Teadvus on ajus

Koostasin skeptik.ee jaoks alljärgneva teksti. Kuulan hea meelega ka teie kommentaare, mõtteid ja küsimusi.

Tänapäeva teaduse üks suurimaid küsimusi on “mis on teadvus?”. See, et tegu on küsimusega, on esialgu ehk üllatav — me kõik ju teame, mis teadvus on? Teadvus on meie kõigi igapäevaelu lahutamatu osa: me kogeme maailma ja iseennast teadvuslikult. Sellest hoolimata on teadlased kimbatuses, kui nad üritavad aru saada, mis on teadvuse bioloogiline alus. Näitlikumalt sõnastades — kuidas on võimalik, et ajus toimuvad mingid füüsikalised-keemilised protsessid ja nendega kaasneb teadvuslik kogemus sidrunijäätise magusast ja pisut hapust maitsest?

Probleemi teaduslikust olulisusest annab märku see, et teadusajakirja Science 125. aastapäeval valiti välja kõige tähtsamad seni lahendamata teaduslikud küsimused ja küsimus teadvuse kohta oli teine küsimus, mida seal kirjeldati (esimene oli „what is the Universe made of?“). Lisaks on teadvuse probleemi kesksust tänapäeva teaduse jaoks toonitanud mitmed Nobeli auhinna saajad, kellest nii mõnigi on ka ise teadvuse probleemi aktiivselt uurinud (nt Francis Crick, Gerald Edelman, John Eccles, Roger Sperry).

Teadvus ja aju

Hoolimata sellest, et on tunnustatud teadvuse probleemi olulisust ja teaduslikkust, on teadvuse küsimust ümbritsemas ka palju mitteteaduslikku. Arvatavasti tuleneb see teadvuse müstilisusest — kuidas on võimalik, et ajus toimuvad neurobioloogilised protsessid on seotud teadvusega? Ehk tundub, et sõna „müstiline“ on liigne, kuid peab mainima, et hoolimata sellest, et probleemiga on jännanud ka teadusmaailma suurimad geeniused (nagu Francis Crick), pole meil tegelikult endiselt vähimatki aimu, kuidas midagi kogemuslik-kvalitatiivset saab tekkida aju füüsikalis-keemilistest protsessidest! Seetõttu ehk ongi osati mõistetav, et leidub inimesi, kes on kindlal veendumusel, et teadvus ei saa olla ajuga seotud ja ei saagi tekkida ajuprotsessidest — see, et teadvus kaasneb aju tööga, tundub neile lihtsalt võimatu.

Vaatamata sellele, et olen ise teadvuse probleemiga teaduslikult tegelenud rohkem kui neli ja pool aastat, on minu jaoks nende inimeste kahtlus mõistetav — kui põletan kogemata oma kätt kuuma veega, siis ma saan küll meditsiiniõpikust täpselt järgi vaadata, kuidas informatsioon põletuse kohta käest ajju levib ja mis ajus selle tagajärjel toimub, kuid ma ikkagi ei tea, miks ma seda põletavat valutunnet teadvuslikult kogen. Miks mingi ajuaktiivsusega kaasneb põletustunne? Nagu juba mainitud — hetkel ei suuda mitte keegi maailmas sellele küsimusele teaduslikku vastust anda. Osati seetõttu ongi ehk lihtsam arvata, et teadvus polegi ajuga seotud.

Olgu tõe huvides ka kirjas, et üks tänapäeva teadusliku mõtlemise alusepanijatest — Rene Descartes — ja üks teadvuseteaduse isadest, Nobeli meditsiinipreemia laureaat Sir John Eccles, olid mõlemad arvamusel, et teadvus on midagi ajust sõltumatut ja kontrollib aju. Seega ei ole teadusliku mõtteviisi järgimine iseenesest mitte sugugi alati viinud järelduseni, et teadvus peaks olema seotud ajuga sel viisil, et ta ajust tuleneb ja sõltub. Siiski otsivad tänapäeva teadvuseteadlased teadvuse probleemi lahendust just ajuteaduse abiga. Miks?

