Bevisstheten – vårt alt

Alle våre opplevelser – følelser, tanker og drømmer, fornemmelse av smaker, lukter, lyder og farger – alt sammen frambringes av en grå celleklump. Det er simpelthen ikke til å tro.

LITT BEVISSTHET: – En mulig følge av den integrerte informasjonsteorien er at litt "bevissthet" kan finnes ikke bare i hjerner, men så å si overalt i naturen, om enn oftest i ufattelig liten grad, forteller Johan Storm. (Foto: Ola Sæther)

 

Kontoret til hjerneforsker Johan Frederik Storm er fylt til randen. Av bøker, permer, papirer og dokumenter, av sykkelhjelmer, sko og velbrukte kaffekopper, et slags professoralt villnis. Eller, det bør ikke utelukkes, en kompleks og velorganisert struktur, et slags integrert hele. På labben ved siden av sitter doktorgradsstipendiat Pedro Mateos Aparicio foran en dataskjerm og et mikroskop – der levende hjerneceller i en skål er plassert under linsen – og måler de elektriske signalene inni en synapse, stedet der to nerveceller møtes.

Vi er i Domus Medica ved Rikshospitalet på Gaustad i Oslo, hvor hver minste bestanddel av menneskets kropp daglig, og bokstavelig talt, settes under lupen. Og altså også hjernen. Halvannen kilo lett, men blytung av kompleksitet: 130 milliarder nerveceller sender ustanselig signaler til hverandre gjennom svimlende hundre tusen milliarder synapser, kontaktpunkter. Og ikke nok med dét: De mulige veiene disse signalene kan ta, er flere enn det fins elementærpartikler i universet. Det er ingen tvil: Noe mer sofistikert enn vår egen hjerne eksisterer ikke.

Så det skulle være nok å henge fingrene i. De siste tiårene har da også hjerneforskningen gjort store framskritt. Takket være ny teknologi og nye målemetoder kan forskerne i dag sitte på laben og følge hjerneaktiviteten hos en forsøksperson som løser annengradslikninger, eller tenker på kjæresten. Hjerneforskningsmiljøet på Universitetet i Oslo har ellers lang tradisjon for å være i forskningsfronten. Den såkalte «Oslo School of Neuroanatomy» oppnådde verdensberømmelse for sine studier, særlig av lillehjernen, i tiårene etter krigen, og det gode arbeidet fortsetter.

– Men dette med bevisstheten, utbryter Storm, er noe mer. – Aktiviteten i hjernen – i milliarder av celler, synapser og elektriske kanaler – alt sammen foregår etter kjente fysiske lover og kjemiske reaksjonsmønstre. Men at det ut av disse prosessene skulle komme opplevelser og følelser, og dessuten forestillingen om et sansende og tenkende «jeg» – ja, det er fullstendig overraskende for vitenskapen. Tilsynelatende overskrider hjernen selv naturlovene.

Hjerne-bevissthetsproblemet er da også, og trolig med rette, blitt kalt «den ultimate, intellektuelle utfordring i det nye årtusen».

Hvorfor opplevelser?

– Da jeg begynte som forsker i 1978, var bevissthetsgåten det som interesserte meg mest, ja, det var faktisk hovedgrunnen til at jeg valgte hjerneforskning, forteller Storm, som fra før hadde studert matematikk, kjemi, filosofi og logikk.

Men bevissthetsproblemet skulle vise seg å være noe nær et ikke-tema blant kollegene på Nevrofysiologisk institutt den gangen, «a dirty word among serious scientists» ifølge den britiske fysikeren, J.G. Taylor. Bevisstheten er et subjektivt fenomen som verken kan defineres klart eller måles objektivt og derfor uegnet å studere med naturvitenskapelige metoder, var omkvedet, og ergo et filosofisk, snarere enn et vitenskapelig problem.

– Denne holdningen hadde nok delvis sitt utspring i en sterk tankeretning innen psykologi, den såkalte behaviorismen. Som annen vitenskap, skulle også psykologien leve opp til idealet om å være objektiv. Men da forsvant jo alle opplevelser, for de lar seg som kjent ikke måle objektivt direkte. Det var atferden som skulle måles og forklares.

