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Quais são as explicações e modelos neuronais atuais de "consciência"?

Quais são as explicações e modelos neuronais atuais de

Eu gostaria de entender mais sobre a consciência de uma perspectiva neurocientífica. Tenho uma compreensão limitada disso no sentido filosófico / psicológico por meio de palestras.

Embora seja difícil de definir, aqui está uma definição do site de Christof Koch que irei fornecer:

“Neste ponto da exploração científica desse fenômeno, ele não pode ser definido com rigor. A consciência geralmente (mas nem sempre) envolve alguma forma de seleção atencional e uma forma de armazenamento de informações que se deteriora rapidamente. Por razões estratégicas, a maior parte da pesquisa empírica se concentrou nos estados cerebrais subjacentes à percepção sensorial consciente, o correlatos neuronais da consciência, ou NCC. Eu evito assumir qualquer posição ideológica particular no debate sobre a relação exata entre o NCC e a experiência consciente. "

Não sei sobre o que é o debate, mas estou curioso sobre essa relação entre o NCC e a experiência consciente geral.

Em vez de ler todos os modelos de consciência propostos, esperava alguém que pudesse ter mais conhecimento sobre explicar resumidamente ou fornecer referências à literatura / revisões de modelos com uma forte ênfase neuronal. Em particular eu iria prefiro modelos mais se eles não forem específicos para um único modo de percepção sensorial.


Os principais modelos neurais de consciência no momento caem aproximadamente em dois campos: cognitivo e fenomenológico. Eles são definidos pela controvérsia em torno de quais tipos de experiência são qualificados como conscientes.

Modelos cognitivos

Por um lado, existem fortes modelos cognitivos de consciência, como o proposto por Stanislas Dehaene, onde a consciência é caracterizada - neuralmente - por processamento reverberante em grande escala em todo o cérebro. Ou seja, quando a atividade baseada em estímulos feedforward e a atividade de feedback de cima para baixo (ou seja, fatores internos, cognitivos) são coordenados em todo o córtex. Nessa visão, pode-se dizer que um estímulo é percebido de forma consciente quando ganha acesso a uma população especial de neurônios do espaço de trabalho que têm capacidade limitada e transmitem informações relacionadas ao estímulo para outros subsistemas modulares (por exemplo, memória, modalidades sensoriais de linguagem). Capacidade limitada e transmissão são propriedades dos neurônios do espaço de trabalho que respondem tanto pela natureza limitada da consciência (por exemplo, atenção), quanto pela coerência da consciência (isto é, percebemos informações multissensoriais coerentemente como eventos que estão ligados, não como pedaços separados de experiências visuais, auditivas e táteis). Acredita-se que esses neurônios do espaço de trabalho estejam separados da rede de atenção fronto-parietal e estejam envolvidos na seleção de informações nos sistemas occipital-temporais.

Modelos fenomenológicos

Em contraste, as chamadas teorias fenomenológicas, como as propostas por Victor Lamme e Ned Block, propõem que a consciência também surge da atividade recorrente local entre duas regiões do cérebro. A característica central dessas teorias é que - além das formas cognitivas de consciência - há também a consciência fenomenal que explica as propriedades sensoriais (não cognitivas) da consciência.

O principal argumento para este tipo de consciência é que a consciência fenomenal transborda a consciência cognitiva, ou seja, estamos cientes de coisas que estão fora do foco de atenção e que não são codificadas de uma forma mais durável pelo sistema cognitivo central (I acho que Ned Block ainda argumentaria que a consciência fenomenal requer atenção, então estou criando uma caricatura aqui). De acordo com essa teoria, a consciência fenomenal é sustentada por atividades locais recorrentes entre duas regiões. Por exemplo, é possível ter uma sensação fenomenal de movimento quando o córtex seletivo de movimento (área MT) e o córtex visual primário (V1) entram em uma relação de feedforward e feedback. Note Block e Lamme têm as mesmas opiniões de Dehaene em relação à consciência cognitiva.

Modelos antigos e outros

Também é possível distinguir essas duas teorias da consciência de outras visões datadas que argumentam que partes específicas do cérebro refletem o andamento da consciência. Por exemplo, uma visão comum é que o processamento nos lobos frontais reflete a consciência. Essas teorias regionais específicas são bastante diferentes das descritas acima, onde a consciência é caracterizada por relações entre regiões. No entanto, esses tipos de teorias estão muito fora de moda e por boas razões - a consciência provavelmente será uma propriedade dinâmica complexa do sistema.

No entanto, uma vez que você começa a dizer que todo o sistema é importante, algumas pessoas, como Alva Noe, argumentam que é inútil dizer que a consciência reside no cérebro !!!! Para Noe, a consciência é uma relação dinâmica entre o organismo e o meio ambiente. Eu não diria que as opiniões de Noe são amplamente defendidas na comunidade neurocientífica.

Bem, esses são os únicos modelos que segui detalhadamente. Sei que existem outros modelos mais complexos, como o modelo de integração de informações de Giulio Tononi, mas esse modelo requer um bom conhecimento da teoria da informação (por isso nunca o segui). Se algum deste material precisar de mais esclarecimentos, terei o maior prazer em expandi-lo.


Bibliografia

Para uma introdução, tente ler:

  • Kouider, S. (2009). Neurobiological Theories of Consciousness. Em Banks, W. (Ed.) Encyclopedia of Consciousness. Elsevier, vol. 2, 87-100. (pdf)

Veja também:

  • Dehaene S, Changeux JP, Naccache L, Sackur J e Sergent C (2006) Processamento consciente, pré-consciente e subliminar: Uma taxonomia testável. Trends in Cognitive Sciences 10: 204-211. (pdf)

  • Lamme VA (2006) Rumo a uma verdadeira postura neural sobre a consciência. Trends in Cognitive Sciences, 10: 494-501. (pdf)


Um dos colaboradores de Koch, Francis Crick (sim, aquele Francis Crick, muito mais tarde em sua carreira), apresentou uma teoria interessante com Koch que, embora talvez seja um pouco rebuscada, vale a pena mencionar para uma perspectiva ligeiramente diferente.

Crick e Koch postularam o claustrum (veja o diagrama abaixo) como uma das sedes da consciência no cérebro. Koubeissi, Bartolomei, Beltagy e Picard (2014) apoiaram sua hipótese ao realizar o mapeamento da estimulação elétrica em uma paciente com epilepsia de 54 anos, que não respondeu à estimulação na região do claustro esquerdo / ínsula anterior. No entanto, várias limitações neste estudo precisam de mais investigações, como uma alta corrente elétrica, 14mA e falta de estimulação no hemisfério direito.

Como você já leu alguns dos trabalhos de Koch, você tem alguma ideia de suas definições de trabalho para consciência, mas em breve

... quase todas as teorias neuronais da consciência ... precisam ... interações contínuas entre grupos de neurônios piramidais amplamente dispersos que se expressam no fluxo contínuo de percepções, imagens e pensamentos conscientes.

http://www.wikinfo.org/upload/8/84/Gray718.png">gap junctions (conexões diretas entre as membranas celulares, neste caso sendo usadas como sinapses elétricas de alta velocidade), interneurônios do claustro podem estar empregando as células do tipo I para "agarrar" e juntar informações de porções díspares do córtex simultaneamente.

É claro que, uma vez que as informações sejam agrupadas, restaria saber quais estruturas particulares interpretariam esses dados associados. Crick e Koch não comentam realmente sobre isso, mas uma vez que existem fortes conexões bidirecionais com as áreas pré-frontais, talvez o "condutor" também esteja enviando pistas nas quais a atenção do lobo frontal poderia ser direcionada, mas isso é simplesmente um palpite educado, e não tenho mais apoio para isso.

Assim, por mais rebuscado que possa parecer, uma estrutura cerebral que é pequena em volume pode ter uma representação significativa o suficiente de informação cortical, capacidade de projetar de volta e "conduzir" áreas corticais, junto com uma espinha dorsal interneuronal capaz de cronometragem precisa, tudo isso lhe dá alguma chance de ser uma importante sede de consciência no cérebro.

Crick, F.C., Koch, C. (2005) Qual é a função do claustrum? Phil. Trans. R. Soc. B 360: 1271-1279 [DOI] [PDF]

Koubeissi, M. Z., Bartolomei, F., Beltagy, A., & Picard, F. (2014). A estimulação elétrica de uma pequena área do cérebro perturba reversivelmente a consciência. Epilepsy & Behavior, 37, 32-35. [DOI] [PDF]


Paul Thagard tem trabalhado com o Neural Engineering Framework (NEF) e a Semantic Pointer Architecture (SPA) para criar uma teoria biologicamente unificada da consciência. Isso é apresentado no artigo "Duas teorias da consciência: competição de ponteiros semânticos vs. integração de informações", onde a teoria de Thagard é contrastada diretamente com a Teoria de Integração de Informações de Tonini.

Basicamente, a competição entre os Indicadores Semânticos que "se desdobram em representações neurais de atividade sensorial, motora, emocional e verbal". Várias simulações de computador são executadas e relatadas no artigo para demonstrar a aplicabilidade disso a vários aspectos da consciência.


Uma exploração altamente controversa da consciência pode ser encontrada em

  • Penrose, R. (1994). Sombras da mente. Oxford University Press, 1ª ed.

Ele argumenta que a consciência não pode ser modelada por uma máquina de turing, usando o teorema de Gõdels e, em seguida, levanta a hipótese de que os efeitos da mecânica quântica nos microtubilos dentro dos neurônios podem desempenhar um papel importante no surgimento da consciência.

Eu perguntei a 3 neurocientistas e 2 pesquisadores de IA sobre essa perspectiva, todos eles reclamaram do livro e alguns disseram que a consciência é o mero resultado do surgimento e que nenhuma mecânica quântica sofisticada é necessária para explicá-la.

Portanto (com base em minha pesquisa com 5 cientistas), este livro não transmite o / nenhum consenso do campo da Neurociência. No entanto, acho que é, até certo ponto, importante considerar argumentos / perspectivas opostas ao estudar tópicos.