Järgnevalt kirjeldan vaid kõige mõjuvamat põhjust, miks on teaduslikult põhjendatud seisukoht, et teadvus tekib aju töö tulemusena: muutes väga piiritletud piirkondade tööd ajus, saame süstemaatiliselt muuta teadvuse erinevaid sisusid ja aspekte. Loogika seisneb selles, et kui see, mida me teadvustatult kogeme, on mõjutatud ajus toimuvast ja see tõsiasi kehtib erinevate piirkondade puhul ja on spetsiifiline (mõjutades piirkonda A muutub teadvuse aspekt A*, mõjutades B’d muutub B* jne), siis on mõistlik järeldada, et teadvustatud kogemus tekib ajus.

Tõendusmaterjal
(suvaliselt valitud näited; enamus käib nägemismeele ja teadvustatud nägemise kohta, kuna nägemine on lihtsalt kõige enam uuritud tajumodaalsus)

1. kui kahjustatud on esimene piirkond ajukoores, mis töötleb nägemismeele kaudu tulevat informatsiooni, siis kaob teadvustatud nägemine. See efekt on spetsiifiline: kui see piirkond on kahjustatud ainult ühes ajupoolkeras, siis on teadvusest kadunud ainult üks nägemisvälja pool; kui kahjustatud on ainult teatud osa ühest ajupoolkera vastavast piirkonnast, siis on teadvusest puudu ainult sellele ajupiirkonnale vastav nägemisvälja osa.

2. Ajukahjustused võivad mõjutada ainult teatud kindlaid teadvustatud nägemise aspekte: Näiteks väga kindlapiirilise piirkonna kahjustuse tagajärjel ei näe inimene enam teadvustatult värve, kusjuures kui kahjustatud on vastav ajukeskus ainult ühes ajupoolkeras, siis piirdub efekt ka ainult ühe nägemisvälja poolega — inimene näeb näiteks vasakul pool kõike hallitoonides, paremal aga värviliselt. Ühe teise piirkonna kahjustus viib aga liikumise mittenägemiseni — tee tassi valamine muutub keeruliseks, sest ühel hetkel on tass tühi, järgmisel juba täis. Patsient näeb küll teadvustatult tassi ja muud ümbritsevat, kuid ei teadvusta liikumist. Võib aga ka olla, et jällegi teiste kõrgemate visuaalsete piirkondade kahjustuse tagajärjel ei näe patsient enam tassi, kuigi näeb, et midagi nagu liiguks. Üsnagi tuntud sündroom on prosopagnoosia, mille teatud vormi korral inimesed ei teadvusta nägusid ja ei suuda teadvustatult nägusid üksteisest eristada. Niisiis kaasnevad väga kindlapiiriliste ajukahjustustega süstemaatiliselt puudujäägid objektide ja nende omaduste teadvustamises.