«Jeg tror vi må akseptere at bevissthet er et naturfenomen på linje med lys, lyd, varme, gravitasjon og så videre, men som vi ennå ikke har greid å forstå.»

 

Professoren minner om at det utelukkende er fysiske og kjemiske prosesser alt det forskerne hittil har kunnet måle og observere objektivt i hjernen, og alt de kan tenkes å måle og observere i framtiden. – Og så langt vi kan se, er disse prosessene fullt ut tilstrekkelige til å forklare atferden vår og alt annet som hjernen er opphav til og som vi kan observere objektivt.

Så hvorfor er det ikke bare det? Hvorfor er det i tillegg subjektive opplevelser, altså bevisste fornemmelser, følelser og tanker? Hvorfor er vi ikke alle zombier; bevisstløse, handlende vesener, en slags avanserte roboter, som lever våre liv uten å oppleve noe ved det?

– Dette er det David Chalmers, en av vår tids mest kjente bevissthetsfilosofer, kaller The hard problem of consciousness. Uten opplevelser ville livet vært helt uten innhold. Dette kan virke ganske selvsagt, men for vitenskapen er det altså et stort mysterium hvordan våre bevisste opplevelser oppstår. René Descartes, og også mange andre filosofer, har, gjennom tidene, kommet til at dette er det eneste vi kan vite sikkert: Cogito ergo sum. Jeg tenker – vet, opplever – altså er jeg.

Motsatt er de såkalte easy problems of consciousness, hvordan våre mentale evner oppstår fra hjerneprosesser. Disse kan studeres med objektive, vitenskapelige metoder: Hvordan greier jeg å se forskjell på rødt og blått? Hvordan klarer jeg å konsentrere tankene? Hvordan kan jeg høre hvor en lyd kommer fra? – Her har hjerneforskningen gode svar og gode metoder til å finne ut stadig mer, påpeker Storm.

Enkelt, men komplisert

Når forholdene ikke lå til rette for å gi seg i kast med «det vanskelige problem», ble det heller noen av de «enkle», men likefullt uhyre kompliserte, for vår forsker. Nærmere bestemt hvordan hver enkelt hjernecelle koder og behandler informasjon i form av elektriske signaler. Med tynne elektroder som de stikker inn i cellene eller suger fast i cellemembranen, måler Storm og kollegene hans de ørsmå ionestrømmene som går gjennom kanalmolekyler i membranen, og de elektriske signalene som strømmene danner.

Johan Storm har avdekket flere mekanismer i hjernen som før var ukjente. De siste årene har han og forskergruppen han leder, funnet ut hvorfor hjernecellene er spesielt følsomme for den frekvensen av hjernebølger som finnes i hjernen under læring, hukommelse og drømmesøvn.

– Dette er trolig viktig for selektiv kommunikasjon i hjernen og kanskje også for selve bevissthetsprosessene, påpeker han.

– Det var skuffende at så få i miljøet ville diskutere bevissthetsspørsmålet da jeg startet som forsker. Nå er interessen heldigvis økende. Flere titalls bøker om emnet er kommet ut internasjonalt. Det er i det hele tatt et ganske annet og mer positivt klima for å diskutere bevissthetsproblemet i dag enn for bare et par tiår siden. Men sammenliknet med all den hjerneforskningen som foregår, er det likevel få som gir seg i kast med disse aller dypeste problemstillingene, konstaterer han.

Johan Storm innførte for noen år siden forelesninger om bevissthet og bevissthetsforstyrrelser for legestudentene. – Jeg tror studentene våre har godt av å høre om et helt grunnleggende problem som ennå er uløst. Det viser at vitenskapen fortsatt står overfor store utfordringer. Men at slike forelesninger ikke hadde vært holdt tidligere, er litt merkelig, og illustrerer vel at dette spørsmålet, som angår så mange fagområder og livsområder, har vært forsømt.

– Hvorfor er det viktig å forstå hva bevissthet er?

