G: A tudatosság anatómiája

Az alábbi cikk kicsit rendhagyó lesz, mert megírásához segítségül hívtam egy korábbi biológia-jegyzetemet, mivel az agy működésének pontos folyamatát már nem tudtam magamtól pontosan felidézni, de ezeket úgy próbálom most leírni, hogy tényleg egyszerű és érthető legyen. Ez persze csak az elejére vonatkozik, utána  áttérek a filozofálgatós része, amit talán jobban is fogtok értékelni.

Kezdjük azzal, hogy megnézzük az agy működését. Az agy fő alkotóeleme a neuronok rendszere. Minden neuron lényeges része egy rendkívül hosszú rost, melyet axonnak neveznek. Az axonok több helyen is szétágaznak, és minden ág egy szinapszisban végződik. A szinapszisok azok a kapcsolódások, ahol a neurotranszmitternek nevezett vegyi anyagok közvetítésével egyik neuronról (főként) más neuronokra jutnak át a jelek. A szinapszisok lehetnek serkentő jellegűek, ezekben a neurotranszmitterek elősegítik a következő neuron jelkibocsátását, vagy gátlóak, melyek igyekeznek megakadályozni ezt. A szinapszis erőssége azt mutatja, hogy milyen megbízhatóan jut el valamilyen üzenet egyik neuronról a másikra. Amennyiben az összes szinapszis erőssége rögzített volna, az agy nem sokban különbözne a számítógéptől. És ez nagyon fontos, jegyezzük meg, amit most a szinapszisokról írtam, mert szerintem ez a kulcsa az agy különleges működésének. Egy dolog azonban biztos: a szinapszisok erőssége változó.

Képzeljük el, hogy az agyunk pusztán egy számítógép, és a neuronokat tranzisztorokkal cseréljük fel...ebben az esetben az egész rendszert úgy is felfoghatjuk, mint egy mesterséges ideghálózatot. Ezekben a szinapszisok erősségek különféle szabályok beépítésével változtatható, és a változás rendszerint arra irányul, hogy javuljon a vizsgált kimeneti jel, ezzel együtt az információ-továbbítás minősége. A szabályok azonban minden esetben kiszámítható jellegűek (itt kapcsolódunk be az előző bejegyzésem gondolatmenetébe). Itt eszembe jutott a kérdés, hogy ha így is felépíthető egy ideghálózat, akkor mi az egyes neuronok szerepe? Csupán számítási egységként működnek? Nos, a neuronok sejtek, a sejtek pedig rendkívül bonyolultak. Annyira, hogy egyetlen sejttel is igen bonyolult dolgok történhetnek. Például az egysejtű papucsállatka képes úszni a táplálék irányába, visszahúzódni a veszély elől, kikerülni az akadályokat, és úgy tűnik, képes a tapasztalataiból tanulni! A felsorolt tulajdonságokból szükségszerűen idegrendszer létezésére következtetnénk, de a papucsállatkának egész biztosan nincs idegrendszere. A legjobb, amit mondhatunk, hogy a papucsállatka önmagában egy neuron, hiszen az egész lény egyetlen sejt. Furcsa, hogy pont ez az egyszerű, figyelemre méltó kis lény világított rá arra, ami a mi kobakunk alatt is végbemehet, amikor együtt érzünk valakivel. Azért ezt a példát mondom, mert szerintem ez az egyik legérdekesebb és legfigyelemreméltóbb képességünk, de erről majd egy másik bejegyzés alkalmával. Most kanyarodjunk vissza a papucsállatkához....

Hogyan is csinálja a papucsállatka? A sejtváz irányítja a legtöbb egysejtű bonyolult viselkedését. Jelen esetben a sejtváz kis szőrszálakban, a csillókban végződik, melyek lehetővé teszik számára az úszást. A csillók túlnyomó részében kis, üreges szerkezetű mikrotubulusokból állnak. Ezek a mikrotubulusok rendkívül figyelemre méltóak. Most egy kicsit el fogunk kanyarodni másik kedvenc témám, a genetika felé, de ne ijedjetek meg, ez fontos ahhoz, hogy megértsük a későbbieket! Tehát a papucsállatka úszását lehetővé tevő csillók lényegében mikrotubulus-nyalábok. A mitózisban (számtartó sejtosztódás) szintén fontos szerepet játszanak. Ez a közönséges sejtek mikrotubulusaira igaz, a neuronéira nem, mert a neuronok nem osztódnak, és ez fontos különbség. A sejtváz irányító központja a centroszóma néven ismert szerkezet, melynek legfontosabb része a két, egymáshoz "T" alakban elhelyezkedő mikrotubulus nyalábból álló centriolum. A centroszóma osztódásának kritikus állapotában  mindkét nyaláb növeszt magának egy társat, így két darab "T" centriolum jön létre, melyek elválnak egymástól magukkal vonszolva a mikrotubulusok nyalábját. A mikrotubulus rostok a kettévált centriolum részeit valamilyen módon a sejtmag DNS-ének különböző fonalaihoz kapcsolják. Ennek nyomán a DNS is kettéválik. Kezdetét veszi a sejtosztódás.

