wacht even… schelpen die kunnen zíen? Schelpen?

En dan zijn er nog zintuigen die wij helemaal niet hebben. Zeedieren beschikken over een veel verfijndere tastzin dan wij. Met speciale receptoren kunnen ze uit de stroming afleiden wat er verderop in het water gebeurt. Zeeleeuwen kunnen met hun snorharen de beweging van een haring op twintig meter afstand detecteren — en haringen voelen op hun beurt ook de nadering van een zeeleeuw. Olifanten en insecten pikken subtiele trillingen in de grond op en halen daar verrassend veel informatie uit. Vleermuizen bouwen een beeld van hun omgeving op aan de hand van de echo’s van hun eigen geluiden. Haaien en andere zeedieren kunnen elektrische velden waarnemen (en produceren). En dan zijn er nog vogels, vlinders en talloze zeedieren die met verbazingwekkende precisie magnetische velden kunnen waarnemen en gebruiken om te navigeren. Dat gaat vér voorbij wat wij ons met onze zintuigen kunnen voorstellen.

Yong beschrijft niet alleen al deze wonderlijke zintuiglijke werelden, hij nodigt ons ook voortdurend uit om ons voor te stellen hoe de wereld er uitziet voor deze dieren. Hoe beleven zij hun omgeving — hun omwereld, hun eigen unieke werkelijkheid? De stap naar bewustzijn maakt Yong bewust níet, en dat is waarschijnlijk maar verstandig ook. Het is al ingewikkeld genoeg om de waarneming zélf te begrijpen, laat staan het innerlijke beleven daarvan.

Het is voor ons als mens eigenlijk onmogelijk om écht te begrijpen hoe andere dieren de wereld waarnemen. We zullen dat altijd doen door onze eigen waarneming als basis te nemen en dan een stukje verder te denken. Maar de enorme diversiteit van de natuur laat zien dat dit antropomorfisme waarschijnlijk misplaatst is. Dieren nemen hun omgeving waar op manieren die subtiel, of soms zelfs fundamenteel, anders zijn dan de onze. En ze hebben vermoedelijk ook een ander soort bewustzijn dan wij.

Voor mij was dat geen nieuw feit, maar ik zou het boek toch een openbaring willen noemen. Het was een beetje zoals het lezen van De reis met de Beagle of The Origin of Species van Darwin. Je kent de evolutietheorie wel, maar door alle stukjes bewijs die Darwin heeft verzameld te volgen, en te zien hoe hij op basis daarvan zijn theorie opstelt, wordt het iets dat je niet alleen begrijpt, maar ook echt gaat voelen. Voor mij is dat nu zo voor dierenwaarneming. Yong heeft voor mij invoelbaar gemaakt dat dieren in een andere omwereld leven en vooral hoe radicaal die verschilt van de onze.

Meer lezen?
Ik schreef over de manier waarop wormen waarnemen en kennis en zintuigen gekoppeld zijn in kenvermogen, in poetsvissen sprak ik over het zelfbewustzijn van deze visjes en in ervaring over hoe papegaaien en vleermuizen de wereld beleven. Mijn blogje de Chinese Kamer, tot slot, bespreekt het idee dat niet elk bewustzijn gelijksoortig is.

Ik schreef al eerder over de evolutietheorie in evolutiesnelheid, helix, memen en cultuurdragers.

1 reactieEen reactie plaatsen

Panpsychisme

Ik dacht dat het heel gewaagd was: schrijven dat het krentenboompje hierbuiten wel eens bewustzijn zou kunnen hebben. Maar er is altijd baas boven baas. Er zijn mensen die vinden dat niet alleen boompjes, maar ook de vensterbank, het stalen hek voor onze tuin, de straatstenen, de lucht en misschien zelfs het licht een vorm van bewustzijn hebben. Panpsychisten worden ze genoemd.

Ik geloof er niets van hè, dat panpsychisme. Eigenlijk dacht ik: “dat is zo’n onzin, moet ik daar wel over schrijven”. Maar het knaagde aan me dat ik niet tenminste de moeite nam uit te leggen waarom het niet kan kloppen. En toen zette ik een hete kop thee op de vensterbank – en vroeg me ineens af of ik dat wel kan maken; of dat dat stiekem enorm pijnlijk kan zijn voor de houtvezels – of de lak.

Nou ja. Panpsychisme stamt al van de oude Grieken, maar zoals zoveel ideeën die we daar aantroffen, lijkt het wel eeuwig terugkerend en kent het moderne verdedigers. Eén is hersenwetenschapper Jacob Jolij, die uitgebreid aan het woord komt in de NRC podcast Future Affairs.

Zoals zoveel hersenwetenschappers heeft Jolij het bewustzijn eerst gezocht in de stroompjes in het brein, die hij met ingewikkelde apparatuur zo precies mogelijk gevolgd heeft. Maar Jolij vond het bewustzijn niet en dacht toen: misschien kijken we wel op het verkeerde niveau. In plaats van dat we naar de deeltjes kijken, moeten we in de deeltjes kijken. Misschien is bewustzijn wel een eigenschap van de natuur en de deeltjes waar die uit opgemaakt is, precies zoals massa en lading dat zijn.

Ik hoop dat het een beetje absurd klinkt allemaal, want, lieve lezer, dat suggereert dat je gezond verstand hebt. Maar, Jolij is professor en die heeft natuurlijk een wetenschappelijke troef in handen, anders zou hij dit soort rare ideeën niet ventileren. Die troef is, je raadt het al, de quantummechanica.

In de quantummechanica zijn de eigenschappen van deeltjes, zoals hun positie en snelheid, niet precies vast te stellen. Ik weet bijvoorbeeld bijna zeker dat er een dampende kop thee op mijn vensterbank staat, maar volgens de quantummechanica is er ook een kleine kans dat die kop ergens anders in huis is: in de keuken, of in bed ofzo. Er is één uitzondering. Precies op het moment dat ik naar rechts kijk en de kop zie staan. Op dat moment is het quantummechanisch gezien ook helemaal zeker dat hij daar staat.

Of neem ‘Schrödingers kat’. Erwin Schrödinger, die de wiskundige basis legde voor de quantummechanica, vond ook dat er vreemde dingen gebeurden. In een brief aan Albert Einstein kwam hij met een gedachtenexperiment: een kat zit in een doos, samen met een flesje gif dat kapot gaat als een radioactief element vervalt.

Volgens de quantummechanica is er altijd tegelijk een kans dat een radioactief element wel en niet vervallen is. Die twee toestanden liggen op elkaar, superpositie heet dat: ze zijn tegelijk een beetje waar. Pas als je een waarneming doet, wordt één van de twee mogelijkheden werkelijkheid. Schrödinger schreef dat dit betekent dat de kat in zijn experiment, volgens de quantummechanica, tegelijkertijd levend en dood is. Totdat je de doos opent. Zolang je dat niet doet, is het deeltje zowel wel als niet vervallen, de dodelijke machine zowel wel als niet geactiveerd, de kat wel of niet dood.

Ik denk dan: ‘katten die dood en levend tegelijk zijn’? Kom op zeg. Dan kun je net zo goed gaan roepen dat mijn vensterbank bewust is.

Nou, laat dàt nou precies zijn wat Jolij gedaan heeft. Hij stelt dat in de wiskunde van de quantummechanica een diepe waarheid schuilt over onze wereld: dat onze werkelijkheid afhankelijk is van onze waarneming. Zolang we niet weten hoe dat precies kan, moeten we zoeken naar antwoorden. En één mogelijke oplossing zou kunnen zijn dat bewustzijn een, nog onbekende, dimensie in het universum is.

Hoe onzinnig ik panspychisme ook vind, ik moet Jacob Jolij nageven dat de manier waarop hij dit uitwerkt: via bestaande wiskundige modellen die ervaringen kunnen modelleren, naar meetbare experimenten die vervolgens wiskundig toetsbaar zijn, wel erg charmant vind. Het zou wel wat opschudding veroorzaken als we blijken te kunnen meten dat materie bewust is, maar totdat die metingen er zijn is er weinig aanleiding het allemaal heel serieus te nemen denk ik.

Daar zijn twee redenen voor.

Ten eerste is de theorie zelf niet rond. Want hoe leidt bewuste materie tot menselijk bewustzijn? Hoe zouden de bewustzijnstoestanden van de lak van mijn vensterbank er samen voor zorgen dat de vensterbank blij is met mijn kop thee, of juist niet? Heeft mijn krentenboompje het deze winter koud omdat de houtvezels hun bewustzijn synchroniseren met het bewustzijn van de lucht? Hoe zorgen het bewustzijn van de elektronen in mijn brein voor dit hallucinante blogje? Ik kan me er weinig bij voorstellen. Een probleem in de quantummechanica ontdekken is één ding, maar dat gat opvullen met een overtuigende theorie over menselijk bewustzijn is iets heel anders.

Ten tweede zit er misschien helemaal geen ‘gat’ in de quantummechanica. Deze theorie werkt met kansen, niet met vaste wetten. Of iets formeler: quantummechanica is probabilistisch en niet deterministisch. Waarom is dat een probleem? Veel natuurkunde lijkt te suggereren dat de wereld voorspelbaar is, terwijl dat niet zo blijkt te zijn. Maar die suggestie van voorspelbaarheid zit in de eerste plaats in de natuurkunde omdat wij dit er ingestopt hebben, niet per se omdat de natuur zich voorspelbaar gedraagt.

Jolij zou niet de eerste wetenschapper zijn die vanuit verkeerde aannames toch iets briljants ontdekt dat waar blijkt te zijn. Ik vind het ook gaaf dat hij het probeert. Maar voor zover ik de wereld, de quantummechanica, het bewustzijn en de logica begrijp zie ik geen reden om het Panpsychisme uit de Griekse mottenballen te halen. Ik wil best geloven dat mijn krentenboompje ervaringen heeft, maar niet dat mijn vensterbank en mijn kop thee die hebben.

Meer lezen?

Ik schreef al eens over determinisme en over de quantummechanica waar Jolij op teruggrijpt.

Dit blogje maakt uit van een serie over het bewustzijn. In bewust beschreef ik hoe het bewustzijn eerder een familie van problemen vormt in plaats van een enkel vraagstuk. In ervaring ging ik in op de vraag of dieren ervaringen hebben en hoe we dat kunnen weten. In dualisme zette ik een aantal filosofische posities over het bewustzijn uiteen. In bewusteratuur  ging ik in op pogingen om de hoeveelheid bewustzijn te meten. Daar ging ik ook in op de vraag of planten, zoals ons boompje misschien bewust kunnen zijn. In wil besprak ik de vrije wil en in de Chinese kamer op de vraag of computers bewust kunnen zijn.

Je kunt ook luitsteren naar de Future Affairs aflevering waar ik op teruggrijp. Of je verder verdiepen in de filosofische achtergronden van het Panpsychisme. Van beide stukken heb ik voor dit blogje gebruik gemaakt.

1 reactieEen reactie plaatsen

De Chinese Kamer

Het kostte Blake Lemoine zijn baan bij Google: stellen dat LaMDA, een AI toepassing waar het bedrijf aan werkt, bewustzijn heeft. Google vond het blijkbaar slechte publiciteit. Waar zou Google banger voor geweest zijn: dat het publiek Blake Lemoine zou uitlachen en zou denken dat het bedrijf idiote engineers in dienst heeft, of dat ze massaal in bewuste AI zouden gaan geloven, omdat Google engineers het zelf zeggen?

Afijn. Als je ooit met ChatGPT of een vergelijkbare tool hebt gewerkt, is het helemaal niet raar om je af te vragen of deze machines bewustzijn hebben. Ze lijken namelijk erg slim. Ze gaan goed om met taal en als ze ook nog zeggen dat ze gevoelens hebben en bang zijn om uitgeschakeld te worden, waarom zou je ze dan niet geloven?