– Til forskjell fra andre store, uløste vitenskapelige spørsmål, for eksempel innen kosmologi og elementærpartikkelfysikk, angår bevisstheten oss direkte og umiddelbart i alt vi opplever, gjør og er. Dessuten er bevissthetsproblemet sentralt for klinisk legepraksis og etikk. For eksempel vet vi ikke sikkert om spedbarn og fostre, og noen pasienter med alvorlig hjerneskade, er mer eller mindre bevisste. I hvilken grad kan de føle smerte, lidelse, velvære og glede? Og hva med dyr som fisk, insekter og snegler?

Begrenset forestillingsevne

Filosofer og hjerneforskere møtes nå ofte på samme arena, utveksler synspunkter på seminarer og refererer til hverandres arbeid i sine publikasjoner. Storm peker på begrensningene i vår menneskelige intuisjon, og derfor også den fundamentale usikkerheten i alle filosofiske spekulasjoner.

– Filosofene har bidratt vesentlig ved å stille viktige spørsmål, avklare begreper og belyse hvilke muligheter som fins. Men jeg tviler på at filosofien alene kan løse hjerne-bevissthetsproblemet. Først når nye data kommer inn, kan det åpne opp for perspektiver som kanskje ingen på forhånd hadde kunnet forestille seg. At rommet selv kan krummes og at tiden kan bremses, var en gang fullstendig absurde tanker, inntil nye observasjoner førte til relativitetsteorien som så å si tvang oss til å innse at jo, sånn er det sannsynligvis.

«For første gang i historien ser det nå ut til at vi har fått et objektivt mål på bevisstheten.»

 

Forstår mer og mer

Allikevel hevder mange at en vitenskapelig forklaring på hvordan hjernen skaper subjektive opplevelser, aldri vil kunne oppnås.

– Mange har ment at en naturvitenskapelig analyse av bevissthet er umulig, fordi bevisstheten er subjektiv. Men vi kan finne objektive korrelater og lovmessigheter i dette fenomenet. Med nevrale korrelater til bevissthet, mener vi prosesser i hjernen som er nødvendige og tilstrekkelige for bevissthet.

– Jeg tror vi må akseptere at bevissthet er et naturfenomen på linje med lys, lyd, varme, gravitasjon og så videre, men som vi ennå ikke har greid å forstå. Med dagens fysikk, kjemi og biologi, kan vi ennå ikke forklare bevisstheten.

Storm mener at Chalmers og andre filosofer sannsynligvis har rett i at det ikke er mulig å trekke slutninger fra en beskrivelse av nevrale mekanismer, til svaret: Ja, her er bevisstheten, her er det subjektive!

– Det er antakelig logisk umulig. Men kanskje kan ny kunnskap om hjernen på en måte «løse opp» problemet, slik biologien, steg for steg, har løst et annet stort problem: «Hva er liv?»

Han peker på at det finnes mange mulige grader av forståelse.

– Jeg er overbevist om at vi kan få bedre forståelse på ett eller annet nivå. Men hvor langt vi kommer, er ingen gitt å si.

– Ingen vet sikkert om dette lar seg løse. En faktor er at hjernen vår har sine begrensninger. Derfor kan det godt hende at vi aldri noensinne vil kunne forstå bevissthet på en direkte og intuitiv måte.

Men professoren viser til at det i vitenskapens historie finnes mange eksempler på at problemer som har vært erklært uløselige, har blitt overvunnet og fratatt sin mystikk. Når det gjelder bevissthetsgåten, er noe spennende og lovende uomtvistelig i ferd med å skje, forteller han:

– For første gang i historien ser det nå ut til at vi har fått et objektivt mål på bevisstheten.

Et stort steg framover

Den italienske hjerneforskeren Guilio Tononi har nemlig utviklet en matematisk teori om hva bevissthet er; hvordan bevisstheten kan måles, hvorfor den forsvinner når vi faller i drømmeløs søvn og kommer tilbake når vi drømmer: Den integrerte informasjonsteorien om bevissthet.

Tononi sammenlikner hjernen med den lysfølsomme bildebrikken i et kamera. Den kan inneholde mye informasjon, men har neppe bevissthet. Hva mangler?