3. Kas saame vastavaid süstemaatilisi seoseid ajupiirkondade ja teadvusliku kogemuse vahel korrata ka tavalises terves inimeses? Jah, saame! Esiteks on saadud väga palju tõendusmaterjali ajukuvamismeetodite abil, kus on võimalik näidata, et kindlapiirilise ajupiirkonna aktiivsus on seoses kindla teadvuse aspektiga, kuid kuna tegemist on vaid korrelatsiooniga (millele võiks ette heita, et enne tekib teadvus ja pärast tekib ajuaktiivsus), siis ma nendel töödel pikemalt ei peatu. Nimelt on teiseks tänapäeval võimalik valikuliselt mõjutada ka hea tervise juures olevate katseisikute ajupiirkondi, tekitades niiöelda „virtuaalsed ajukahjustused“. Selleks kasutatakse transkraniaalset magnetstimulatsiooni (TMS), mille abil on võimalik üsnagi kindlapiiriliselt mõjutada teatud ajupiirkondade tööd. Selle meetodi abil ongi korratud tulemusi, mida mainisin punktides 1 ja 2: näiteks suunates TMSi ajukoore esimesse nägemispiirkonda, võib katseisikul valikuliselt teadvusest kaotada osa nägemisväljast. Lisaks võib visuaalseid keskuseid TMSi abil stimuleerides tekitada katseisiku teadvusesse fosfeene — sähvatusi, mille täpne asukoht sõltub süstemaatiliselt sellest, millisesse ajupiirkonda TMS anti. Lisaks võib iga katseisiku puhul tekitada liikuvaid fosfeene, kui eksperimentaator stimuleerib piirkonda, mis on seotud liikumisinformatsiooni töötlemisega. Tegu on selle sama piirkonnaga, mille kahjustamine viib liikumise mitteteadvustamisele — järelikult on seda väga kindlapiirilist ajustruktuuri mõjutades võimalik liikumisinfo kas teadvusest kaotada või sinna tekitada.

4. Lõpetan, tuues tõendusmaterjali ühest hoopis teistsugusest teadvustamisest — tahte teadvustamisest. Kas see, kui ma näiteks tahtlikult oma kätt liigutan ja seda tahet teadvustan, on seotud mu ajuga? Tõepoolest, hiljuti publitseeritud töös näitasid prantsuse teadlased, et kui elektriliselt stimuleerida teatud piirkonda kiirusagaras, siis väitsid patsiendid, et nad teadvustasid tahet liigutada mõnda oma kehaosa. Taaskord oli stimulatsiooni kindel piirkond seotud spetsiifiliste efektidega teadvuses: üht piirkonda stimuleerides tunti tahet liigutada jalga, natuke eemalt stimuleerides teadvustus tahe liigutada kätt. Seega — ka teadvustatud tahe tekib ajus. See väide on kindlasti nii intrigeeriv, et sellest tuleb pikemalt kirjutada mõni teine kord.

Kokkuvõtteks

Muutes ajus midagi väga kindlapiirilist, saame manipuleerida seda, mis on teadvuses. See pole nii mitte ainult ühes ajupiirkonnas, vaid kehtib mitmel pool. See efekt on ülispetsiifiline — olenevalt mõjutatava piirkonna täpsest asukohast ajus võib olla mõjutatud vaid teadvustatud kogemus liikumisest, värvidest, nägudest, tahtest jne. Seega on mõistlik ja loogiline järeldada, et teadvus tekib ajus. (Täpsuse ja täielikkuse huvides tuleb öelda, et üldspetsiifilised efektid, mis näitavad aju vajalikkust teadvuseseisundi üldisel reguleerimisel, on muidugi samuti olemas: nt kindla koosseisuga anesteetilised ained pärsivad vaheaju struktuuride talitlust ning selle tagajärjel teadvusseisund kui selline taandub hoopis.)

Küsimus teadvuse olemusest pole mitte ainult keeruline teaduslik probleem, vaid on keskne meie kõigi jaoks: meie igapäevane elu ja olemine oleksid teadvuseta võimatud. Seetõttu on huvitav ja tähtis üritada mõista, mis on teadvus ja kuidas ta on seotud ajus toimuvaga. Seni on teadvuse probleem hoolimata kõigist katsetest püsinud kõva pähklina — siiani pole selge, millised on neurobioloogilised protsessid, mis on piisavad ja tarvilikud, et tekiks teadvustatud kujutis skeptikute kodulehest. Õnneks tegeleb üha enam teadlasi selle küsimusega ja seega on lootust, et peagi astub kuskilt välja teadvuseteaduse Francis Crick, kes näitab, mis on teadvuse mõistatuse juures see topeltheeliks. Lahendus on arvatavasti esialgu üllatav, kuid pikapeale kõigile ilmselge. Teaduslik on ta igal juhul.