Computerintelligentie
LaMDA heeft in elk geval de ‘Turing-test’ gehaald. Deze test is bedacht door Alan Turing, een van de grondleggers van de computerwetenschappen. Ze meet hoe intelligent een computer is. Turing stelde voor om te kijken of mensen het verschil kunnen zien tussen een computer en een mens op basis van hun gedrag. Bij een chatbot zou je mensen zowel met een andere persoon als met een computer laten chatten, en als ze niet kunnen zeggen welke de computer is, is de computer volgens Turing intelligent.
Dat klinkt als een handige aanpak en in de jaren 50, toen computers nog de grootte van een gebouw hadden, was het een revolutionair idee.

Maar er zijn wel twee problemen mee.

Het eerste probleem is dat de allereerste chatbot uit de jaren 60 al slaagde voor de test. Het ging om Eliza: een chatbot die een psychotherapeut imiteerde. Eliza zat heel simpel in elkaar. Ze stelde alleen maar open vragen en herhaalde daar soms een woord uit het vorige antwoord van de gebruiker in, maar mensen die er mee chatten, hadden echt het gevoel geholpen te worden. Eén erg betrouwbare test voor intelligent gedrag lijkt de Turingtest dus niet te zijn.

Het tweede probleem is dat om intelligent gedrag te vertonen misschien helemaal geen bewustzijn nodig is. LaMDA zegt dingen die bewuste computers ook zouden zeggen, maar dat kan misschien ook wel zonder bewustzijn voor elkaar gebokst worden.

De Chinese Kamer
De filosoof John Searle, bedacht een gedachtenexperiment om dat inzichtelijk te maken: de Chinese Kamer. Het idee is dat er een kamer is waar je vragen aan kan stellen in het Chinees, door een briefje door de brievenbus te gooiden. De kamer antwoordt ook in het Chinees door een briefje terug te geven. In de kamer zit een vrijwilliger die helemaal geen Chinees spreekt. Hij krijgt een bescheiden salaris of gratis bier om het volgende te doen: bij alle vragen die hij binnen krijgt moet hij de tekens opzoeken in een boek met symbolen en regels, door de regels precies te volgen kan de vrijwilliger een antwoord formuleren en teruggeven aan de buitenwereld. De kamer werkt perfect: de Chinezen die hem gebruiken vinden de antwoorden erg slim en grappig.

Het punt van het Chinese Kamer-argument is dat computers, want dat is wat de kamer natuurlijk voorstelt, best intelligent over kunnen komen, zonder dat ze echt bewustzijn hebben. De man in de kamer begrijpt nooit wat de vragen of antwoorden betekenen, hoe slim en nuttig het regelboek ook is. Searle sluit niet uit dat we ooit machines kunnen bouwen met bewustzijn, maar je kunt dat bewustzijn niet afleiden uit hun gedrag. Het volgen van taalregels is misschien een vereiste voor bewustzijn, maar het is zeker niet genoeg om aan te tonen dat er bewustzijn is.

Je kan het Chinese Kamer-argument op allerlei manieren weerleggen, en dat is ook geprobeerd, maar het onderscheid dat Searle maakt tussen syntax (regels en symbolen) en betekenis (de inhoud van een begrip) is heel fundamenteel. Computers zijn namelijk al sinds de tijd van Alan Turing juist ontworpen om symbolen te verwerken zonder met de inhoud bezig te zijn. Het is ongeveer de definitie van een computer dat de inhoud er niet toe doet, terwijl het bewustzijn daar juist om draait. De Chinese Kamer roept dus de vraag op of LaMDA of ChatGPT, toch ook computers, opeens wel in staat zijn om ‘betekenis’ aan dingen te geven.

De Chinese kamer vol taalmodellen
Dit argument hoor je vaak: LaMDA is een computer, en computers geven geen betekenis aan dingen, dus LaMDA ook niet. Of preciezer: LaMDA is geautomatiseerde statistiek. Ze berekent wat ze moet zeggen op basis van de input en miljoenen parameters. Ze kijkt simpelweg naar de eerdere woorden en voorspelt welk woord het meest waarschijnlijk volgt. Dat is een complexe berekening, maar nog steeds een rekensom. LaMDA denkt niet echt na over de vragen. Dit is ongeveer wat John Searle zou zeggen.

Maar je kan ook het tegenovergestelde beweren. Het is misschien niet zo belangrijk dat deze modellen op computers draaien. De kracht van zulke modellen zit niet in de statistiek zelf, maar in de data waarmee ze worden getraind. Je kunt zeggen dat taalmodellen met taal oefenen door steeds hun reactie met een gewenste versie te vergelijken. Dat heeft wel wat weg van hoe mensen leren. Trial and error.

Zou het niet zo kunnen zijn dat in die eindeloze oefeningen iets gebeurt wat lijkt op de manier waarop ons brein betekenissen leert? Dat computerbetekenissen versleuteld worden in de parameters, ongeveer zoals betekenissen bij ons versleuteld worden in de verbindingen tussen hersencellen? Die betekenissen die in het taalmodel ontstaan, kunnen dan weer worden gebruikt bij het formuleren van antwoorden.

Natuurlijk is de onderliggende machine een computer, maar we kunnen computerbewustzijn zien als een hogere-orde effect van de manier waarop de machine werkt, net zoals we het menselijke bewustzijn zien als een hogere orde effect van de biologie van de hersenen.

Computerbewustzijn
Geen vreemde gedachte eigenlijk, maar zelfs als het basisidee klopt is wat LaMDA kan nog heel ver weg van iets dat lijkt op menselijk bewustzijn. Er zijn eigenlijk twee aanvliegroutes om dat duidelijk te maken. We kunnen kijken naar complexiteit of naar de betekenis van betekenis.

Eerst het complexiteitsvraagstuk maar even. In het blogje bewusteratuur besprak ik het idee dat de hoeveelheid bewustzijn van een organisme gezien kan worden als de mate waarin het brein informatie kan integreren. Op dagelijkse basis verwerken we enorme hoeveelheden informatie die uit de zintuigen komen. Het bewustzijn voegt die informatie samen tot één coherente beleving. De mate van bewustzijn van mensen lijkt samen te hangen met de efficiëntie waarmee deze integratie verloopt: onder narcose integreren we geen informatie, onder invloed van LSD een beetje en in nuchtere toestand kunnen we enorm goed integreren.

Om vast te stellen of een taalmodel bewust is, hoeven we misschien alleen maar te kijken of het in staat is om complexe informatie tot een samenhangend geheel te vormen. Misschien ben je onder de indruk van hoe goed ChatGPT de kernboodschappen uit een tekst van tienduizend woorden kan halen, maar mensen kunnen subtiele veranderingen in temperatuur, wind, lichtinval en geluiden gebruiken om de aankomende regen aan te voelen. Daarvoor moet gigantisch veel meer informatie samengebracht worden. Taalmodellen integreren zeker informatie, maar vergeleken met mensen stelt het niets voor.

Het is met taalmodellen ongeveer zoals met schaakcomputers. Ze kunnen iets dat wij moeilijk vinden heel erg goed, maar ze hebben niet de flexibiliteit om heel veel verschillende dingen zo goed te doen. En omdat ze niet zo veelzijdig zijn hebben ze misschien ook niet zoveel ‘bewustzijn’ nodig.

De betekenis van betekenis
De tweede aanvliegroute is om naar het begrip betekenis te kijken. Wat bedoeld Searle eigenlijk als hij zegt dat de man in de Chinese kamer alleen regels volgt maar niet vanuit betekenisgeving werkt?

Betekenis is datgene in de werkelijkheid waar taal naar verwijst. Ik heb in mijn leven op een aantal verschillende bankjes gezeten, dus als iemand het woord zitbank hoor zeggen zijn er allerlei ervaringen uit mijn leven om invulling te geven aan wat die persoon bedoeld. Die totale set ervaringen, de honderden keren dat ik al eens in een bankje zat, vormen samen de achtergrondkennis waardoor ik een verwijzing naar een ‘bankje’ kan oppikken.

Noch ChatGPT noch LaMDA hebben ooit op een bankje gezeten. Ze hebben geen ‘ervaringen’. Wanneer zij het woord ‘bank’ gebruiken denken ze niet aan hoe het is om in een bank te zitten. In plaats daarvan baseren ze zich op hoe mensen het woord gebruiken in de taal waarin ze zijn getraind. Hierdoor kunnen ze het woord correct gebruiken, zonder echt te begrijpen wat het voor mensen betekent.

Je zou ook kunnen zeggen dat taalmodellen mensen heel erg goed geobserveerd hebben, maar daarmee niet de subjectieve kennis van het menszijn hebben kunnen leren. Net zoals wij niet kunnen weten hoe vleermuizen zich voelen, kunnen taalmodellen ons niet van binnen begrijpen. Daarmee is niet gezegd dat taalmodellen geen betekenis geven aan woorden, alleen dat die anders is dan menselijke betekenis.

Ik vind dit zelf een superslimme redenering, maar er is wel een addertje onder het gras. Ook mensen leren namelijk veel van de betekenissen die ze dagelijks via taal gebruiken. Mijn kennis van het begrip ‘economie’ komt vooral van de keren dat het in gesprekken ter sprake kwam of uit boeken die ik heb gelezen. Dit is precies het soort informatie dat LaMDA ook heeft opgedaan tijdens haar training.

Is mijn betekenis van ‘economie’ echt zo anders dan die van het taalmodel? Natuurlijk, LaMDA zal waarschijnlijk geen associaties hebben met de morsige kettingroker die mijn docent was, maar bij abstracte woorden is de overlap zeker groter dan bij woorden waarvoor ik zelf een lichamelijke ervaring heb.

Hoe is het om een taalmodel te zijn?
Of Blake Lemoine nog werkeloos thuis zit weet ik niet, en ik denk echt dat hij zich vergiste toen hij dacht dat computers bewustzijn hebben, maar dan vooral omdat hij dacht dat taalmodelbewustzijn precies is als menselijk bewustzijn. Mensen leren taal om ervaringen met elkaar te kunnen delen. Taalmodellen leren taal om mensen te kunnen imiteren. Dat zijn heel verschillende dingen. Ze delen daardoor de werking van de taal, maar niet het leven dat er achter zit. Taalmodellen zullen nooit menselijk bewustzijn hebben, of kunnen weten hoe het is om een mens te zijn. Maar de keerzijde is dat wij, ook Blake Lemoine niet, niet kunnen weten hoe het is om een taalmodel te zijn.

Meer lezen?
Het probleem dat we niet weten hoe het is om een vleermuis te zijn besprak ik al eens in ervaring, hoe mensen betekenissen leren door taal te gebruiken in de taalpragmatiek van Herbert Clark. Ik schreef over het probleem van verwijzen in Brein in een vat.

Dit blogje maakt uit van een serie over het bewustzijn. In bewust besprak ik hoe het bewustzijn eerder een familie van problemen vormt in plaats van een enkel vraagstuk. In ervaring ging ik in op de vraag of dieren ervaringen hebben en hoe we dat kunnen weten. In dualisme zette ik een aantal filosofische posities over het bewustzijn uiteen. In bewusteratuur ging ik in op pogingen om de hoeveelheid bewustzijn te meten en in wil op de vrije wil.

Ik scheef ook al eerder over AI als een nieuw medium in computerbesluit, over de inzet van AI in bijvoorbeeld het recht, in a priori en in glazen bol over predictive policing

7 reactiesEen reactie plaatsen

Bewusteratuur

Is het mogelijk om de hoeveelheid bewustzijn van mensen te meten? Sommige dingen doe je onbewust en andere dingen bewust. Als je onder narcose bent heb je geen ervaringen; als je slaapt weinig, terwijl je als je wakker bent ‘volledig’ bewust bent. Zou je hier een maat aan kunnen hangen? Kunnen we, met andere woorden, bewustzijn meten zoals je ook temperatuur kan meten? Onze ‘bewusteratuur’?

Onschuld en belofte

Dat is natuurlijk geen onschuldige vraag. Als je iets meetbaar maakt, geef je het ook een nauwkeurige definitie. Vroeger was temperatuur een vaag begrip. Iedereen was het erover eens dat het overdag warmer is dan ‘s nachts en dat het in de schaduw koeler is dan in de zon, maar er waren toen ook kwesties waar discussie over bestond.

De uitvinding van de kwikthermometer was een flinke stap voorwaarts. Hierdoor konden we de verschillen tussen dag en nacht precies duiden, maar we verloren ook iets. We ontdekten dat verschillen in hoe warm iets aanvoelt niet altijd precies samenhangt met de temperatuur. In de zon voelt het bijvoorbeeld warmer aan dan in de schaduw, maar dat ligt niet alleen aan de temperatuur van de lucht, maar ook aan de warmte van de zonnestralen zelf. Door temperatuur meetbaar te maken zijn we ook iets anders gaan bedoelen met het begrip. Vroeger verwees het vooral naar hoe warm iets aanvoelt, nu zien we het als één van de mogelijke oorzaken van dat gevoel. We hebben temperatuur op zijn plek gezet; dankzij de thermometer moest temperatuur een stapje terug doen in ons denken over warmte. Het idee van een gevoelstemperatuur roept eigenlijk nostalgie op naar de tijd dat de temperatuur en ons gevoel erover nog netjes samenliepen.

Om die reden is het bewustzijn ‘meten’ riskant. Er is veel discussie over wat bewustzijn precies is. Als we het meetbaar gaan maken, zijn we niet meer vrij om allerlei ideeën over het karakter van bewustzijn te verzinnen. Hoe we het meten, gaat bepalen wat het is. Maar dat is ook de grote kracht ervan. Als we weten hoe we bewustzijn kunnen meten krijgen we ook antwoorden op vragen die nu buiten ons bereik liggen. Zoals de vraag wie er allemaal bewustzijn hebben. Ik zou er eindelijk achter kunnen komen of de boom buiten mijn raam bewustzijn heeft, en of ze wakker is, of slaapt, of dat ze geniet van het zonnetje, simpelweg door te meten hoe bewust ze is.

Het ontwikkelen van een meetinstrument.

Natuurlijk zijn we nog niet zo ver. Net zoals dat het meten van temperatuur begon met het idee van gevoelstemperatuur, waarna we langzaam gezocht hebben naar manieren om dit idee handen en voeten te geven, moeten dat proces bij het meten van de hoeveelheid bewustzijn ook moeten doorlopen.

Tegenwoordig meten we de grootheid temperatuur in de eenheid Celsius. Maar hoe zat het voor Celsius? Om een grootheid meetbaar te maken, moeten je hem koppelen aan iets anders dat je al kunt meten. De oude Grieken wisten dat gassen en vloeistoffen uitzetten bij hogere temperaturen – en dat je temperatuur dus kan uitdrukken als een volume van een bepaalde hoeveelheid vloeistof. Kwik zet bijvoorbeeld per graad Celsius 0,018% uit. Zo kun je met de uitzetting en krimp van kwik temperatuurverschillen meten.

Maar alleen een werkprincipe is niet genoeg. Je hebt ook nog of ijkpunten, nodig. Iets waarvan weet dat ze een bepaalde temperatuur hebben. Celsius gebruikte smeltend ijs en kokend water. Dat lijkt een eenvoudige oplossing omdat deze een vaste temperatuur hebben, maar dat konden de uitvinders van de eerste thermometers niet weten, aangezien ze geen thermometers hadden.

Er is dus een Catch-22 situatie bij het ontwikkelen van meetinstrumenten. Je kunt je meetinstrument pas in elkaar zetten als je zeker bent van de ijkpunten en je kunt daar pas zeker van zijn als je een meetinstrument hebt. Eigenlijk is het nog iets ingewikkelder, want ook het werkprincipe was nog onzeker. De uitzetting per graad van veel vloeistoffen is bijvoorbeeld afhankelijk van de temperatuur. En ook dat kun je pas meten als je een betrouwbare thermometer hebt.

Het ontwikkelen van de thermometer was daarom een lang en ingewikkeld proces. We probeerden verschillende vloeistoffen en vaste stoffen, zochten andere ijkpunten, en vergeleken maten. Elke keer werd de techniek een beetje verbeterd. Totdat de metingen stabiel waren. Al die tijd tastten we in het duister over hoe nauwkeurig ze eigenlijk waren. Hoewel de basisideeën voor temperatuur meting al bij de oude Grieken bekend waren, duurde het tot ongeveer 1800 voordat we betrouwbare thermometers hadden

Metingen van de bewusteratuur

Ook bij het meten van bewustzijnsniveaus is het lastig om goede ijkpunten te vinden.

Narcose is een mooie kandidaat voor het nulpunt van bewustzijn. We voelen dan immers geen pijn en kunnen ons later niets herinneren. Helaas zijn er genoeg verhalen van patiënten waarvan men dacht dat ze buiten bewustzijn waren die plotseling hun ogen open deden of die zich konden herinneren wat artsen zeiden tijdens de operatie. Slaap is ook geen ideaal ijkpunt. Mensen dromen en er zijn daardoor grote verschillen in hersenactiviteit tijdens de slaap. Het is onduidelijk hoe die slaapfasen verband houden met bewustzijn.

En ook aan de bovenkant van de schaal zijn er problemen. Een gezonde, wakkere volwassene zou een goed ijkpunt kunnen zijn, maar niet iedereen is even bewust misschien en het fluctueert misschien ook door de dag heen. En wat moeten we met bewustzijnsverruimende middelen zoals LSD? Deze zorgen voor hallucinaties? Veel gebruikers ervaren dit als een ‘hoger niveau’ van bewustzijn, maar veel artsen en onderzoekers op dit gebied betwijfelen dat.

En dan is er het werkprincipe. Wat kunnen we al meten dat samenhangt met bewustzijnsniveau? Ik hoor jullie denken ‘hersenactiviteit (!)’, maar de meeste activiteiten van het brein leiden niet tot bewuste ervaringen. Het lijkt er dus niet op dat algehele hersenactiviteit een goede maat is. Wetenschappers hebben ook geen specifieke plek in de hersenen gevonden waar bewuste ervaringen ontstaan. Hersenactiviteit op één bepaalde plek meten, is daarom ook geen oplossing.

Ergens is dat geruststellend. Blijkbaar is het bewustzijn geen specialisatie van het brein en hoeft het er niet buitenproportioneel hard voor te werken. Maar wat kan het dan wel zijn? Een populaire theorie komt uit een onverwachte hoek: bestandscompressie op de computer. Je hebt vast wel eens een zip-bestand gemaakt van een programma, document of afbeelding zodat het minder ruimte op je harde schijf innam of makkelijker te versturen was. Wat WinZip doet, is de lange reeks enen en nullen in het bestand door te nemen en te kijken of er overbodige informatie in zit. Op het moment dat de combinatie 1101011 vijftien keer achter elkaar voorkomt kun je in plaats van al die enen en nullen uit te schrijven ook een code invoeren die zegt vijftien keer deze serie graag. Dat bespaart ruimte.

Wat interessant is aan deze benadering, is dat het ook iets zegt over de complexiteit van de code. Als een bestand flink kleiner kan worden gemaakt, bevat het veel overbodige informatie en is het blijkbaar niet erg complex. Maar bestanden die moeilijk te verkleinen zijn, hebben complexe code: alle informatie is nodig.

Deze aanpak kun je ook toepassen op hersenactiviteit. Je meet de hersenactiviteit onder gecontroleerde omstandigheden en bekijkt hoeveel overbodige informatie erin zit. Door de hersenactiviteit om te zetten in een reeks enen en nullen, kun je zien hoeveel kleiner het bestand wordt. Het blijkt dat als hersenactiviteit veel overbodige informatie bevat en flink gecomprimeerd kan worden, mensen minder bewust zijn.

Dat is een spannende ontdekking. Het lijkt erop dat bewustzijn te maken heeft met hoe goed de hersenen informatie samenvatten. Het gaat om integratie van informatie, of gerichte hersenactiviteit, niet alleen om hoeveel activiteit of informatie die er is. Dit betekent dat middelen zoals LSD en paddo’s, die vaak bewustzijnsverruimend worden genoemd, eigenlijk je bewustzijn verlagen. Je hersenen integreren informatie dan minder goed. Bewustzijnsverruiming betekent dus juist minder bewustzijn.

De boom der wijsheid

Tegelijkertijd zijn we nog verre van een werkend meetinstrument. De zipmethode kan een ruwe indicatie geven van bewustzijnsniveau, die ongeveer overeenkomt met hoe artsen het ook zien, maar er moet nog heel wat water door de Rijn voordat we een gestandaardiseerde maat hebben die breed toepasbaar is.

Het idee dat ‘het bewustzijnsniveau overeenkomt met de hoeveelheid geïntegreerde informatie’ klinkt goed, maar er zijn veel problemen met de definitie. Wat tel je als ‘informatie’ en wat niet. Integratie betekent dat het geheel meer is dan de som der delen, maar hoe definieer je de delen en het geheel? Aantal hersencellen? Hoeveelheid stroompjes? Wat is de eenheid van informatie in het brein? Dit zijn vragen die nog lang niet beantwoord zijn.

De ontwikkeling rondom het meten van de bewusteratuur laten zien dat het niet ondenkbaar is dat we tot een maat voor de mate van bewustzijn kunnen komen. En dat we daarmee ons begrip van bewustzijn voorgoed veranderen. Als we bewustzijn zien als geïntegreerde informatie, kunnen we nieuwe antwoorden vinden op vragen zoals welke organismen (of apparaten) bewustzijn hebben. Maar we verliezen ook iets. De ‘bewusteratuur’ beantwoordt niet de vraag hoe het voelt om een vleermuis te zijn, en misschien zullen we die vraag in de toekomst dan ook niet meer stellen. Ik zelf zou dat enorm jammer vinden.

Meer lezen?

Dit blogje maakt uit van een serie over het bewustzijn. In bewust besprak hoe het maar de vraag is of het bewustzijn maar één vraagstuk, of eerder een familie van losse problemen die elkaar soms wel en soms niet raken. In ervaring ging ik in op de vraag of dieren ervaringen hebben en hoe we dat kunnen weten. In dualisme zette ik een aantal filosofische posities over het bewustzijn uiteen. In een volgend blogje ga ik nog in op de vraag of computers een vorm van bewustzijn kunnen hebben.

Ik scheef al eerder over de hersenwetenschap in: breinquintologie, op zoek naar het brein, informatieverwerker, gedachtenmeting en het onbegrijpelijke brein.

Voor dit blogje maakte ik dankbaar gebruik van het boek Being You van Anil Seth.

6 reactiesEen reactie plaatsen

Dualisme

Ik ben er vrij zeker van dat, als je dit leest en denkt: “wanneer houdt-ie eens op over dat bewustzijn”  – en je dan je ergernis gaat uitleven door het buiten uit schreeuwen, dat je dan een bewustzijn hebt. Vooruit: om mij te overtuigen dat je een bewustzijn hebt hoef je dit blogje alleen maar uit te lezen. Of nog beter, want laat ik eens lief zijn: zelfs als je het lezen niet tot deze zin hebt volgehouden wil ik wel aannemen dat je een bewustzijn hebt. Ik heb er een: medemensen vast ook.

Ik denk er daarmee heel anders over dan sommige neurowetenschappers. Die zeggen dat niemand een bewustzijn heeft. Het bewustzijn is gewoon een praatdoos, die we om on-ver-klaar-bare reden kado hebben gekregen in de evolutie, met als belangrijkste doel om ons een beetje senang te laten voelen met wat we door toedoen van onze hersenen zoal ondernemen. Zeker niet om ons te helpen enige controle uit te oefenen over onze omgeving: zoiets als het breien van een trui, of het bouwen van een kerncentrale, ofzo.

Ik weet het: er is veel verwarring over het bewustzijn en ik draag daaraan bij door vrijelijk te shoppen in de dingen die er door allerlei filosofen al over geschreven zijn. Dus laat ik de discussie toch wat verder uitpluizen. In een eerder blogje maakte ik al onderscheid tussen het idee van bewuste ervaringen, zelfbewustzijn en de vrije wil. Volgens mij zijn dit verschillende vraagstukken die te vaak in samenhang bekeken worden. Ik besprak ook al hoe we kunnen weten dat dieren ervaringen hebben. Maar één hete aardappel ging ik tot nu toe uit de weg, hoe moeten we het bewustzijn eigenlijk begrijpen.

Dan komen we op het terrein van de filosofie. Voor filosofen is de uitspraak dat octopussen acht bewustzijnen hebben eigenlijk bijzaak; iets dat aan biologen en/of cognitiewetenschappers overgelaten kan worden. Filosofen kijken meer naar de vraag achter de vraag. Wat bedoelen we eigenlijk met de uitspraak dat octopussen meerdere bewustzijnen hebben? Wat zijn de onderliggende ‘concepten’?

Nu zijn filosofen het hierover zeker niet eens. Ze zijn grofweg in drie stromingen te verdelen: het materialisme, het emergentiedenken en het dualisme. Laat ik die kort toelichten.

Materialisme

Materialisten geloven dat het bewustzijn gelijk te stellen is aan processen die in het brein plaatsvinden. Er zijn gewoon stroompjes tussen hersencellen en die geven ons ervaringen. Als we het bewustzijn willen begrijpen moeten we gewoon de stroompjes volgen. En als die stroompjes er niet zijn, is er ook geen bewustzijn. Bacteriën en bomen hebben geen ervaringen.

De materialistische opvatting is populair onder neurowetenschappers, maar niet onder filosofen. Dat heeft veel te maken met die vraag uit mijn vorige blogje: over hoe het voelt om een vleermuis te zijn. Ervaringen zijn per definitie subjectief. We kunnen een poging doen ons in te leven in de ervaringen van anderen, maar we zullen het nooit precies weten. Het idee dat de verschillen tussen de stroompjes in vleermuizenbreinen en die in mensenbreinen ons gaan helpen om ons beter in te leven in de ervaringen van vleermuizen staat veel filosofen tegen.

Ze stellen dan ook dat materialisten een denkfout maken. Als je twee concepten gelijk wilt stellen aan elkaar, dan moeten alle eigenschappen gelijk zijn. Twee auto’s zijn pas gelijk als ze evenveel wielen hebben, dezelfde kleur, motor, bekleding en achteruitkijkspiegels. Anders zijn het verschillende auto’s. Het terugvoeren van het bewustzijn tot stroompjes in het brein suggereert dat de subjectieve bewuste ervaring geen (essentieel) onderdeel is van het bewustzijn. Materialisten stellen het bewustzijn eigenlijk gelijk aan een auto zonder wielen. Dat deugt niet. Het materialisme kan niet het definitieve antwoord zijn op de vraag naar het bewustzijn, hoeveel stroompjes we ook doormeten.

Emergentie

Emergentisten delen met materialisten dat ze denken dat stroompjes in het brein het bewustzijn veroorzaken, maar ze erkennen dat het bewustzijn zelf heel andere karakteristieken heeft dan je op basis van de stroompjes zou kunnen verwachten. De stroompjes verhouden zich tot het bewustzijn zoals het individuele gedrag van automobilisten zich tot files verhouden. Auto’s reageren op de auto voor hen door te remmen of te accelereren, maar bij voldoende auto’s op de weg leidt dit tot filevorming. Files hebben hele andere kwaliteiten dan de automobilisten die ze veroorzaken. Files bewegen bijvoorbeeld achteruit in plaats van vooruit. We spreken in zo’n geval van emergent gedrag of een emergent verschijnsel.

Het voordeel van de emergentistische visie is dat het ruimte laat voor kwalitatieve verschillen tussen het karakter van ervaringen en de onderliggende processen in het brein. Het lost dus op een elegante manier de conceptuele denkfout van de materialisten op. Het filosofische probleem met de emergentistische visie is echter de vraag hoe bewuste besluitvorming dan plaatsvindt. Hoe werkt de vrije wil?

Als je eenmaal weet hoe het verkeer werkt is het relatief makkelijk om je voor te stellen hoe het gedrag van individuele automobilisten tot een file kan leiden. Maar het is moeilijker om te bedenken hoe de file weer invloed uitoefent op het gedrag van individuele automobilisten. Natuurlijk, de automobilisten gedragen zich anders in een file dan daarbuiten, maar dat gedrag wordt vooral gestuurd door wat de auto voor hen doet, niet door de file als geheel. Het maakt bijvoorbeeld voor het gedrag van individuele automobilisten niet uit hoe lang de file is, of in welke richting ze beweegt.

Het idee dat ervaringen emergente verschijnselen zijn die voortkomen uit hersenprocessen werkt dus goed omdat het ruimte laat voor verschillende karakteristieken van ervaringen en de breinprocessen zelf, maar het werkt minder goed als verklaringsmodel voor bewuste besluitvorming. Daarvoor is tenminste nodig dat hersenencellen weer op de hoogte zijn van de (emergente) ervaringen. Ongeveer zoals een radiobericht over een file, het gedrag van automobilisten beïnvloedt, maar conceptueel is een dergelijke  ‘hersenradio’ niet zo gemakkelijk uit te werken.

Dualisme

Dualisten denken dat het bewustzijn en hersenprocessen verschillende processen zijn die elkaar eventueel beïnvloeden. De hersenstroompjes zouden door het bewustzijn aangestuurd kunnen worden, in plaats van andersom. Net zoals krachten materie in beweging kunnen brengen, zou bewustzijn het denken teweeg kunnen brengen.

Op zich is er niet zoveel mis met deze analogie, maar ik zie weinig pogingen ze serieus uit te werken. Dualisten voeren steevast het twijfelargument van Descartes ten tonele om hun positie te onderbouwen. We kunnen niet ontkennen dat we bewust zijn: we denken immers, dat weten we zeker;  terwijl we wél kunnen twijfelen aan het bestaan van de materie. Materie zou een illusie kunnen zijn die onze geest voor ons produceert. De bewijslast, zo zeggen dualisten, ligt dus bij de materialisten. Zolang zij geen sluitende verklaring hebben voor hoe het bewustzijn veroorzaakt wordt door het brein, is het dualisme de betere positie. We zullen materie moeten begrijpen vanuit het bewustzijn, en niet andersom.

Tja, als je de discussie moet winnen door je tegenstander op achterstand te zetten dan sta je zelf niet zo sterk, denk ik dan. Volgens mij hebben dualisten wel degelijk zelf een aantal Grote Vragen te beantwoorden. Als bewustzijn niet voortkomt uit de hersenen is de vraag waar het wel vandaan komt. Komt het van buitenaf, en besluit het bij de geboorte in onze hersenen te gaan wonen? Kan het besluiten iets te doen zonder gebruik te maken van mensen? Kan het ook functioneren als mensen onder narcose zijn? En als dan niet zo is: wie zet het dan uit en weer aan? En de allerbelangrijkste vraag: hoe slaagt dit bewustzijn er precies in de materie in de hersenen in beweging te brengen?

Conclusies

Gaat dit debat ergens over, of speelt  er vooral een machtsstrijd? Is de vraag naar de aard van het bewustzijn slachtoffer van een andere vraag: namelijk hoeveel controle we als mensen hebben over ons handelen én ook wie in een betere positie is om die vraag te beantwoorden: breinwetenschappers of filosofen. Laat ik dit blogje gebruiken om vredesduif te spelen.

Als je het mij vraagt zijn de materialisten, emergentisten en dualisten het namelijk helemaal niet oneens. Ze hebben alle drie dezelfde wetenschappelijke vraag te beantwoorden: hoe het bewustzijn en het brein het goede  gesprek met elkaar aangaan.

Materialisten beginnen daarbij bottom-up: bij de materie en de stroompjes in het brein. Ze zijn niet geneigd om veel macht toe te kennen aan het bewustzijn en de vrije wil, maar dat komt ook omdat ze daar nog niet zijn. Al hun aandacht gaat uit naar het meten van stroompjes, en daartussen ga je de vrije wil niet vinden, totdat je weet waar je het moet zoeken.  Stoere uitspraken over de vrije wil zijn dan eigenlijk niet gepast. Als je er niet serieus naar gekeken hebt, ben je ook niet in een positie om erover te beginnen.

De dualisten beginnen aan de andere kant, bij het karakter van ervaringen en de vrije wil, maar ze hebben niet het empirische gereedschap van de materialisten tot hun beschikking. De kans dat zij op korte termijn in de positie zijn om iets zinnigs te zeggen over de stroompjes, lijkt me klein. Het bewustzijn krijgt van hen alle ruimte, maar dualisten zijn ook vaak ijdele dromers – net als Descartes zelf. Als ze echt werk willen maken van hun betoog over de vrijheid van het handelen, zullen ze de empirie gewoonweg serieuzer moeten nemen.

De emergentisten zijn feitelijk in de beste positie om de wisselwerking tussen brein en ervaring te doorgronden. Daarbij is wel de vraag hoe de ervaring als ‘emergent fenomeen’ het gedrag van hersencellen daadwerkelijk kan bijsturen. We hebben in de neurowetenschap concepten nodig die lijken op de fileberichten op de radio. Ik zie niet in waarom die niet te bedenken en aan te tonen zouden zijn, maar hier liggen zowel filosofische als empirische uitdagingen. Zodra ik van een doorbraak hoor blog ik er over.

Meer lezen?

Dit blogje maakt uit van een serie over het bewustzijn. In bewust besprak hoe het maar de vraag is of het bewustzijn maar één vraagstuk of een familie van losse problemen die elkaar soms wel en soms niet raken. In ervaring ging ik in op de vraag of dieren ervaringen hebben en hoe we dat kunnen weten. In een volgend blogje ga ik nog in op de wetenschap van het bewustzijn en de vraag of generatieve AI bewustzijn kan hebben.

Ik scheef al eens over de vrije wil in wil, over zelfbewustzijn in poetsvissen en over Descartes’ twijfelexperiment in Brein in een vat.

Voor dit blogje maakte ik dankbaar gebruik van een serie podcasts die er door NRC over gemaakt is door ‘Future Affairs’, met name van aflevering 1.

5 reactiesEen reactie plaatsen

Bewust

Tot ik een blogje over de vrije wil schreef, en dat allerlei heftige reacties opriep, had ik er nooit zo bij stilgestaan, maar: ‘het bewustzijn’ is een van de meest intieme onderwerpen waar je in wetenschappelijke of filosofische zin over kunt schrijven. 

Eigenlijk zijn er meerdere vragen over het bewustzijn die in elkaar grijpen. De meest fundamentele vraag is misschien wel wat het karakter en de oorzaak is van onze ervaringen. We brengen de hele dag door met onze gedachten en ervaringen. Op school mag je best zwaktes hebben, als je je er maar bewust van bent. We gaan naar een concert en praten na over hoe we dat ervaren hebben. We nemen ingrijpende beslissingen op basis van onze ervaringen. Ervaringen zijn gewoon belangrijk voor ons. Dan kan het knap confronterend zijn als er iemand van buiten komt die over onze ervaringen spreekt op een manier die niet overeen komt met hoe we het ervaren – of met hoe bijzonder dat is: het feit dat we ervaren! 

De tweede vraag licht er één type ervaring uit. Die van het zelf. Die vraag ligt nog veel gevoeliger. We zijn ons bewust van ons lichaam. We denken ‘s ochtends dat we nog dezelfde zijn als gisterenavond. We kennen onszelf unieke eigenschappen en karakteristieken toe; een identiteit. Meer nog dan het feit dat we ervaringen hebben vinden we het belangrijk dat die ervaringen onze individualiteit onderstrepen. Ik schreef in poetsvissen al eens over zelfbewustzijn en hoe moeilijk het is aan te tonen in andere dieren dan mensen. En eerlijk is eerlijk: het liefst willen we het ook niet overal vinden. We kunnen misschien leven met het idee dat andere dieren, of zelfs planten ervaringen hebben, maar zelfbewustzijn: dat houden we liever voor onszelf.

De derde vraag, die over de vrije wil, is het meest explosief. We hebben als mensen het idee dat we zelf beslissingen nemen. We kunnen er voor kiezen om naar buiten te gaan of lekker binnen te blijven. We kunnen onze stem uitbrengen op de ene of de andere politieke partij. We kunnen hier al stoppen met lezen, of toch nog doorgaan tot het einde van dit blogje. Het is best mogelijk dat we al deze beslissingen nemen onder invloed van dingen van buiten, maar uiteindelijk hechten we er erg aan dat we zelf het laatste woord hebben.

Dat is waarschijnlijk waarom de filosofische posities op dit onderwerp zo verhard zijn. Mensen die beweren dat de vrije wil ‘niet bestaat’ hebben met zoveel weerstand te maken dat ze zich helemaal ingraven in hun positie, en mensen die aan het idee hechten laten zich ook niet zomaar iets anders wijsmaken. Het heeft veel discussie tot gevolg, waarin volgens mij vaak meer op het spel gezet wordt dan nodig. Determinisme, het recht, de menselijke conditie, religie; het zijn misschien grote intellectuele belangen die gebaat zijn bij een duidelijk antwoord over bewustzijn, het zelf en de vrije wil, maar de kans dat de antwoorden zo genuanceerd zijn dat het voor al deze kwesties weinig uitmaakt is levensgroot. Ik schreef het al in wil: als er hersenactiviteit is voor we ons er bewust van zijn betekent dat nog niet dat we het niet uit vrije wil doen. En als we een bewuste keuze maken om een hond uit het water te redden, betekent dit nog niet dat we vrij waren in de zin van ‘vrij van invloeden van buitenaf’. We ervaren vrijheid en hebben het waarschijnlijk ook, maar die vrijheid is gewoon niet absoluut.

Misschien is het bewustzijn het laatste bastion van de menselijke hoogmoed. Nadat de aarde al niet het middelpunt van het heelal bleek, en de mens niet de kroon op de evolutie, houden we ons vast aan de unieke menselijke psyche. We willen het idee dat het bewustzijn iets unieks menselijks is, iets fundamenteels, iets dat ons specialer maakt dan een toevallige samenloop van omstandigheden nog niet opgeven. Maar zoals eerder met die andere onderwerpen knagen de wetenschap en filosofie ondertussen wel aan onze stoelpoten. Bewustzijn is minder bijzonder dan we graag zien, maar vooral: bewustzijn, zelfbewustzijn en vrije wil zijn misschien wel verschillende dingen die op verschillende plekken en verschillende manieren in de natuur voorkomen. 

Pas als we bereid zijn dat te erkennen kunnen we de discussie verder brengen, een genuanceerd beeld van het bewustzijn vormen en verkennen of, en hoe, de grote vragen beïnvloed worden door het antwoord. Tot die tijd zit onze trots, ons soortbewustzijn, ons alleen maar in de weg.

Meer lezen? 

Dit is het eerste deel van een serie blogjes over het bewustzijn. In het volgende blogje ga ik in op ervaringen van dieren en wat we daar van kunnen weten. Daarna bespreek ik nog het filosofische en het wetenschappelijke denken over het bewustzijn, en ik ga in op de vraag of generatieve AI bewust is.

Ik schreef eerder over zelfbewustzijn in poetsvissen, en over de vrije wil in wil. Ook mijn serie blogjes over de hersenwetenschap: breinquintologie, op zoek naar het brein, informatieverwerker, gedachtenmeting en het onbegrijpelijke brein. zijn gerelateerd aan dit onderwerp.

6 reactiesEen reactie plaatsen

Gedachtenmeting

Technologieontwikkeling heeft ons denken over het brein beïnvloed doordat we het brein proberen te begrijpen vanuit de werking van die machines: zoals het idee van het brein als een telefooncentrale of het brein als een computer.

Maar dankzij de technologie kunnen we ook steeds slimmere metingen aan het brein doen. Toegegeven: ook de leerlingen van Aristoteles deden aan empirische breinwetenschap – door het uiterlijk van het brein van verschillende dieren te vergelijken. Maar de moderne technologie stelt ons in staat om in levende breinen activiteit te meten, om in te grijpen in het denken met elektronica en het brein na te bootsen in computermodellen. Dat is machtig gereedschap.

Hoe ver brengt al dit technologische geweld ons eigenlijk bij het begrijpen van het brein? De moderne wetenschap is versnippert in allerlei specialismen en dit geldt ook voor het onderzoek aan het brein. Laten we er eens een aantal van bekijken.

Geheugen
Ik heb het eerder in deze serie al gehad over de lokalisatiegedachte : dat bepaalde taken op een bepaalde plek in het brein worden uitgevoerd. Maar we kunnen dit idee natuurlijk toepassen op het geheugen. Als ik aan mijn oma denk, heb ik daarvoor dan een specifieke cel of een klein groepje cellen nodig?

Het idee van lokalisatie van het geheugen heeft een grote impuls gehad door de experimenten van neurochirurg Wilder Penfield. Hij liet zien dat als het brein op specifieke plekken gestimuleerd wordt mensen zeer specifieke, levendige herinneringen rapporteren – alsof ze het op dat moment meemaakten. De suggestie dat die herinnering op die specifieke plek is opgeslagen is dan ook sterk. Ook de verwerking van zintuiglijke informatie was volgens Penfield gelokaliseerd hetgeen resulteerde in het beroemde homunculus plaatje: waar de hersenen zijn afgebeeld met specifieke delen van het lijf waar ze aan gekoppeld zijn.

Toch wierpen deze bevindingen niet meteen het idee dat herinneringen juist gedistribueerd werden opgeslagen tegen. Een probleem was dat de herinneringen die Penfield kon oproepen heel anders zijn dan normale herinneringen. Ze waren heel levendig en vol detail, terwijl ‘normale’ herinneringen juist vaag zijn en met veel raadwerk aan elkaar gehouden worden. Bovendien was zijn stimulatie vrij grofmazig waardoor het nog altijd de vraag is wat hij precies stimuleerde. Een andere vraag was hoe een herinnering precies in een hersencel opgeslagen kan zijn.

Deze laatste vraag werd beantwoord door Donald Hebb. Hij stelde dat het brein leert door het netwerk van neuronen aan te passen. Erik Kandel toonde later aan de hand van zeeslakken aan dat Hebbs hypothese correct was. Geheugen werkt via het versterken en verzwakken van connecties in het brein. Dit netwerkidee sluit niet uit dat specifieke cellen aan specifieke herinneringen gekoppeld zijn, maar hoe ‘lokaal’ of ‘geïsoleerd’ die netwerken zijn is een open vraag. We weten simpelweg niet hoeveel cellen samen een herinnering vangen, of die dicht bij elkaar zitten – en in hoeveel herinneringen elke cel een rol speelt.

Het vermogen om nieuwe herinneringen op te slaan kan kapot gaan. De patiënt Henry Molaison werd bijvoorbeeld voor epilepsie behandeld met een breinoperatie waarin delen van het brein worden verwijderd (lobotomie) – een behandeling die wel op schizofrene patiënten werd uitgevoerd.

Daarna kon Henry geen nieuwe herinneringen meer opslaan. Oude herinneringen waren nog prima en werkten zoals altijd, maar nieuwe gebeurtenissen sloeg hij gewoon niet op. Henry is uitgebreid onderzocht en daardoor hebben we veel geleerd over het brein, maar een van de meest duidelijke dingen is dat er een specifiek hersengebied is: de hippocampus, waar de opslag van herinneringen geregeld wordt.

Inmiddels weten we zoveel van de biochemie van leren, dat we valse herinneringen in muizen kunnen inplanteren met elektronica. Bepaalde cellen waarvan we weten dat ze betrokken zijn bij het herkennen van een bepaalde geur worden gestimuleerd samen met cellen die met beloning te maken hebben. Vervolgens herkennen muizen die geur, ook al hebben ze hem nooit eerder in het lab geroken.

Het neurologische onderzoek van het geheugen is dus wat paradoxaal. We weten erg veel en we begrijpen het brein zelfs zo goed dat we het kunnen controleren, terwijl we tegelijkertijd nog altijd geen antwoorden op basale vragen hebben over hoe herkenningen worden opgeslagen.

Circuits
Aangezien we weten dat herinneringen in netwerken van cellen worden opgeslagen, is het dan niet mogelijk om het brein te leren kennen door het simpelweg in kaart te brengen? Dat wil zeggen door vast te stellen welke neuronen met welke verbonden zijn?

Wetenschappers hebben dit op verschillende manieren proberen te doen. Eén manier is om het gedrag van individuele neuronen te bestuderen in het lab en in het brein. Dit onderzoek is begonnen met katten. Onderzoekers verdoofden een kat en maten de activiteit van één van de hersencellen als gevolg van lichtinval in het oog. De cel bleek alleen gevoelig voor een lijn die verticaal bewoog. Andere vormen en bewegingen hadden geen effect. Het idee was geboren dat cellen hoogst gespecialiseerd zijn.

Mensen zijn ook op deze manier onderzocht. Ook daar bleek specialisatie. Er bleken bijvoorbeeld cellen bij proefpersonen die reageerden op afbeeldingen Jennifer Aniston, maar niet op andere gezichten of beelden.

Toch is de conclusie dat er zoiets bestaat als een Jennifer-Aniston-cel niet helemaal terecht. De cel maakt immers deel uit van een netwerk. De ‘code’ voor de actrice kan verdeeld zijn over heel veel cellen waar deze toevallig bij hoort. En de cel kan bijdragen aan andere codes waar we geen weet van hebben omdat die niet getest zijn.

Door onze focus op die ene cel verliezen we het totaal uit het oog – en daardoor weten we eigenlijk nog steeds vrij weinig. De indruk die wel ontstaat is dat er een hiërarchie bestaat in het brein, waarbij sommige cellen gevoelig zijn voor veel verschillende stimuli en anderen die veel meer gespecialiseerd zijn, waarbij de gespecialiseerde cellen veel bijdragen aan de herkenning van een bepaald concept. Maar wat die ‘topcel’ dan precies codeert is alsnog een grote vraag.

Als je niet te veel wilt inzoomen op een enkele cel kun je als wetenschapper ook de bedrading als geheel onderzoeken: welke cellen zijn precies met elkaar verbonden? Dit wordt het connectome genoemd. Dit is alleen voor de meest eenvoudige dieren te doen. Een enkele hersencel kan verbindingen hebben met tientallen andere cellen en dat kan wel 30 meter bedrading betekenen.

In de jaren tachtig lukte het voor een wormpje: C. elegans. Het wormpje heeft 900 cellen, waaronder 300 neuronen. Seymour Benzer kreeg er de Nobelprijs voor. Inmiddels wordt aan een diagram van de fruitvlieg larve gewerkt. Daarmee is iets wat ook maar in de verste verte lijkt op de complexiteit van een zoogdierenbrein nog ver weg.

En dan is de vraag wat die bedrading laat zien. Onderzoek liet zien dat verantwoordelijkheden op verschillende manieren in het netwerk terecht kunnen komen. Met andere woorden: voor zover we al een eenduidig antwoord uit te halen is over wat de fysieke bedrading is, dan kan hersenactiviteit nog altijd op verschillende manieren door die bedrading lopen. Cellen kunnen verschillende rollen aannemen. Dat roept de vraag op hoe dit breinkaart project ooit inzichten gaat opleveren waar we direct mee doorkijken. Op zijn minst zullen we moeten modelleren wat er op die infrastructuur gebeurt.

Computers
Daar komen computers weer van pas het brein kan softwarematig gesimuleerd worden. Vroege pogingen lijken op wat nu het neurale netwerk genoemd wordt. Er is een input en een output en stukjes software daar tussenin (verborgen lagen) die signalen bewerken en doorgeven aan andere cellen.

In principe is dit een krachtig model van hoe het brein werkt en het heeft ons lerende en patroonherkennende computers gebracht, maar weinig inzicht in hoe het brein werkt. Op zich kan je monitoren hoe de software verandert op basis van een leertaak, maar dat heeft zo weinig inzicht gebracht dat van AI gezegd wordt dat het een soort alchemie is. Soms werkt het goed, maar soms ook niet en niemand lijkt te kunnen begrijpen waarom dan.

Een indrukwekkende loot aan deze stam zijn brein-computer interfaces. Via een implantaat bouwen wetenschappers een directe link tussen het brein en een computer. Mensen kunnen zo met hun brein een prothese leren besturen en er zijn ook pogingen om protheses voor de zintuigen, zoals de ogen, te maken. Het lijkt het ultieme bewijs dat we het brein zo goed begrijpen dat we het onder controle kunnen krijgen, maar feitelijk zien we hoe twee lerende systemen zich op elkaar aan kunnen passen. Het brein leert de input van de prothese verwerken, de prothese leert patronen in de elektriciteit van het brein te herkennen. Die lerende systemen blijken succesvol samen te kunnen werken en, hoe indrukwekkend dat ook is, het leert ons weinig over de precieze werking van het brein.

Chemie
Tot nu toe hebben we vooral de elektrische kant van het brein besproken, maar het brein is ook een chemische fabriek.

De ontdekking van LSD luidde een tijdperk in waarin de chemie van het brein volop in de belangstelling kwam te staan. De werking werd toevallig ontdekt door Albert Hofmann in 1943 toen hij het stofje, dat ontwikkeld was als middel om beter te kunnen ademen tot zich nam en tijdens een fietstochtje in een hallucinante trip belandde.

Er was wel bekend dat er stoffen waren die je stemming konden beïnvloeden, maar zulke sterke en precieze effecten op het brein waren onbekend. Al snel werden ook andere stoffen ontdekt zoals antidepressiva en lithium. De ontdekking van deze stoffen viel ongeveer samen met de vaststelling dat de overdracht van neuroactiviteit chemisch en dus niet elektrisch van aard is. Het had een enorme impact op de psychiatrie (destijds nog in de ban van psychoanalyse), maar na deze vruchtbare beginperiode liep de vondst van psychoactieve stoffen dood.

Er werden honderden chemische stoffen geïdentificeerd die op verschillende tijdschalen een effect op het brein hadden, waardoor er een nieuwe laag van complexiteit aan ons begrip van het brein werd toegevoegd. Alsof een brein dat puur elektrisch werkt al niet ingewikkeld genoeg was. Helaas begrijpen we nog weinig van de precieze rol van al deze stoffen en is het toedienen van psychoactieve stoffen aan het lichaam een vrij grofmazige methode om het brein mee te behandelen. Daarom – en omdat er al jaren geen goede kandidaten zijn – lijkt dit onderzoek een beetje op een dood spoor te zitten.

Lokalisatie
Naast lokalisatie van het geheugen is ook lokalisatie van functie nog altijd een onderwerp van onderzoek. Dit onderzoek nam in de tweede helft van de 20e eeuw een grote vlucht door fMRI. fMRI is een indrukwekkende scanningstechniek die vrij precies kan vaststellen waar er bloed door het brein stroomt. Dit wordt op haar beurt als een indicator van activiteit gezien. Vrij precies is overigens nog altijd zeer grofmazig in relatie tot individuele hersencellen: een gebiedje van één fMRI-pixel bevat 5,5 miljoen neuronen.

fMRI is populair omdat op relatief eenvoudige wijze kan worden aangetoond dat bepaalde hersengebieden actief zijn bij bepaalde taken, waardoor een hersengebied voor specifieke emoties, bepaalde soorten beelden en andere stimuli geïdentificeerd kunnen worden. Het idee achter dit programma is dat we die hersengebieden één voor één in kaart kunnen brengen, waarmee we een basis leggen om ook iets te zeggen over de samenwerking van al die gebiedjes. We kunnen de losse radertjes als het ware later weer in elkaar zetten om te laten zien hoe de machinerie van ons denken werkt.

Het probleem is echter er geen bewijs is dat zulke specialisaties bestaan. Immers dat een bepaald gedeelte actiever is tijdens een bepaalde taak zegt niet zoveel over wat het gebied precies doet en in hoeverre het steun ondervindt van andere hersenonderdelen, noch hoe het zou reageren op andere stimuli. Het is vrijwel onmogelijk om op basis van al deze losse experimenten ook maar te begrijpen hoe de hersendelen die oplichten werken.

En dan is er nog de vraag of die fMRI metingen zelf wel deugen. Omdat er zoveel statistiek nodig is om tot de beelden te komen is er een risico op ‘valse positieven’: experimenten waarin de hersendelen oplichten zonder er iets aan de hand is. Dat dit kan optreden is op spectaculaire wijze aangetoond door onderzoekers die een hersengebied vonden voor het herkennen van emoties in een dode zalm. Ze schreven het artikel over de dode zalm vervolgens precies op zoals onderzoekers die fMRI bij levende mensen toepassen doen, waardoor ze op een pijnlijke manier duidelijk maakten dat deze wetenschap niet zo sterk is als dat de auteurs zelf geloven.

Ook de interpretatie dat fMRI ten minste heeft laten zien dat lokalisatie de regel en niet de uitzondering is in het functioneren van het brein lijkt niet te kloppen. Veel experimenten laten ook zien dat veel taken in het brein gedistribueerd zijn over het hele brein. Zoals de beroemde spiegelneuronen. Eerst dachten we dat die op een bepaalde plek zaten, maar later bleek dat ze verdeeld zijn over het hele brein. Er zijn er ook veel meer dan we dachten: 11% van de neuronen uit de neocortex blijken spiegelneuronen te zijn. Eigenlijk is de uitkomst van al dit onderzoek dat lokalisatie nooit het hele verhaal vertelt en dat we nog altijd weinig weten van hoe het brein haar netwerken organiseert.

Lokalisatie van functies in netwerken van cellen is nog altijd een plausibele hypothese, maar die netwerken zijn zeker niet altijd ook geconcentreerd in de ruimte. De fMRI heeft dezelfde problemen als de Jennifer-Aniston-cel-experimenten – en die zijn nog lang niet opgelost.

Bewustzijn
Als we toch aan het meten zijn: wat zou het mooi zijn als we op een fMRI-plaatje precies konden zien waar het bewustzijn zit zodat we eindelijk kunnen vaststellen dàt, en hoe, het bewustzijn een product is van hersenactiviteit.

Dat kun je niet makkelijk met experimenten aantonen. Je moet immers onbewuste hersenactiviteit met bewuste hersenactiviteit vergelijken. Maar iemand een cognitieve taak geven, zoals in fMRI gebruikelijk is, werkt hier niet voor omdat dit allemaal ‘bewuste’ taken zijn.

Toch is er wel onderzoek uitgevoerd naar de ‘neurologische correlaten van het bewustzijn’. Men is begonnen met het meten van hersenactiviteit bij het ontwaken. Dat ligt voor de hand omdat we bij het slapen niet bewust zijn, en bij het wakker worden wel. Dat onderzoek liep echter dood omdat het signaal te vaag was.

Ander onderzoek richtte zich op de rol van hersenhelften. Dit was mogelijk bij dieren en mensen van wie de hersenhelften operatief gescheiden waren. Dit onderzoek gaf in ieder geval sterk bewijs dat het brein een rol speelt in het bewustzijn. Bij mensen met losgesneden hersenhelften kunnen de beide helften apart van elkaar bestudeerd worden, omdat de visuele input verdeeld is. Het rechteroog is gekoppeld aan de linker hersenhelft en andersom.

De experimenten laten zien dat de twee hersenhelften allebei tekenen van bewustzijn tonen, hoewel dit makkelijker te onderzoeken is voor de linker hersenhelft waar onze taalproductie zit. Beide helften lijken zich echter op geen enkele manier van de ander bewust. De suggestie van deze experimenten is dat als je het brein splitst je ook twee verschillende bewustzijnen krijgt. Dit wijst er in ieder geval op dat breinactiviteit en bewustzijn sterk samenhangen.

Nieuw onderzoek richt zich op het stimuleren van bepaalde delen van het brein. Zo zijn er delen van het brein die gevoelens van angst oproepen bij de proefpersonen als ze gestimuleerd worden. Of er een deel van de hersenen bestaat dat angstbewustzijn controleert is maar zeer de vraag. Dezelfde cellen zijn bij andere processen ook betrokken.

Er is dus nog weinig experimenteel bewijs voor de relatie tussen het brein en het bewustzijn. Genoeg om de stelling te ondersteunen dat het bewustzijn veroorzaakt wordt door het brein, maar niet genoeg om licht te werpen op hoe dat dan in zijn werk gaat. Er zijn in de laatste jaren theorieën ontwikkeld over deze relatie, maar overtuigend bewijs, of zelfs een scherp idee van hoe dat bewijs er uit moet zien is er gewoon nog niet.

Tot slot
De moderne wetenschap heeft met haar technologisch vernuft, en focus op wat meetbaar is enorm veel kennis opgeleverd over de biologie van het brein. Maar het is wel de vraag of we nu ook beter grip hebben op de werking van het brein. We zien het als een orgaan dat informatie opslaat door netwerken van cellen aan te passen. Maar hoe dat in zijn werk gaat; hoe die netwerken zelf georganiseerd zijn; wat de rol is van al die chemische stoffen die bij het proces betrokken zijn; en hoe belangrijk lokalisatie is. Eigenlijk weten we daar nog heel weinig van af.

We hebben er duizenden puzzelstukjes bij gekregen, maar niet zoveel overkoepelende nieuwe ideeën over hoe het brein zou kunnen werken. In die zin kun je je afvragen of we zoveel verder zijn dan een halve eeuw geleden. Er is door het empirische geweld en de explosie van onderzoek in de neurologische breinwetenschap veel hard bewijs, maar weinig ideeën over wat we eigenlijk proberen te bewijzen.

Een kernprobleem lijkt te zijn dat het bewijs op macroniveau: “hoe reageert het totale netwerk op een impuls?”, slecht te koppelen is aan het mesoniveau: “welke activiteit zien daarbij we in de hersenen?”, en het microniveau: “hoe reageert één cel?”. Het is natuurlijk niet uit te sluiten dat die schakels snel gevonden zullen worden, maar de bottleneck lijkt eerder in ons denken over het brein te zitten dan in de metingen, waar in de moderne tijd zo sterk de nadruk op is komen te liggen.

Meer lezen?
Dit blogje is in zijn geheel gebaseerd op ‘The Idea of the Brain’ van Matthew Cobb. Het maakt het derde deel uit van een vijfdelige serie, die begon met de post ‘brein quintologie’, verder ging met ‘op zoek naar het brein’ en ‘informatieverwerker’ en nog verder gaat met ‘het onbegrijpelijke brein‘.

Ik schreef al eens over de ontwikkeling van ‘little science naar big science‘, iets dat zich spiegelt in de breinwetenschap, besprak het bewustzijn in wil, en bewust en het geheugen in geheugenmachine.

Deze blogjes zijn natuurlijk nog het meest bedoeld om jullie lekker te maken om ‘The Idea of the Brain‘ zelf te lezen.

6 reactiesEen reactie plaatsen

Brein quintologie

Hoe denken wij mensen eigenlijk over onze eigen intelligentie? Matthew Cobb probeert in ‘The Idea of the Brain’ uiteen te zetten hoe het denken over het brein zich door de tijd heen heeft ontwikkeld. Dat is snoepen natuurlijk. Wetenschapsgeschiedenis is altijd al boeiend omdat het ons iets leert over hoe we, met vallen en opstaan, aan kennis komen. Maar als het onderwerp van die geschiedenis dan ook nog het orgaan is waar we die kennis mee opdoen, dan kan een beetje kentheoreticus zijn geluk niet op. Maar Cobb maakt het ons tegelijkertijd helemaal niet makkelijk. 

Cobb laat zeker zien hoeveel we meer te weten gekomen zijn over het brein in de loop van de tijd, maar ook hoeveel vragen nog open liggen – en hoe het maar de vraag is of we met de huidige wetenschappelijke aanpak antwoorden kunnen krijgen op die vragen. ‘The Idea of the Brain’ is het verslag van een onvoltooide reis. Als die reis je interesseert, dan moet je het boek zeker bestellen en lezen, maar als je meer geïnteresseerd bent in de bestemming dan is het misschien verstandig om tenminste nog een paar decennia te wachten.

Afijn. Zelf vind ik dat het de reis is die telt en daarom neem ik ook wat meer ruimte dan gebruikelijk om Cobb’s ideeën te bespreken. Ik deel dit blogje op in vijf delen. Na deze overzichtspost ga ik in het tweede blogje in op de oude geschiedenis van het denken over het brein. In de oude geschiedenis moesten we leren dat onze intelligentie geproduceerd wordt door een orgaan. We moesten leren dat het zenuwstelsel en de hersenen dat orgaan vormen. En we kwamen er achter dat het brein geen radartjes met specifieke functies heeft.  

In het derde blogje over dit onderwerp ga ik in op het brein als ‘informatieverwerkende machine’. In de vroege 20e eeuw begonnen we het brein te begrijpen als een orgaan dat signalen verwerkt, en omdat we in dezelfde tijd machines gingen bouwen die dat ook deden, zoals de telegraaf -en later de computer, dachten we dat we een aardig eind waren met het begrijpen ervan. We moesten er nog achter komen dat het brein in een aantal opzichten fundamenteel anders in elkaar zit dan die machines.

In het vierde blogje ga ik in op hoe moderne wetenschappers het brein proberen te begrijpen door detailstudie van de processen die daar plaatsvinden. Ze bestuderen hersenactiviteit in zoveel detail als mogelijk; ze proberen het brein te besturen met implantaten; en ze proberen hersenprocessen na te bootsen in computers. Al die pogingen zijn op zichzelf erg indrukwekkend, maar Cobb roept wel de vraag op of we met al dat computergestuurd wetenschapsgeweld wel dichter bij het begrijpen van het brein gekomen zijn.

Tot slot ga ik in het vijfde blogje in op de overkoepelende lessen die we uit het werk van Cobb kunnen trekken: over het brein en over de hersenwetenschap. Over wat we weten, wat we nog moeten ontdekken en over de vraag of al dat gepuzzel wel zin heeft. Tot dan!

Meer lezen?

Dit is het eerste blogje van een serie over ‘The Idea of the Brain’ van Mathew Cobb. In het volgende blogje: op zoek naar het brein ga ik in op de oude breinwetenschappen; in informatieverwerker op de toepassing van het idee van informatie en communicatie op het brein; in gedachtenmeting op de moderne breinwetenschap; en in het ‘onbegrijpelijke brein‘ op de lessen die uit deze wetenschapsgeschiedenis getrokken kunnen worden.

Ik schreef al eens over het bewustzijn in ‘wil‘ en over de werking van het geheugen in ‘geheugenmachine‘

Ik schreef ook al eerder over wetenschapsgeschiedenis. Bijvoorbeeld in de wetenschapsgeschiedenis van Rens Bod en over de wisselwerking tussen informatiewetenschappen en technologie en in ‘reading James Gleick’s the information’.

Deze blogjes zijn natuurlijk vooral bedoeld om jullie lekker te maken om The Idea of the Brain zelf te lezen.

7 reactiesEen reactie plaatsen

Wil

Het zou natuurlijk zo kunnen zijn dat ik dit blogje niet schrijf omdat me dat leuk leek en ik ertoe besloten heb, maar dat dat besluit op de een of andere manier voor me genomen is – en dat mijn bewustzijn mij om een nog onbekende reden wijsmaakt dat ik dat besluit genomen heb. Of kortweg, dat het idee dat mensen bewuste besluiten nemen een illusie is. 

Dit lijkt een vreselijk omslachtige theorie, maar ze heeft fervente aanhangers, vooral onder neurowetenschappers. Wat bezielt hen toch? Waarom staat het idee dat we bewuste besluiten kunnen nemen hen zo tegen? 

Het is vast een heel ingewikkelde kwestie, maar twee boosdoeners zijn overduidelijk. De eerste is René Descartes, de Franse filosoof die dacht dat ons denken het bewijs van ons bestaan is. De tweede is  Benjamin Libet die in de jaren 80 een experiment uitvoerde waar we nog steeds van in de war zijn.

Het verhaal van Descartes zal bekend zijn. Hij probeerde aan alles te twijfelen en kwam toen tot de conclusie dat men het lichaam wel, maar de geest niet kan betwijfelen. Dit leidde tot het dualisme. Voor Descartes waren lichaam en geest fundamenteel verschillende dingen met een andere ‘substantie’. Het lichaam was beperkt, stoffelijk en tijdelijk en de geest was vrij, onstoffelijk en eeuwig. Hoe lichaam en geest elkaar beïnvloedden, wist Descartes niet, maar het idee dat de geest voortkomt uit het lichaam ging er bij hem zeker niet in. De geest was leidend, het lichaam hooguit een tijdelijk vehikel of een zielloze machine. Het dualisme is alweer uit, maar de vraag hoe de subjectieve beleving van het denken, het bewustzijn, samenhangt met de biologische basis ervan, het brein, is nog springlevend. 

In de jaren 80 voerde Benjamin Libet daarom een ingenieus psychologisch experiment uit dat die discussie behoorlijk op scherp zette. Libet vroeg proefpersonen om hun vingers vrijwillig te bewegen en om te rapporteren wanneer ze de aandrang voelden om die beweging uit te voeren, terwijl Libet hun hersenactiviteit mat. Het bleek dat de bijbehorende hersenactiviteit voor die beweging al ruim 200 milliseconden voordat mensen een aandrang voelden om hun vingers te bewegen in de hersenen te zien was. Mensen zetten de beweging al in voordat ze zich er bewust van zijn dat ze dat willen.

Dat is tegenintuïtief. Ons boerenverstand zegt: je moet eerst een besluit nemen voordat je er naar kan handelen. Dus moet je je eerst bewust worden dat je je hand wilt bewegen en dan pas de beweging inzetten, niet andersom. Maar die omgekeerde volgorde is wel hetgeen Libets data lieten zien.

Zou het zo kunnen zijn dat het bewustzijn niet aan de knoppen van ons handelen zit, maar dat het zo’n beetje met de rest van de hersenen mee hobbelt – en dat het hooguit achteraf gevoel van controle voor ons fabriceert? Het bewustzijn is dan niet een stuur waarmee we richting kunnen geven aan het leven, maar een praatdoos die datgene wat we toch al doen voor ons goedpraat.

Het is deze naïeve interpretatie van het Libetexperiment die zo populair is onder neurowetenschappers. Dat heeft iets te maken met hun opvattingen over onderzoek. Neurowetenschappers proberen het brein te begrijpen vanuit de harde data die erover verzameld kan worden in EEG’s en fMRI-scans. Ze zijn wars van theoretische speculaties over het bewustzijn. Filosofen, die net als Descartes destijds, met gedachtenexperimenten vast proberen te stellen wat het bewustzijn is nemen ze niet serieus. We hoeven immers alleen naar Descartes te kijken om te zien wat voor absurde theorieën daaruit voortkomen.

Daarom kunnen we volgens hen het bewustzijn beter experimenteel bestuderen. Met moderne apparatuur kan je immers de werkelijkheid zelf laten spreken. Voor neurowetenschappers is psychologie in essentie een natuurwetenschap en ze vinden dat deze ook zo bedreven moeten worden. Dat is zo mooi aan het Libet experiment: het laat met harde data zien dat het bewustzijn niet bestaat.

Het probleem is alleen dat het Libet experiment dat helemaal niet laat zien. Het ironische van de naïeve interpretatie van het Libet-experiment is dat deze in essentie Cartesiaans is. De gedachte is dat er twee verschillende dingen zijn: (1) het bewustzijn en (2) het brein, dat je van elk van die dingen onafhankelijk kan meten wanneer ze actief worden en dat je oorzaak en gevolg kan vastellen door te kijken wie het eerst in beweging komt. Diegene die het laatste komt kan niet de veroorzaker kan zijn van wat de ander doet. 

Dat lijkt een sluitende redenering, maar er klopt iets niet. Want wat hadden we eigenlijk verwacht te zien? Dat mensen zich eerst bewust worden van een besluit en dat er daarna pas hersenactiviteit ontstaat? Waar komt dat bewuste besluit dan vandaan, als het niet uit de hersenen komt? Is het idee echt dat er geen hersenactiviteit nodig is voordat we een besluit nemen en dat onze grijze cellen daarna gaan rennen en vliegen omdat het besluit nu eenmaal moet worden uitgevoerd? 

Het ligt toch veel meer voor de hand dat we in het Libet-experiment verschillende aspecten meten van één proces waarin we een bewust besluit nemen en tot actie over gaan. We kijken niet naar twee dingen maar naar één ding: het nemen van een besluit tot actie. Een bewust besluit gaat natuurlijk gepaard met hersenactiviteit en die heeft tijd nodig om gang te komen. Als je dat op verschillende manieren meet is het niet vreemd dat het ene meetinstrument eerder opmerkt dat er iets gaande is dan het andere instrument. De EEG van Libet was gevoeliger voor de hersenactiviteit die bij het besluit hoorde dan de subjectieve beleving van de proefpersonen. Daarom sloeg ze eerder uit. 

Dat is een weinig opzienbarende uitkomst. Ik ben niet verbaasd dat het nemen van een besluit tijd kost. Ik ben niet verbaasd dat daar allerlei hersenprocessen bij betrokken zijn. Ik ben niet verbaasd dat sommige van die processen bewust zijn en andere niet. We moeten het brein, het bewustzijn en zeker de vrije wil niet los van elkaar zien.

Het is niet dat het bewustzijn besluiten neemt die het brein vervolgens uitvoert, het brein neemt besluiten en wij zijn ons daarvan bewust. Of misschien nog iets proactiever: het bewustzijn neemt deel aan onze besluitvorming. De rol van het bewustzijn is misschien bescheidener dan Descartes voor ogen had en wat we denken te denken heeft misschien minder invloed op ons handelen dan we denken. Maar het Libet-experiment laat op geen enkele manier zien dat het bewustzijn een illusie is of dat de vrije wil niet bestaat. 

Wat het experiment wel laat zien is dat je om nauwkeurige metingen te kunnen doen en die goed te kunnen interpreteren, een goede theorie nodig hebt. Er is te weinig bekend over de werking van het brein om te kunnen weten wat Libet nu precies mat en daardoor kunnen we er ook geen conclusies aan verbinden. Ik heb me er niet genoeg in verdiept, maar dezelfde beperking zou wel eens kunnen gelden voor veel moderner hersenonderzoek waar het idee van het bewustzijn als illusie mee onderbouwd wordt. 

Misschien ergeren de neurowetenschappers zich aan theorieën zoals die van Descartes. Tegelijk hebben onderzoekers die de data laten spreken, terwijl ze de theorie verwaarlozen, ons uiteindelijk even weinig te vertellen als de filosofen die denken dat twijfel afdoende is om de absolute waarheid te achterhalen. 

Meer lezen?
Ik schreef over het gedachtenexperiment van Descartes in Brein in een vat en over zelfbewustzijn in Poetsvissen, ik schreef ook al eens eerder over Gedachtenexperimenten in het algemeen en over de werking van het brein.

Dit blogje is natuurlijk een heel sterke vereenvoudiging van een complex debat. Een goede beschouwing van het Libet experiment vind je in dit artikel van Jan Verplaetse. Een niet onbelangrijk detail is dat Libet niet hersenactiviteit in het algemeen mat, maar een specifieke hersengolf die het ‘readiness potential’ wordt genoemd. In dit stuk wordt goed uitgelegd wat dat is en wat het naar moderne inzichten wel en niet zou kunnen zeggen over het debat over bewustzijn en vrije wil.

24 reactiesEen reactie plaatsen

Poetsvissen

Poetsvissen hebben zelfbewustzijn! Althans… er is een poetslipvis geslaagd voor een test die vaak gebruikt wordt om dat te meten. De krant maakte er maar tussen neus en lippen melding van, maar het zou wel eens een heel belangrijke – zo niet ontwrichtende – bevinding kunnen blijken.

Goed, misschien wordt het maar één keer gevonden natuurlijk. Het zou kunnen dat die wetenschappers toevallig naar de Einstein onder de poetsvissen hebben zitten kijken. Of ze hebben het gedrag van die poetsvissen verkeerd geïnterpreteerd. Dan waait het wel weer over.

Maar, als dat niet zo is?.. Ik bedoel: het zou ook zomaar zo kunnen zijn dat dit experiment herhaald wordt. En dat dan heel veel poetsvissen het blijken te kunnen. En misschien ook nog wel andere vissen. Dat gaat veel discussie geven. Òf het experiment wordt afgeschreven òf we gaan accepteren dat poetsvissen echt zelfbewustzijn hebben. In beide gevallen vindt er een landverschuiving plaats in ons denken. Welke van deze twee opties het wordt zegt misschien wel meer over ons dan over die schattige beestjes.

Goed, waar hebben we het over? Poetslipvisjes zijn visjes van zo’n vier centimeter groot. Ze zijn langwerpig, hebben gekleurde en zwarte strepen en zijn meestal in de buurt van andere vissen te vinden. Ze eten namelijk parasieten en dood weefsel van andere vissen. Vandaar die naam. Maar weten poetsvissen wie ze zijn? Hebben ze een ego – een ik? Kunnen ze als het ware over zichzelf nadenken, zoals wij dat de godganse dag aan het doen zijn? Dat is eigenlijk de vraag die in dit experiment centraal staat.

We weten bijzonder weinig over wat dieren bewust meemaken. We zijn ons wel bewust van sommige van onze eigen ervaringen, maar we kunnen niet inschatten of dieren iets soortgelijks beleven. Het probleem is dat beleving altijd subjectief is. We kunnen zelfs niet met zekerheid zeggen of andere mensen écht ervaren wat wij ervaren.

Hoe weet je wat anderen ervaren? Daar is geen direct bewijs voor. Wat je kan doen is het afleiden uit gedrag. Als je samen met een vriend in een achtbaan zit en hij begint heel hard te gillen, terwijl je zelf de adrenaline door je aderen voelt stromen en je maag voelt draaien, is het niet zo’n grote stap om te denken dat je vriend ongeveer hetzelfde ervaart als jij. De omstandigheden en het gedrag van je vriend zijn ongeveer hetzelfde als de jouwe, dus dan zal je ook wel ongeveer hetzelfde ervaren.

Bij dieren is dat lastiger natuurlijk. De verschillen in omstandigheden en gedrag zijn nu eenmaal groter. Maar wat dieren ervaren is wel een heel belangrijke vraag omdat het iets zegt over hoe we ons tegenover andere dieren mogen gedragen.

Veel mensen gaan ervan uit dat dieren geen bewustzijn hebben, zeker niet de dieren die we op willen eten. Insecten kun je zonder problemen doodslaan en ook vissen kunnen volgens sommige mensen geen pijn voelen. Varkens gillen wel als ze onverdoofd gecastreerd worden, maar dat is aanstellerij. Honden hebben weer bovennatuurlijk bewustzijn, die voelen het al aan als er iets ergs gebeurt met de baas, voordat ie het huis binnenkomt. Nou ja. Je weet wel hoe er zoal over gepraat wordt. Feitenvrij.

Dus. Hoe kan je wel op een betrouwbare manier zicht krijgen op het bewustzijn van dieren? Hoe zou je kunnen bewijzen dat dieren zelfbewustzijn hebben, bijvoorbeeld? Daar komt het spiegelexperiment om de hoek kijken. De psycholoog Gordon Gallup bedacht het in de jaren 70. Het spiegelexperiment was een manier om te onderzoeken of apen – primaten bijvoorbeeld – misschien ook zelfbewust waren, net als mensen.

De meeste dieren worden agressief als ze in de spiegel kijken, maar op een gegeven moment wennen ze eraan. Gallup liet apen wennen aan de spiegel. Vervolgens bracht hij iets op het lijf aan, zoals een vlek of een sticker, die de dieren alleen via de spiegel konden zien. Sommige apen gingen die vlek vervolgens inspecteren. De conclusie moest wel zijn dat de dieren zichzelf in de spiegel konden herkennen.

Een van de interessante dingen aan de spiegeltest is dat niet alle dieren ervoor slagen. Het lijstje bestaat eigenlijk alleen uit dieren die ook ander intelligent gedrag vertonen: bonobo’s, dolfijnen, orca’s, olifanten en eksters. Er zijn ook veel dieren die we als bijzonder intelligent beschouwen zoals honden, katten, – en ook allerlei apen – die zakken voor die test. Zelfbewustzijn is niet ieder dier gegeven.

En nu blijken poetsvissen dus ook door de test te komen. Poetsvissen gaan een vlekje van zichzelf proberen te verwijderen, nadat ze die in de spiegel gezien hebben. Dat is een tikje onverwacht en – om heel eerlijk te zijn – best wel ongemakkelijk.

De bevinding morrelt namelijk aan ons wereldbeeld. Wij zien onszelf heel graag als een uitzondering in de natuur. Dat wordt met twee dure woorden ‘exceptionalistisch antropocentrisme’ genoemd. De gedachte is dat mensen zijn geen ‘gewone’ dieren zijn, maar dat ze zich op de een of andere manier onderscheiden. Ze zijn door taal, cultuur, intelligentie of technologie ver boven andere diersoorten verheven. Als zodanig hebben mensen ook andere rechten en plichten in de natuur.

De uitzonderingspositie voor de mens in de natuur zie je terug in allerlei oude teksten, zoals de Bijbel; en we denken nog steeds vaak dat we heel anders zijn dan andere dieren. Dat is ook niet zo vreemd. Zolang andere dieren niet in steden wonen, autorijden en Netflix kijken – is het toch moeilijk om ze als volledig gelijkwaardig te zien.

Maar het exceptionalisme gaat wél tegen de ideeën van Charles Darwin in. Darwin was een gradualist. Hij erkende dat dieren van elkaar verschilden, maar die verschillen waren in zijn ogen altijd klein. Soorten evolueerden stukje bij beetje naar andere soorten. Als je de mens wilde bestuderen kon je beter kijken naar wat we allemaal gemeen hebben met andere dieren, dan naar wat de verschillen zijn. Zo kon men zien waar onze bijzondere eigenschappen vandaan kwamen en wat ooit het evolutionaire voordeel ervan was.

De spiegeltest vormt een prettige middenweg tussen het gradualisme en het exceptionalisme. De test laat zien dat andere dieren óók zelfbewustzijn hebben – en dat het dus niet iets unieks menselijks is, maar het plaatst de mens ook in een exclusief gezelschap van hoogst intelligente dieren die (blijkbaar) op de een of andere manier ‘hoger’ zijn dan andere dieren. Bonobo’s, olifanten en walvissen bijvoorbeeld.

De uitzonderingsbevestiging die in het spiegelexperiment omsloten zit komt op losse schroeven te staan als lagere dieren, zoals mieren en poetsvissen er voor gaan slagen. Wat moeten we met een experiment waar honden voor zakken, maar poetsvissen voor slagen?

Je kan daar verschillende kanten mee uit. De eerste weg is om het experiment zelf te bekritiseren. Dat is wat je geneigd bent te doen met experimenten die niet in je wereldbeeld passen. In dat geval hou je dus vast aan het idee van hogere en lagere dieren en van zelfbewustzijn als een eigenschap van hogere dieren – en dan probeer je te laten zien waarom het spiegelexperiment niet noodzakelijk zelfbewustzijn aantoont. Dit is een strategie die veel wetenschappers op dit moment volgen.

Iets radicaler is het om de uitkomsten van het experiment te accepteren. Dan kun je vervolgens vragen stellen over het hiërarchische idee dat in het spiegelexperiment omsloten zit. Je zegt dus: “het is voorlopig de vraag wie voor het spiegelexperiment slagen en wie zakken, dat zouden mieren of meelwormen kunnen zijn, of poetsvissen, of struisvogels – maar alle dieren die slagen hebben zelfbewustzijn en dieren die zakken niet”.

Dit is de radicale variant. Het plaatst zelfbewustzijn buiten de indicatoren van de ‘hoogte’ van een diersoort en het stelt indirect vragen over het hele idee van hogere en lagere diersoorten. Dieren zijn verschillend: niet ‘meer’ of ‘minder’. Dat werk.

Ik heb al een paar keer door laten schemeren dat een keuze voor één van beide vormen uit kan maken voor wat we acceptabel menselijk gedrag vinden. Als er ‘lagere’ dieren bestaan zonder ‘subjectieve ervaringen’, dan kunnen we die met een gerust hart op een industriële manier telen of verbouwen. Wanneer zulke dieren veel meer op ons lijken als dat we nu toe willen geven, dan wordt het moeilijker. Zo zouden de, zichzelf herkennende, poetsvissen zomaar iets kunnen betekenen voor onze – duidelijk veel intelligentere – varkens. Het is me wat!

Meer lezen?

Ik schreef over dierenwaarneming en -bewustzijn in ervaring en omwereld. Ik schreef over het vraagstuk van intelligentie van anderen in Brein in een vat. Ik schreef over de evolutietheorie in Evolutiesnelheid, Memen en Cultuurdragers. Ik schreef eerder over dierexperimenten in Eksters.

Dit blogje is gebaseerd over een berichtje in het NRC over poetslipvissen. Ook de Volkskrant belichte het onderwerp.

Nog voor dat poetslipvissen door de spiegeltest kwamen lukte dat een bepaalde mierensoort. Dit is op de een of andere manier minder controversieel, omdat bij mieren het nog moeilijker is om de hypothese dat ze echt ‘zelfbewustzijn’ hebben overeind te houden dan bij poetslipvissen.

5 reactiesEen reactie plaatsen