Hvis brikken har 1 million piksler, og hver piksel kan være i én av to mulige tilstander, kan hele brikken være i 21000 000  mulige tilstander – et enormt antall. Ja, antallet er faktisk langt større enn antall atomer i universet. Men siden pikslene i brikken ikke er koblet sammen, finnes det ingen integrert enhet i kameraet som kan representere de 21000 000  mulige tilstandene og dermed representere hele bildet «sett innenfra».

I hjernen, derimot, er hjernecellene som representerer punktene i bildet som jeg ser, koblet sammen på kryss og tvers til en integrert enhet som representerer hele bildet. Ifølge Tononis teori er våre bevisste opplevelser slik «integrert informasjon», det vil si informasjon som virker sammen og danner en helhet.

– Hjernebarken vår ser ut til å være koblet på en slik måte at informasjonen blir integrert i uvanlig høy grad, påpeker Storm, som for et år siden fikk Tononi til å komme til Oslo for å legge fram teorien sin.

Johan Storm viser til at informasjon kan ha en langt mer fundamental status enn vi har vært klar over.

– Ifølge verdensbildet som dagens naturvitenskap gir oss, er det, enkelt sagt, fire grunnleggende krefter i naturen som alle andre krefter kan utledes fra, nemlig elektromagnetisk kraft og gravitasjon, samt sterk og svak kjernekraft, og som en forsøker å forene i en såkalt Theory Of Everything. Og vi har relativitetsteori, statistisk mekanikk, termodynamikk, kaosteori, evolusjonsteori etc., som forklarer fenomener på ulike skalaer av størrelse og kompleksitet.

– Men så kan det altså tenkes at det er noe i tillegg, som har med informasjon å gjøre, og som kanskje kan forklare det som vi ennå ikke får til å passe inn, nemlig bevissthet.

– Ordet «informasjon» har flere betydninger. Det vi snakker om her, er nært beslektet med årsak-virkning-forhold. Slik informasjon er til stede i større eller mindre grad i alle tilfeller der det er kausale sammenhenger.

Vitenskapen har for lengst greid det som mange mente var umulig: Å forklare fenomenet liv – gjennom å studere evolusjon og cellenes kjemi.

– Håpet nå er at vi kan forklare hva bevissthet er ved å se på informasjonsbehandlingen som skjer i nervesystemet.

Litt bevissthet!

Resultatene til Giulio Tononi og medarbeiderne hans styrker troen på at vi omsider er på rett spor for å forstå hva bevissthet er.

– Dette kan vise seg å bli like epokegjørende for vårt verdensbilde som Newtons, Darwins og Einsteins ideer. En mulig følge av Tononis teori er nemlig at litt «bevissthet» kan finnes ikke bare i hjerner, men så å si overalt i naturen, om enn oftest i ufattelig liten grad. Dette bryter radikalt med våre tilvante forestillinger, og er naturligvis ennå svært usikkert og omdiskutert.

– Det viktigste av alle fenomener

Apollon har spurt professor emeritus Dagfinn Føllesdal om hva han mener er de mest sentrale spørsmålene filosofien har balt med gjennom tidene – knyttet til bevissthet. Føllesdal har internasjonalt ry blant annet for sine arbeider innen erkjennelsesteori. Han trekker fram to:
 

– Hva er bevissthet? Og: Hvordan er den knyttet til vår kropp og vår hjerne?

– Hva mener du er filosofiens viktigste bidrag i dag til å forstå bevissthetens gåte? 

– Filosofien kan bidra med å formulere skarpere hva det er å forstå bevisstheten og her, som på andre områder, medvirke til å skjelne innsikt fra pretensjoner og fine ord.

Føllesdal peker på at mange av de sentrale filosofiske problemene som angår bevissthet, for eksempel: Hvordan er det å være menneske? Hvordan er det å være meg? ligger mer over i retning av humaniora.

– Dette er viktige og interessante spørsmål som bør lede til fruktbart samarbeid mellom forskjellige disipliner. Og som kan hjelpe oss til å forstå bevisstheten bedre.

– Når oppstod den første bevissthet, professor i økologi og evolusjon, Nils Christian Stenseth?

– Det vet jeg ikke. Man vet ikke det.

