Dlaczego jedni ludzie potrafią w wyobraźni zobaczyć najdrobniejsze szczegóły krajobrazu, a inni po zamknięciu oczu widzą jedynie ciemność? W jaki sposób rytm serca wpływa na to, co postrzegamy? I czy kiedykolwiek uda się ustalić, czym właściwie jest świadomość? Prof. Michał Wierzchoń, psycholog i neurokognitywista, od lat bada jedno z najbardziej fundamentalnych, a zarazem najtrudniejszych pytań nauki

Badanie świadomości zaczyna się od paradoksu. Naukowiec próbuje opisać coś, do czego bezpośredni dostęp ma tylko jedna osoba. Nie da się zajrzeć do cudzego doświadczenia ani zmierzyć go tak, jak mierzy się temperaturę czy ciśnienie. – Zazwyczaj punktem wyjścia jest raport werbalny. To jedyne źródło, dzięki któremujesteśmy w stanie powiedzieć coś o subiektywnym doświadczeniu – mówi prof. Michał Wierzchoń, dyrektor Instytutu Psychologii i Centrum Badań Mózgu Uniwersytetu Jagiellońskiego, członek korespondent Polskiej Akademii Nauk.

Jak jednak zauważa profesor, sam opis doświadczeń nie wystarcza, bo co do zasady jest mało wiarygodny. Dlatego współczesne badania świadomości opierają się na łączeniu wielu źródeł danych. Relacje uczestników eksperymentów zestawia się z pomiarami aktywności mózgu, reakcjami organizmu oraz wynikami testów poznawczych. – Nie wierzymy jednemu źródłu danych. Musimy mieć szerokie portfolio metod badawczych, żeby sprawdzać, na ile dane zbierane różnymi sposobami układają się w jedną spójną całość – wyjaśnia badacz.

Takie podejście wymaga rozbudowanego zaplecza technologicznego. Współczesna psychologia eksperymentalna nie ma wiele wspólnego ze  stereotypowym gabinetem psychologicznym z kozetką. Badania wymagają laboratorium wyposażonego w zaawansowaną aparaturę. – Jeżeli chodzi o pomiar aktywności neuronalnej mózgu człowieka, mamy dwie dominujące techniki: rezonans magnetyczny i elektroencefalografię – mówi prof. Wierzchoń. Każda z nich pokazuje jednak inny aspekt pracy mózgu. – Elektroencefalografia ma bardzo dobrą rozdzielczość czasową, ale słabą przestrzenną. Wiadomo, co dzieje się w czasie, ale nie wiadomo dokładnie, gdzie. W przypadku MRI jest odwrotnie.

W laboratoriach Centrum Badań Mózgu naukowcy nie ograniczają się do obserwowania aktywności neuronalnej. Korzystają również z przezczaszkowej stymulacji magnetycznej, która pozwala czasowo wpływać na aktywność wybranych obszarów mózgu. – Marzeniem każdego badacza jest możliwość wpływania na to, co dzieje się w mózgu – przyznaje.

Od nieświadomego uczenia do badań nad świadomością

Choć dziś prof. Wierzchoń kojarzony jest przede wszystkim z badaniami świadomości, jego droga naukowa rozpoczęła się od innego problemu. – Mój doktorat poświęcony był tematyce nieświadomego przetwarzania informacji. Fascynowało mnie to, co ludzie są w stanie robić, nie wiedząc, że to robią – wyjaśnia.

Przedmiotem jego zainteresowania było uczenie mimowolne, czyli sytuacje, w których człowiek przyswaja złożone informacje bez świadomego zamiaru uczenia się. Szybko jednak okazało się, że odpowiedź na pytanie o procesy nieświadome wymaga wcześniejszego rozwiązania jeszcze bardziej podstawowego problemu. – Bardzo szybko doszedłem do wniosku, że aby to badać nieświadome przetwarzanie informacji, trzeba mieć precyzyjną metodę pomiaru świadomości. Trzeba być pewnym, czy człowiek jest czegoś świadomy, czy nie.

W kolejnych projektach badawczych okazywało się, że część zjawisk opisywanych wcześniej jako nieświadome były jednak dostępne, a różnice wynikały z ograniczeń metod badawczych. – Kiedy badaliśmy je dokładniej, okazywało się, że informacja, była jednak dostępna – tylko nie tak bezpośrednio i nie tak jednoznacznie, jak wcześniej zakładaliśmy.

To właśnie wtedy świadomość stała się głównym przedmiotem jego zainteresowań. – To jedno z fundamentalnych pytań nauki, ale jednocześnie pytanie znajdujące się na granicy tego, co w ogóle jest poznawalne – mówi profesor.

Przez stulecia podobne kwestie rozważali przede wszystkim filozofowie. Dopiero pod koniec XX wieku świadomość zaczęła być badana przy użyciu metod eksperymentalnych. Dziś należy do najważniejszych problemów neuronauki. – Kiedyś czasopismo Science opublikowało listę najważniejszych pytań stojących przed nauką. Pierwsze dotyczyło tego, z czego zbudowany jest Wszechświat, a drugie – jaka jest neurobiologiczna podstawa świadomości.

Mimo ogromnego postępu badacz pozostaje ostrożny: – Nie powiedziałbym, że którakolwiek z obecnych teorii świadomości w pełni opisuje to zjawisko. Jeszcze nie osiągnęliśmy tego etapu. Myślę jednak, że wiemy zdecydowanie więcej, niż wiedzieliśmy 30  lat temu.

Co wpływa na nasze doświadczenia

Znaczna część badań prowadzonych przez zespół prof. Wierzchonia dotyczy czynników współtworzących świadome doświadczenie.Próbuję pokazać, jak wiele informacji wpływa na nasze doświadczenie, choć na pierwszy rzut oka nie wydaje się z nim związanych – mówi profesor.

Jednym z takich obszarów jest zależność między pracą serca a percepcją wzrokową. Badania zespołu wskazują, że organizm wykorzystuje informacje płynące z własnego ciała podczas interpretowania tego, co widzimy.  rytmie serca zakodowana jest informacja dotycząca poprawności wykonywania zadań, która później wpływa na ocenę tego, jak wyraźnie widzimy bodźce.

Podobne zależności dotyczą działania. – Osoba badana wykorzystuje informacje płynące z własnych działań do oceny tego, jak dobrze widzi bodźce prezentowane na ekranie – wyjaśnia prof. Wierzchoń. Jego zdaniem  wyniki te pokazują, że granice między percepcją, interocepcją i działaniem są znacznie mniej wyraźne, niż  zakładano. – Staramy się pokazywać, jak blisko siebie znajdują się procesy, które intuicyjnie wydają się całkowicie odrębne.

Coraz większą rolę w jego badaniach odgrywa także wyobraźnia.– W najnowszym projekcie przekonuje, , że o świadomej percepcji wzrokowej możemy się wiele dowiedzieć poprzez badania wyobraźni wzrokowej.Jest ona bowiem szczególnym przypadkiem doświadczenia widzenia bez bodźców docierających ze świata zewnętrznego.

Interesujące są dla niego osoby z afantazją, czyli brakiem wyobrażeń wzrokowych czy też słuchowych. Na drugim biegunie znajdują się osoby opisujące swoje wyobrażenia jako niezwykle szczegółowe i realistyczne. Porównanie tych grup może pomóc lepiej zrozumieć mechanizmy odpowiedzialne za świadome doświadczenie.

Czy sztuczna inteligencja może być świadoma?

Badania nad świadomością coraz częściej przecinają się z debatą dotyczącą sztucznej inteligencji. Badacz podkreśla, że narzędzia opracowane do badania ludzi nie sprawdzają się w przypadku systemów sztucznych. – System, na którym realizowane są te procesy odpowiedzialne za sztuczną inteligencję, jest całkowicie odmienny od naszego. Inny jest nośnik. Organizacja systemu również wygląda inaczej.

Dlatego nawet jeżeli system zachowuje się jakby był świadomy, a nawet jeżeli twierdzi, że jest świadomy gdy go o to zapytamy, to trudno uznać to za satysfakcjonujący dowód sztucznej świadomości. Musimy lepiej zrozumieć mechanizm powstawania świadomości u ludzi, aby powiedzieć coś konkluzywnego na temat świadomości sztucznych systemów – twierdzi Wierzchoń. 

Nauka w czasach niepewności

Oprócz działalności naukowej prof. Wierzchoń kieruje dużymi zespołami badawczymi. Dzięki zdobytemu niedawno grantowi Maestro Narodowego Centrum Nauki przez najbliższe lata będzie mógł prowadzić własny projekt badawczy w stabilniejszych warunkach. Nie zmienia to jednak jego oceny sytuacji polskiej nauki. Pytany o prowadzenie badań w Polsce odpowiada krótko: – Trzeba mieć dużo szczęścia.

Jak zauważa, realna wartość finansowania nauki spada, a zdobycie grantów staje się coraz trudniejsze. Szczególnie trudna sytuacja dotyczy młodych badaczy.  W efekcie wielu z nich musi szukać dodatkowych źródeł dochodu poza uczelnią. – Gdyby otrzymywali godne wynagrodzenie, nie musieliby wykonywać komercyjnych zleceń. Mogliby poświęcić się badaniom w pełnym wymiarze – podkreśla profesor. W Centrum Badań Mózgu prowadzimy również badania komercyjne między innymi po to, aby wykorzystać kompetencje młodych badaczy i zapewnić im alternatywę dla pracy zarobkowej poza uczelnią. 

Mimo tych problemów nadal głównym obszarem badań prof. Wierzchonia pozostaje pytanie, które od czasów Platona i Arystotelesa nie znalazło ostatecznej odpowiedzi: w jaki sposób powstaje świadome doświadczenie. Prof. Wierzchoń przyznaje, że rozwiązania wciąż nie widać, ale właśnie dlatego warto go szukać.

Prof. dr hab. Michał Wierzchoń jest psychologiem i neurokognitywistą związanym z Uniwersytetem Jagiellońskim. Kieruje Instytutem Psychologii UJ, Centrum Badań Mózgu UJ 

. Specjalizuje się w badaniach nad świadomością, metapoznaniem i substytucją sensoryczną. Jest członkiem korespondentem Polskiej Akademii Nauk, autorem książek Koszty poznawcze uczenia mimowolnego oraz Granice świadomości. W poszukiwaniu poznawczego modelu subiektywności. Za swoją działalność naukową otrzymał m.in. Nagrodę Narodowego Centrum Nauki oraz Nagrodę Naukową „Polityki”.

• Nauki medyczne