Nos, a neuronokban mindez nem következik be, mivel ők nem osztódnak, az ő mikrotubulusaiknak más a szerepe. Náluk az a fő feladata, hogy segédkezzen a sejten belüli ingerület-molekulák átvitelében. Csaknem biztos, hogy részt vesznek a szinapszisok erősségének kialakításában, és ezzel vissza is tértünk a főgondolatunkhoz, azaz a tudatosság anatómiájának boncolgatásához. Tehát a mikrotubulusok elég sokféle módon befolyásolhatják a szinapszisok erősségét, kezdve onnan, hogy befolyásolják a dendrittüske állapotát, a papucsállatkához hasonlóan nálunk is segítenek az ingerületátvivő-anyag továbbjuttatásában, illetve a neuronok növekedését és visszafejlődését is irányítják, vagyis magát a neuronhálózatot is módosíthatják. Ezeket a mikrotubulusokat egyébként a legegyszerűbb úgy elképzelni, mint egy apró csövecskét, amiben lehet üzeneteket küldeni (a faszért nem lehetett ezt így leírni abban a kurva jegyzetben...ezt a mondatot több, mint fél oldalban írta körül ez a #&@ könyv). Olyanok ezek, mint a sejtautomaták. Olyanok, mint apró, pici számítógépek, ám a mikrotubulusok és velük együtt a neuronok nem egyszerű kapcsolók, szemben a fentebb vázolt mesterséges ideghálózat elemeivel. minden egyes neuron rengeteg mikrotubulust tartalmaz, és minden egyes mikrotubulus bonyolult működésre képes. 

És itt jön az agyalás. Szerintem a kvantummechanika fontos e folyamatok megértésében. A mikrotubulusokkal kapcsolatos egyik, számomra nagyon izgalmas dolog éppen az, hogy csövek. Ezért kézenfekvő a lehetőség, hogy képesek lehetnek a belsejükben játszódó folyamatokat a környezet véletlenszerű tevékenységétől elkülöníteni. Könnyen előfordulhat, hogy ezekben a csövekben  valamilyen nagy léptékű, kvantumosan koherens tevékenység valósul meg, mint a szupravezetőkben (ezekről már írtam korábban). A folyamat részeként a csöveken belül valamiféle koherens kvantumoszcillációnak kell bekövetkeznie, mely az agy jelentős részére ki kell terjedjen. (azt hiszem, talán Herbert Fröhlich állt elő ilyen javaslattal, és ez akkoriban valamennyire hihetővé tette, hogy biológiai rendszerekben előfordulhat ilyen természetű viselkedés). Szóval úgy tűnik, hogy a mikrotubulusok jó eséllyel olyan szerkezetek, amelyekben a nagy léptékű kvantumosan koherens tevékenység megvalósulhat. Hogy mit értek ez alatt? Nos, egy korábbi bejegyzésemre hivatkoznék, ahol is arról volt szó, hogy a kvantumos jelenségek rendelkeznek bizonyos nem lokális hatásokkal is, amelyek azt mutatják, hogy egymástól távol eső hatások nem tekinthetők egymástól elkülönültnek (a két, ellentétes irányba száguldó foton esetén mutattam be a dolgot). tehát a lényeg, mint amolyan végkövetkeztetés: szerintem a tudatosság is globális jellegű. Ezért minden, a tudatosságért felelős fizikai folyamat alapvetően szintén globális jellegű kellene, hogy legyen. A kvantumos koherencia pedig kétségkívül megfelel ezeknek a feltételeknek.

És még egy érdekesség: Benjamin Libet és Hans Helmut Kornhuber elvégeztek egy sor kísérletet, amivel a tudatosság természetét vizsgálták. A kísérletekben részt vevő alany feladata az volt, hogy megnyomjon egy gombot egy teljesen az akarata szerinti időpontban. Az alany fejére elektródákat helyeztek, melyek az agy elektromos tevékenységét figyelték. A kísérletet sokszor elvégezték, az eredményeket pedig átlagolták. A következtetés: az agy elektromos tevékenysége már tisztán kivehető hozzávetőleg egy másodperccel azelőtt, amit a kísérletben részt vevő alany a döntés pillanatának vél. A szabad akaratban, úgy tűnik, van valamilyen, másodperc nagyságrendű időkésés.

Figyelemre méltóbbak a passzív kísérletek, melyek megvalósítása nehezebb. Ezek szerint körülbelül fél másodperces agytevékenység szükséges ahhoz, hogy valaki passzív tudomást vegyen valamiről. E kísérletek során a bőr ingerlésének tudatos érzékelését bizonyos módszerrel gátolni lehet, mégpedig hozzávetőlegesen fél másodperccel az ingerlés bekövetkezte után! Ha nem gátolják meg az ingerlés tudatosítását, a kísérlet alanyának meggyőződése, hogy az inger érzékelése az ingerléssel egy időben történt. Ennek ellenére az ingerlés  érzékelésének kialakulása fél másodperccel a bőr tényleges ingerlése után még megakadályozható. Igen rejtélyes tények ezek, főleg így együtt. Azt sugallják, hogy a tudatos akaratnak úgy tűnik, hozzávetőleg egy másodpercre, a tudatos érzékelésnek pedig fél másodpercre van szüksége.

Ha azt képzeljük, hogy a tudatosság olyan valami, ami csinál valamit, akkor majdnem egy paradoxonnal állunk szemben. Fél másodpercre van szükségünk ahhoz, hogy valamilyen esemény tudatossá váljon. Ekkor megpróbáljuk működésbe hozni a tudatosságunkat, hogy csináljon valamit. Újabb másodpercnek kell eltelnie, míg a szabad akarat megteszi ezt a valamit, azaz összesen mintegy másfél másodpercre van szükségünk, hogy a válasz megszülessen. Bármi, ami tudatos válaszcselekvést kíván, másfél másodperces késéssel jár. Ezt nagyon nehéz elhinni, de attól még tény (hangsúlyozom, most nem az automatikus válaszreakciókról van szó, mint amikor fájdalom hatására elkapjuk a kezünket). Milyen különös egy szerkezet is az agyunk... Mivel azonban nem vagyok sem fizikus, sem pedig biológia-professzor, ezért lehet, hogy a fenti gondolatmenetbe hiba csúszott, ezért szívesen veszem, ha leírjátok a saját meglátásaitokat is :)