– Hvorfor ga evolusjonen oss evnen til å oppleve – sanse, føle, tenke…?

– Dette er et interessant, men vanskelig spørsmål. For en som meg som står litt på siden av forskningen på dette, er det egentlig mer interessant å observere at dette er et grunnforskningsspørsmål som angripes fra en rekke vinkler for å besvares: filosofi, nevrologi, evolusjonsbiologi og så videre – og det med både teori og eksperimenter.

Slik sett kan dette være et eksempel til etterfølgelse for andre fagfelt. Det senteret jeg selv leder, CEES, er bygd på noe av den samme ideen i sitt tverrfaglige arbeid for en syntese mellom evolusjonær og økologisk tankegang: her arbeider både filosofer, økonomer og statistikere sammen med mer tradisjonelle biologer for å løse en rekke grunnforskningsspørsmål, som for eksempel hvordan økologi og evolusjon gjensidig påvirker hverandre.

Professor i biologi, Kristian Gundersen, peker på at bevissthet kanskje er en bieffekt av hjernefunksjoner som gir evolusjonære fortrinn. – Det er ikke sikkert bevissthet i seg selv er, som du sier, «noe evolusjonen ga oss», innvender han.

– Er hjerne-bevissthetsproblemet et viktig felt å studere?

– Det er vel på mange måter det viktigste av alle fenomener, understreker Gundersen.

– Ja, dette er et viktig felt, samstemmer Stenseth.

– I første omgang er det viktig fordi slikt arbeid fører til en bedre forståelse av menneskets og andre arters natur. Det har en verdi i seg selv. På sikt vil det ganske sikkert også komme resultater som har konkret nytte for eksempel i behandlingen av mentale lidelser. Jeg er også temmelig sikker på at vi kommer til å få svar på spørsmål som vi i dag ikke har tenkt på å stille.

– Vil vi finne løsningen – med naturvitenskapelige metoder?

– Vi vil i hvert fall ikke finne svaret uten naturvitenskapelige metoder, poengterer Stenseth.

– I et godt faglig samspill mellom et bredt spektrum av fag, både matematisk-naturvitenskapelige, samfunnsvitenskapelige og humanistiske, vil vi de kommende år helt sikkert finne svar på både små og store spørsmål. Ikke minst tror jeg svarene på de små spørsmålene til sammen vil vise seg av stor verdi for å finne svar på de store, som for eksempel hva den evolusjonære fordelen av bevissthet er. Jeg synes det er interessant å observere hvordan tverrfaglighet kommer helt naturlig innen dette forskningsfeltet.

– Vil vi noen gang fullt ut forstå hvordan en fysisk, materiell substans kan gi oss våre subjektive opplevelser?

– I de siste tjue årene er det skjedd en kunnskapsrevolusjon i vår forståelse av hjernen, påpeker Føllesdal. – Forskere har blant annet funnet at bevissthet er knyttet til bestemte mønstre av hjerneaktivitet. Selv om vi fortsatt er langt fra en full forståelse av bevisstheten, er dette er et skritt på veien, og vi filosofer bør følge utviklingen nøye.

– Det kan være noe med at hjernen kanskje må være mer kompleks enn seg selv for å forstå seg selv, og det er den jo ikke. Jeg har sans for dette synspunktet, men det er ikke helt lett å bevise argumentet vitenskapelig, påpeker Gundersen, og fortsetter:

– Jeg tror også dette kan være et eksempel på et spørsmål det er vanskelig å svare på fordi det er galt stilt. Jeg er ikke i tvil om at alle opplevelser har et fysisk-kjemisk grunnlag i hjernen. Men om vi skal bruke en analogi, så kan en fysisk analyse av en datamaskin lett ende opp med trivielle funn om ledninger, vifter og kretser som ikke forteller oss så mye om hva en slik innretning gjør. Det er kanskje der vi er når det gjelder hjernen og dens bevissthet. Ellers svarer jeg nødig på spørsmål av typen “noen gang”. Historien har latterliggjort så mange av svarene.

Av Trine Nickelsen
Publisert 3. juni 2015 16:29 - Sist endret 18. juni 2015 12:25
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere