Aivot ja tietoisuus

Ihan hyvässä keskustelussamme tietoisuudesta ja vapaasta tahdosta puuöljy suositteli minulle Gazzanigan ja Damasion kirjoja välineeksi oppia asioita ihmisaivojen toiminnasta ja tutkimisesta. Tätä aihetta en ole koskaan harrastanut, mutta on se ennenkin kiinnostanut.

Nyt sain luetuksi Gazzanigan kirjan "Inhimillinen / Ainutlaatuisuutemme tiede" ja ajattelin nostaa sen annista esille kohtia, jotka liittyvät palstalla käytyihin keskusteluihin. Palautteesta tähän riippuu, mihin juttu kiertyy ja mitä asioita esiin nousee. Puuöljyn tekemien Gazzaniga-viittausten pohjalta huomasin taas uudelleen, että eri ihmiset voivat lukea tiedekirjaa ikäänkuin eri silmälasein. Sen takia koetan käyttää sitaatteja sivunumeroviittein ja toivon samaa muiltakin tähän kirjaan vetoavilta.

Johdannoksi kooste G:n aika harvoista maininnoista aivojen rakenteesta ja fysiikasta. Värkkihän koostuu (s. 298) 100 miljardista neuronista, joilla on kytkentä keskimääri tuhanteen muuhun neuroniin. Kytkentä toimii (s. 344) sähkökemiallisesti ja siirtyy neuronista toiseen kemiallisesti synapsi-nimisen pienen raon yli. Signaali on pulssimainen eli sen jännite on aina sama, mutta se toistuu ajallisesti sitä tiheämmin, mitä vahvempi on sen laukaiseva ärsyke; toistotaajuus heikkenee ärsykkeen jatkuessa. Neuronien kytkennöistä 75 % on aivokuoressa (s. 29) ja loput syöte- ja tulostekytkentöjä muualle aivoihin ja hermostoon.

Neuronikytkennät ovat yksisuuntaisia (s. 344) ja koko neuroni laukeaa kerralla ylitettyään ärsytyskynnyksen. Ärsytys voi (tarkistettava) tulla joko aivojen ulkopuolelta aisteilta tai muilta elimiltä tai kytkentöjen kautta toisilta neuroneilta. G ei täsmennä, miten jälkimmäisessä tapauksessa useiden tuojahaarakkeiden impulssit yhdistyvät kokonaisärsytykseksi ja miten lauenneen neuronin lähettämän signaalin vahvuus määräytyy. Hän ei myöskään mainitse aivojen kehittämien tai tunnistamien kemikaalien (välittäjäaineet, hormonit,..) osuutta tai vaikutustapaa neuronien yhteispelissä, ja tähän kaipaisin lisää tietoa tai viitteitä.

Ensimmäinen päätelmäni ylläolevasta on aivojen järkyttävä mutkikkuus. Koska neuroni voi ärsykevoimakkuuden erojen takia olla useammassa kuin kahdessa tilassa, on neuronijoukon erilaisten kokonaistilojen määrä vähintään 10 potenssiin sata miljardia. Tilojen väliset riippuvuudet taas määräytyvät kytkentävaihtoehtojen mukaan, joita on teoriassa vielä enemmän. Elinikänsä aikana aivot voivat käydä läpi vain häviävän pienen osan eri tiloistaan ja vielä pienemmän osan tilojen välisistä mahdollisista siirtymistä.

Jatkossa - jos tästä tulee keskustelua - ajattelin esitellä G:n tekstiä aivojen evoluutiosta ja eroista muihin eläimiin, tietoisuuden olemuksesta ja tasoista, moraalin ja uskonnon aivotoiminnoista, taiteesta, konetietoisuudesta ja muusta mikä esiin nousee. Jatkan Damasion lukemisella, kunhan saan käsiini tarpeeksi tuoreen hänen kirjansa. Pelkkä evoluutioteorian mukainen satunnaisiin mutaatioihin perustuva kehitys vaikuttaa erittäin epätodennäköiseltä.

Toinen johtopäätös koskee aivojen toiminnan tutkimista. G:n kirjan kiitettävä määrä havaintokuvauksia nostivat yhdessä mieleen vertauksen vaikkapa maailmanlaajuisen televerkon (mutkikkuus ehkä samaa luokkaa) tutkimisesta samoin keinoin. Siis seuraamalla sen ulkoista käyttäytymistä, mittailemalla keskuslaitteiden lämpöhäviöitä ja sähkökenttiä sekä havaitsemalla mitä vaikutuksia on sillä, kun isoja kaapeleita katkeaa tai kokonaisia keskuksia palaa tai räjähtää. Miten paljon tällä tavoin pystyisi selvittämään tuon laitteiston todellisesta rakenteesta ja toimintatavasta?