Kullervo Rainio         (Esitelm Luonnonfilosofian seurassa 1.10.1998)

 

MITEN TIETOISUUS SÄÄTELEE AIVOJAAN

- ECCLESIN MUKAAN

 

1. Psykofyysinen probleema

Niin kauan kuin ihminen on filosofoinut, hän on törmännyt ongelmaan, jolle sittemmin on annettu nimi: psykofyysinen probleema. Hänen ulkopuolellaan - nähtävissä, kuultavissa, kosketeltavissa, haistettavissa - on esinemaailma, jonka hän uskoo todellisuudeksi, mutta hänellä on myös sisäinen maailma - mielikuvien, sisäisen puheen, muistisisältöjen, unikuvien ja elämysten maailma, jonka täytyy senkin olla todellinen. Mutta ne ovat niin erilaisia, että herää epäilys, onko toinen niistä harhaa, ja jos, niin kumpi - vaiko kenties molemmat.

Platonille esinemaailma oli harhaa siinä mielessä kuin luolan varjot ovat harhaa niiden alkulähteisiin nähden ja totta vain ne ideat, joita esinemaailma vajanaisesti heijastelee. Descartes nimesi kaksi substanssia, res cogitans, ajattelun, hengen maailma, ja res extensa, mitattava, havaittava esinemaailma, yrittipä hän selittää niiden välistä interaktiotakin. Tätä ns. dualistista käsitystä pidetään meidän päivinämme täysin epätyydyttävänä, ja jonkin esitystavan osoittamisen dualistiseksi katsotaan yleensä riittävän sen epäkelpoisuuden toteamiseen. Tämän huomaamiseksi tarvitsee vain tutustua meillä Psykologia-lehdessä muutaman kuukauden aikana käytyyn polemiikkiin Rauhalan, Saariluoman, Ollinheimon ym. välillä.

On luonnollista, että ihminen pyrkii yhtenäiseen todellisuudenkuvaan. Ymmärrettävää on silloin, että varmana todellisuutena pidetään ns. naiivin realismin tapaan välittömästi havaittavaa materian maailmaa, josta vähimmällä vaivalla löydetään intersubjektiivisesti hyväksyttävää. Kun emme kuitenkaan voi kieltää tietoisuuden olemassaoloa, koska myös sen koemme välittömästi "sisäisenä maailmanamme", monet kuvittelevat, että yhtenäisyyden tavoittamiseksi meidän on yritettävä kaikin mokomin johtaa se aineen ominaisuuksista.

Kun fysiikka, aineen ja energian tutkimus, ja aivojen tutkimus fysiikan pohjalta, materiana, on osoittanut valtavaa edistystä, ei ole ihmeteltävää sen mukanaan tuoma hybris - usko siihen, että kaikki on selitettävissä aineen ominaisuuksien pohjalta, kun vain tutkimus etenee riittävästi. - Eräässä käymässäni keskustelussa muuan viestinnän professori ilmoitti vankkana uskonaan, että tietokoneohjelmilla voidaan tuottaa tajuntaa (siis aitoja tunteita, merkitystentajua jne.), kunhan vain laitteitten kapasiteetti vielä kasvaa moninkertaiseksi nykyisestä!

Juuri väittely ns. keinoälyn (artificial intelligence) mahdollisuuksista jakaa ajattelijat kahteen suuntaukseen: niihin, jotka uskovat keinotajunnan luomisen mahdollisuuteen, ja niihin, jotka katsovat, että tajunta on sittenkin "non-computational", ei laskettavissa oleva tämän sanan laajassa mielessä, siis myös ei-ohjelmoitavissa oleva. Jälkimmäisiin kuuluu mm. huomattava matemaatikko Roger Penrose ja kohta esiteltävä aivofysiologi Sir John Eccles - mutta vaikuttaa siltä kuin he kävisivät vähemmistönä taistelua enemmistöä vastaan.

Mitään pienintäkään näyttöä keinotajunnan tuottamisesta materialistisella keinoälyväellä ei ole, mutta he eksponoivat rohkeasti laitteiden ja ohjelmien hurjasta kehityksestä tulevaisuuteen:

"Kaukana ei ole se päivä, jolloin..." Eccles kutsuu siksi heitä "sitoumus-materialisteiksi" (promissory materialism) - tarkoittaen nähdäkseni sitä, että voisi puhua jonkinlaisista tieteellisistä vaalilupauksista.

Materialismin hienostunut muoto kognitiivisen psykologian piirissä, ns. emergentti materialismi, vetoaa siihen, että systeemillä voi olla ominaisuuksia, joita ei voida johtaa systeemin osien ominaisuuksista, ns. emergenttejä ominaisuuksia. Kun nyt aivosysteemi on äärimmäisen kompleksinen, uskotaan, että tuollaisissa hyvin kompleksisissa laajoissa rakenteissa voi piillä kokonaisuuden erikoisominaisuuksia, joita voi kutsua tajunnaksi.

- - -

Kalervo Laurikainen muisti toistaa Wolfgang Paulin kantaa, että psykofyysinen probleema on kaikista probleemoista syvin ja että sen ratkaisemattomuus on länsimaisen ihmisen ajattelun "sumutäplä".

Ei siis ole vallan vähän väitetty, jos väitetään jonkun tiedemiehen ratkaisseen psykofyysisen probleeman - vaikkapa vain teoreettisessa mielessä, mutta vakuuttavasti. Väitän, että neurofysiologi Sir John Eccles on tämän tehnyt - ja ihmisajatus hypännyt näin valtavan askeleen eteenpäin. Jos Ecclesin ajatukset yleisesti omaksutaan, siirrymme aivan uuteen kulttuuriin.

Eräänlaisesta yhteenvedosta käy kuvan 1 esittämä kaavio erilaisista aivot-tietoisuus -teorioista.

2. Sir John Eccles

Sir John Carew Eccles syntyi Australiassa v. 1906 ja toimi aluksi fysiologian professorina The Australian National Universityssa Canberrassa. Hän julkaisi jo 1930-luvulla synapsien toimintaa koskevia artikkeleita ja 1950-luvulla huomattavat teokset "The Neurophysiological Basis of Mind: The Principles of Neurophysiology" (Oxford, 1953) ja "The Physiology of Nerve Cells" (Baltimore, 1957). Näistä perustavanlaatuisista, hermoimpulssien ylikulkua synapsissa koskevista töistään hän sai yhdessä A. Hodgkinin ja A. Huxleyn kanssa fysiologian ja lääketieteen Nobelin palkinnon vuonna 1963. - Mainittakoon seurapiirejä kiinostavana asiana, että Eccles aateloitiin v. 1958 - siis ennen Nobel-palkintoa.

Mutta ei tämä vielä mitään. Vuosikymmeniksi tämä nobelisti keskittyi psykofyysiseen eli mind-brain -probleemaan, tietoisuuden ja aivojen välisen vuorovaikutuksen vaikeaan kysymykseen. Tärkeimmät teokset tästä teemasta ovat Ecclesin yhdessä Popperin kanssa kirjoittama "The Self and Its Brain" v:lta 1977 ja v. 1989 Ecclesin julkaisema "Evolution of the Brain: Creation of the Self", mutta kaikkein tähdellisin hänen viimeinen julkaisunsa "How the Self Controls Its Brain" v:lta 1994. Jo teosten nimet ovat poleemisia ja varsinkin materialismiin sitoutuneita tutkijoita ärsyttäviä, mutta poleemisuus on Ecclesin aivan ilmeinen tarkoituskin.

Eccles tuli v. 1966 Yhdysvaltoihin American Medical Associationin biolääketieteellisen tutkimuksen instituutin johtajaksi ja siirtyi sieltä kaksi vuotta myöhemmin johtamaan Center for the Study of Neurobiology -nimistä laitosta New Yorkin valtionyliopistossa Buffalossa. Siellä hän v. 1975 sai 69-vuotiaana "distinguished professor" -aseman ja siirtyi eläkkeelle, emeritusprofessoriksi. Vasta tämän jälkeen hän julkaisi kaikkein tärkeimmät teoksensa, mm. yhdessä ystävänsä Popperin kanssa jo mainitun kirjan v. 1977. Pääteoksen, jota tässä käsitellään, tullessa julkisuuteen 1994 hän oli 88-vuotias.

Sir John Eccles kuoli 91 vuoden ikäisenä toukokuun 2. päivänä vuonna 1997.

Kuva 1. Popperin 3 maailmaa ja aivot-tietoisuus -teoriat

Maailma 1 Maailma 2 Maailma 3

Fysikaaliset objektit Tajunnan tilat Tietämys

ja tilat objektiivisessa

mielessä

Aine, energia, aivot Subjektiivinen Koodattu

jne. tieto kulttuuriperintö

Ajatukset, tunteet,

muistikuvat, unet jne.

 

Aivot-tietoisuus -teoriat:

Maailma 1 = kaikki materiaalinen, fyysinen, mukaanlukien aivot

Maailma 2 = kaikki subjektiiviset eli mentaaliset kokemukset

Maailma 1F = materiaalinen maailma ilman mentaalisia (henkisiä) tiloja

Maailma 1M = se pieni fraktio materiaalista maailmaa, jossa mentaalisilla tiloilla

on osuutensa

Radikaali materialismi: Maailma 1 = Maailma 1F; Maailma 1M=0, Maailma 2 = 0

Panpsykismi: Kaikki on Maailmat 1 ja 2; ne eivät esiinny irrallaan

Epifenomenalismi: Maailma 1 = Maailma 1F + Maailma 1M

Maailma 1M tuottaa Maailman 2

Identiteettiteoria: Maailma 1 = Maailma 1F + Maailma 1M

Maailma 1M = Maailma 2; (identiteetti)

Dualistinen interaktionismi: Maailma 1 = M1F + M1M

Maailma 1M vuorovaikutussuhteessa Maailmaan 2;

vuorovaikutus tapahtuu "liittymäaivoissa" (liaison brain),

LB; LB = Maailma 1M

(Ecclesin oma kanta)

Dualistisessa interaktionismissa on oleellista, että tietoisuus ja aivot ovat itsenäisiä kokonaisuuksia, aivot sijaiten Maailmassa 1 ja tietoisuus Maailmassa 2. Interaktio tapahtuu kvanttifysikaalisesti.

______________________________________________________________________

 

3. Lyhyesti aivojen rakenteesta ja aivosoluista

Koska esityksen painopiste on psykofyysisen probleeman ratkaisun kannalta oikeastaan eräässä aivofysiologisessa detaljissa - mutta äärimmäisen tärkeässä - aivojen rakenne ja toiminta voidaan sivuuttaa vain mainitsemalla eräitä piirteitä.

Kuva 2 palauttaa mieleen isot aivot kokonaisuutena, tarkemmin sanoen kaavion vasemmasta isojen aivojen puoliskosta. Se käsittää hermosoluja eli neuroneja yli 1011 eli yli sata miljardia.

Kun pienessä aivokopassa on yli sata miljardia neuronia ja niillä runsaasti haarakkeita eli dendriittejä (+ aksoneja), ne muodostavat melkoisen ryteikön.

Neuronien toiminnasta mainittakoon, että haarakkeet kiidättävät solusta toiseen hermoimpulsseja, jotka ovat luonteeltaan sähkökemiallisia muutoksia. Mitä intensiivisempää hermostollinen toiminta on, sitä suurempi on haarakkeessa kulkevien impulssien frekvenssi aikayksikköä kohti. Itse impulssit eivät siis ole "suurempia tai pienempiä". Voidaan siis sanoa, että hermoston toiminta on kvantittunut impulssiyksiköiksi (joskaan tällä ei ole mitään tekemistä kvanttifysiikan kvanttien kanssa). Siten esimerkiksi näköhavainnon yhteydessä silmän tappi- ja sauvasolujen ärsytykset kulkevat nimenomaan impulssijonoina aivojen "tietojenkäsittelyyn".

Siirtyessään hermosolusta toiseen impulssit kulkevat läpi ns. synapsin. Ylittäessään synapsin impulssi joko tuottaa impulssin toisessa solussa (eksitoi) tai estää (inhibitoi) impulssinkulun siinä.

Kuvassa 3 on esitetty piirros hermosolusta ja kuvassa 4 erityisesti solun pinnalla sijaitsevista toisen solun haarakkeista, jotka päättyvät kukin synapseihin. Yksi tällainen synapsi on lisäksi esitetty suurennettuna kuvassa 5. Erityisesti on huomattava synapsin "napin" (bouton) ja toisen solun pinnan väliin jäävä erittäin kapea rako eli väli (synaptic cleft). Mittasuhteet näkyvät kuvasta. Synapsiväli on suuruudeltaan noin 200 Å ( = 0.00002 mm).

Synapseja on jokseenkin runsaasti: Ecclesin ilmoituksen mukaan esimerkiksi pyramidisolun ääreisdendriitissä (apical dendrite) on tuhansia synapseja, joista pienenpieni osa on kaaviollisesti esitetty kuvassa 6. Kun aivosoluja on yli 1011 ja jokaisessa 1000 - 5000 synaptista yhteyttä, aivoissa on siis verkottuneena enemmän kuin 1014 synapsia - 100 biljoonasta 500 biljoonaan.

Jonkinlaista järjestystä hermosolujen ryteikköön tuovat hermokimput eli dendronit, joista kaavakuva on esitetty kuvassa 7. Yhdessä dendronissa on tavallisesti 70 - 100 dendriittiä. Näiden välillä on runsaasti synapseja, Ecclesin laskelmien mukaan yli 100.000 yhdessä dendronissa, mutta varsin vähän dendronien välillä. Siten dendroni toimii eräänä osakokonaisuutena hermoverkossa. Tähän palataan tuonnempana.

Tässä valtavassa dendriittien muodostamassa verkossa, ryteikössä, kulkee siis jatkuvasti luonteeltaan sähkökemiallisten hermoimpulssien jonoja, joiden kulkua säätelevät aistielimistä - myös kehon sisäisistä - tulevat ärsykkeet ja hermoyhteyksien rakenne, mutta ennenkaikkea synapsien ominaisuudet. Viimeksimainittuun on aihetta paneutua yksityiskohtaisemmin, koska juuri siellä piilee psykofyysisen probleeman ratkaisu, tietoisuuden ja aivojen interaktion salaisuus - Ecclesin mukaan.

 

4. Synapsi ja eksosytoosi (exocytosis)

Kuvassa 8 on esitetty kaaviopiirroksena synaptinen liittymä. Siinä yhden neuronin aksoni kohtaa toisen neuronin dendriitin. Aksonin päätehaarat päättyvät kukin laajentumaan, "nappiin" (Eccles käyttää nimitystä "bouton"). Tämän ja dendriitin pullistuman väliin jää synapsiväli tai -rako, cleft, joka erottaa ne toisistaan. Impulssit tulevat aksonia pitkin "nappiin", presynaptiseen osaan, ja - jos ylittävät raon - tuottavat impulssin postsynaptisessa osassa. (Vaikutus voi olla dendriitissä impulssikulkua ehkäiseväkin, inhibitoiva, mutta se ei kuulu varsinaisesti tarkastelumme piiriin.)

Synapsin ylimeno ei tapahdu niin, että itse impulssi, sähkökemiallinen "häiriö", jatkaisi matkaansa synapsiraon yli, vaan asia on paljon mutkikkaampi. Ylimenoon vaikuttavat oleellisesti ns. vesikkelit (vesicles), pienenpienet "säiliöt" tai "pussit" tai "paketit", jotka sisältävät erityistä välittäjä- eli transmitteriainetta.

Vaikutus postsynaptiseen osaan tapahtuu siten, että yksi - ja vain yksi - vesikkeli ylittää synapsiraon, purkaa transmitteriaine-molekyylit postsynaptiseen osaan ja aiheut-

taa siinä kemiallisen muutoksen. Tätä tapahtumaa nimitetään eksosytoosiksi (exocytosis).

Eksosytoosissa, impulssin tullessa "nappiin", enintään yksi ja vain yksi vesikkeli voi erityisen laukaisumekanismin vaikutuksesta lävistää hilan ja ylittää synapsiraon. Voi olla, että yksikään ei ylitä. Ecclesin mukaan laukaisumekanismi (trigger) toimii puhtaasti todennäköisyysperiaatteella. Erityisen tärkeä seikka on - kuten tullaan näkemään -, että tuo ylitystodennäköisyys (yhtä impulssia kohti) on aivokuoren soluissa suhteellisen matala (0.3 - 0.4).

5. "Hiljaisen ajattelun" tutkimus

Helposti syntyy materialistiselta pohjalta sellainen kuva aivojen toiminnasta, että se on vain aistimista tulevien ärsytysten tuottamien impulssijonojen sisältämän informaation muuntumista hermoston valtavassa verkossa. - Aivojen rakenne siis määräisi, millaisia muodosteita näistä jonoista syntyy - ja komplisoiduimmat niistä olisivat sitten "ajatuksia". Tällainen on suunnilleen reduktiivisen materialismin kanta.

On kuitenkin olemassa aivotutkimusta, joka vakuuttavasti osoittaa, että informaatiota kehkeytyy aivoihin muullakin tavalla kuin aistien kautta.

Tarkastellaan aluksi kuvan 9 avulla Ecclesin esittämää suhteellisen yksinkertaista selostusta tavallisesta motorisesta toiminnasta aivoista tutkittuna.

Kuvassa on muun - tässä asiaankuulumattoman - ohessa esitetty primaari motorinen cortex, M1, ja sen vierellä otsalohkoon päin mentäessä premotorinen cortex, PM, sekä sitä lähellä täydentävä (supplementary) motorinen alue, SMA.

Alueellisen aivoverenkierron (regional cerebral blood flow, rCBF) mittaamisen avulla voidaan selvittää, mitkä aivoalueet ovat toiminnassa, esimerkiksi tuottamassa jotakin liikettä, vaikkapa etusormen koukistamista. Tämä mittaus itse asiassa välillisesti ilmaisee, missä määrin hermoimpulssien määrä on lisääntynyt asianomaisilla aivojen alueilla, siis myös sitä, missä määrin näillä alueilla impulsseja kulkee synapsien kautta, yli synapsirakojen.

Mittaus osoittaa, että pyydettäessä koehenkilöä koukistamaan yhtä sormeaan, rCBF-arvot nousevat kaikilla edellä luetelluilla alueilla, lyhyesti sanoen: ne aktivoituvat.

Mutta nyt tullaan keskeiseen asiaan: Mitä tapahtuu, jos koehenkilöä pyydetään vain ajattelemaan sormen koukistamista? - Silloin aktivoituu alue SMA, mutta eivät varsinaiset motoriset alueet M1 ja PM.

Eccles antaa suuren arvon niille tutkimuksille, joita eräät ruotsalaiset aivotutkijat Lundissa (mm. Roland ja Friberg) tekivät 1980-luvulla. He tutkivat tarkkaavuutta ja ns. "hiljaista ajattelua" (silent thinking) mainitulla rCBF-menetelmällä.

Kuvassa 10 on esitetty tarkkaavuuden (somatosensory attention) tutkimuksen tulos. Koehenkilöä pyydettiin tarkkaamaan, milloin hänen sormeaan kosketetaan. Itse asiassa sormea ei kosketettu lainkaan, mutta aivoissa syntyi aktiivisuutta "sormenkosketus-alueella" (finger touch area). "Tämän lisäyksen on aiheuttanut mentaalinen tarkkaavaisuus (mental attention), koska rekisteröinnin aikana ei mitään kosketusta tapahtunut", kirjoittaa Eccles. Hän esittää tämän esimerkin myönteisenä vastauksena kysymykseen, "voivatko mentaaliset tapahtumat aiheuttaa neuraalisia tapahtumia".

Lisää esimerkkejä on löydettävissä mainittujen Rolandin ja Fribergin "hiljaisen ajattelun" tutkimuksista. Ingvar on ottanut käyttöön termin "pure ideation", jonka hän määrittelee kognitiivisiksi tapahtumiksi, joilla ei ole yhteyttä sen enempää sensoriseen stimulointiin kuin motorisiin suorituksiinkaan. Kuvassa 11 esitetään vasemman ja oikean aivopuoliskon aktivoituminen yksinkertaista laskutoimitusta "päässä" tehtäessä. Koehenkilön piti vähentää 50:stä 3, siitä edelleen 3 jne. Kuvassa 12 on kuvattu hiljaisen

ajattelun tuottama aktivoituminen, kun mentaalisena tilana on kävelyreitin (route) ajatteleminen.

Näitä kokeellisen aivotutkimuksen tuloksia on Ecclesin mukaan tulkittava niin, että mentaaliset tilat vaikuttavat aivoihin ilman aistiärsytysten tuottamaa hermoimpulssien lisäystä. Miten tämä on ymmärrettävissä ja kuinka tämä tapahtuu? Siihen Eccles vastaa nerokkaalla tavalla.

6. Ecclesin ja F. Beckin tietoisuuden ja aivojen interaktion teoria

Ecclesin perusoivallus on, että mentaaliset tilat vaikuttavat synapseissa vesikkelien ylimenojen todennäköisyyksiin. Tähän oivallukseen vaikutti suuresti se, mitä H. Margenau kirjoitti v. 1984 teoksessaan "The Miracle of Existence":

"Tietoisuutta (the mind) voidaan pitää kenttänä tämän sanan hyväksytyssä fysikaalisessa merkityksessä. Mutta se on ei-aineellinen kenttä; sen lähin analogia on ehkä todennäköisyyskenttä. Sitä ei voida verrata yksinkertaisiin ei-aineellisiin kenttiin, jotka vaativat aineen läsnäoloa (hydrodynaaminen virtaus tai akustiikka)... Sillä ei myöskään

ole välttämättä määrättyä sijaintia avaruudessa. Ja siinä määrin kuin nykyisin on evidenssiä se ei ole energiakenttä missään fysikaalisessa mielessä, sen ei myöskään tarvitse täyttää vaatimusta että se sisältäisi energiaa tuottaakseen kaikki tunnetut ilmiöt, joissa tietoisuus on interaktiossa aivojen kanssa."

Eccles rohkaistui ajattelemaan, että synapsien ylitystodennäköisyyksiin voi jokin tekijä vaikuttaa ja että vaikuttavan tekijän ei tällöin tarvitse olla aineellinen eikä energeettinen.

Ratkaiseva läpimurto tapahtui, kun Eccles syyskuussa 1991 luennoi kaksiviikkoisella Studienstiftung des deutschen Volkes -nimisen säätiön Völsissä Dolomiiteilla järjestämällä kesäyliopistokurssilla ja tapasi siellä Darmstadtin teknisen yliopiston teoreettisen ydinfysiikan osaston johtajan Friedrich Beckin. Beck oivalsi välittömästi, että avainongelma oli laskea kvanttifysiikan avulla eksosytoosin todennäköisyyden suuruusluokka. Jos mentaalinen vaikutus voisi hetkellisesti kasvattaa tätä todennäköisyyttä, silloin tietoisuus voisi siis vaikuttaa aivoihin, ilman että rikottaisiin fysiikan säilymislakeja (conservation laws).

Beck osoitti laskelmillaan - joiden esittelyyn kykyni eivät riitä - että eksosytoosin laukaisija (trigger) on tarvittavan energian puolesta sellaista suuruusluokkaa, että periaatteessa yksikin kvantti voi toimia laukaisijana - mikäli olen asian ymmärtänyt.

Eccles ja Beck saattoivat nyt asettaa hypoteesin: Minän tietoisuusaikomus (mental intention of the self) tulee neuraalisesti efektiiviseksi kohottamalla hetkellisesti eksosytoosin todennäköisyyttä koko dendronissa ja tällä tavalla kykenee saamaan suuren joukon todennäköisyysamplitudeja tuottamaan yhtenäisen (coherent) toiminnan. (S. 146)

Eccles jatkaa: "Hypoteesimme tarjoaa luonnollisen selityksen tahdonalaisille (voluntary) liikkeille, joita tietoisuuden intentiot aiheuttavat - ilman että hypoteesi rikkoo fysiikan säilymislakeja. Kokeellisesti on osoitettu, että intentiot ja tarkkaavuus (attention) aktivoivat aivokuorta tietyillä hyvin määritellyillä alueilla ennen liikettä. ... On huomattava, että pitkäaikaisen oppimisen avulla minä voi suunnata intention toteuttaa tietty liike määrättyihin dendroneihin, jotka pystyvät tuottamaan vaadittavan toiminnan." Toisin sanoen impulssimäärä kasvaa suuresti dendronissa, kun sen kaikissa synapseissa ylitystodennäköisyys kasvaa samanaikaisesti. (Ilmeisesti myös impulssien monistuminen neuronien haarakkeissa vaikuttaa samaan suuntaan - vaikka tästä Eccles ei erikseen mainitse.)

Eccles ottaa käyttöön erityisen psykoni (psychon) -käsitteen tarkoittamaan sitä todennäköisyyskenttää, joka vaikuttaa nimenomaan yhteen dendroniin tuottaen siinä edellä kuvatun muutoksen kaikissa synapseissa (kuva 7).

Eccles oli erikoistunut motoriikan hermofysiologiaan ja puhui ilmeisesti sen tähden havainnoista varsin vähän. Hän kuitenkin huomauttaa siitä, että havainnot ovat nimenomaan aktiivisen toiminnan aikaansaannosta, joten havainnoissakin lähtökohta on mentaalisissa tiloissa: Mentaalinen tila tuottaa mallin, joka ikäänkuin "sovitetaan" aistielimistä tulleiden hermoimpulssien luoman tilan "tunnistamiseen". Jos malli "sopii" viimemainittuun, tietoisuudessa koetaan mallin mukainen havainto - ja mallin mukaiset merkitykset. Lienee tarpeetonta huomauttaa siitä, että havaintoihin liittämämme merkitykset eivät ole siinä impulssijonossa, neuraalisessa informaatiossa, joka tulvii aivoihimme aistiärsykkeistä vaan siinä mentaalisessa tilassa, jonka onnistumme sovittamaan tuota informaatiota yhteen kokoavaksi malliksi. Merkitykset ovat puhtaasti mentaalisia - eivät mitään aivoimpulssien monimutkaisten rakenteiden "emergenttejä ominaisuuksia".

Olisi virheellistä kuvitella tietoisuus-aivot -interaktio sillä tavalla kaksisuuntaiseksi, että havaintojen tuottamat impulssit jotenkin vaikuttaisivat synapsien eksosytoosien todennäköisyyksiin ja siten mentaalisin tiloihin. Ei. Tämän suuntaista vaikutusta ei voi esiintyä vaan vaikuttajana on aina mentaalinen tila - myös havaitsemisessa.

 

7. Ecclesin teorian seurauksista psykologian ja filosofian piirissä

7.1 VAPAA TAHTO

Ecclesin teoria merkitsee selväpiirteistä ratkaisua ensiksikin vapaan tahdon ongelmaan. Tietoiset toiminnat ovat aina vapaan tahdon ilmauksia suhteessa aivotapahtumiin ja sitä tietä yksilön toimintaan, niin ajatteluun, havaitsemiseen kuin motoriikkaankin. Eri asia on, että tietysti vapaa tahto kohtaa esteitä ja rajoituksia - esimerkkinä sellaiset aivosairaudet, jotka estävät aikomusten saattamisen toimintaan. Luonnollisesti normaalin kehon ja normaalien aivojenkin toiminta asettaa omat rajoituksensa. Ja on ilmeistä, että vapaata tahtoa rajoittavat myös tietoisuuden omat esteet - kuten ajattelun puutteellisuus, jäsentämiskyvyn heikkous, muistin rajoittuneisuus ja sosiaalisen oppimisen tietä tulleet rajoitukset kuten ennakkoluulot ja asenteet - joukossa huomattavana seikkana järjellisyyden vaatimus. Tämä viimeksimainittu on kuin betonimuuri, joka sekä suojelee ajattelua että estää sen etenemistä. (Nykyrunous yrittää tuota muuria särkeä, mutta vaikuttaa siltä,että se särkyy siinä rytäkässä itse.)

Ecclesin teorian ero radikaalin materialismin ja identiteettiteorian näkemyksiin on valtava. Niiden mukaanhan on vain hermostollista tapahtumista, determinististä tai sokeasti indeterminististä, sattumanvaraista. Sellaiseen näkemykseen on ylen työlästä yrittää sovittaa tahdon ilmiöitä.

7.2. EVOLUUTIO

Niin pian kuin aivojen rakenteessa esiintyy dendroneiksi järjestyneitä synapseja, joissa eksosytoosin todennäköisyys < 1, vapaa tahto on Ecclesin mukaan itsestäänselvyys. Tämä synapseja koskeva sääntö tekee myös mahdolliseksi päätellä, millä elävillä olennoilla esiintyy tietoisuutta. Tarkastellessaan aivorakenteita evoluution valossa Eccles on sillä kannalla, että korkeammilla nisäkkäillä - ainakin siiliin asti - esiintyy tietoisuutta, siis ajattelua, suunnittelua, tunteita jne. (Siilin suhteen minäkin olen asiasta varma, olkoonkin, että vierassieluisuuden ongelma on jäänyt - ilmeisesti molemmin puolin - kovin suureksi.)

Tietoisuuden synnystä evoluution myötä Eccles esittää varsin ytimekkään kuvauksen, jota voisi nimittää uudeksi luomiskertomukseksi: Kosmoksen tarinassa on ollut kaksi absoluuttisesti ennustamatonta tapahtumaa. Ensimmäinen oli elämän ilmaantuminen , toinen tietoisuuden (mind, mieli, minä) ilmaantuminen. Jos kysyy, missä tietoisuus oli ennenkuin nisäkkäiden aivot tulivat sen kokemaan - noin 200 miljoonaa vuotta sitten - vastaus on sama kuin siihen kysymykseen, missä elämä oli ennenkuin sen olemassaolo planeetta Maan pinnalla alkoi noin 3,4 miljardia vuotta sitten. Molempien alkuperä on transsendenttinen.

Ja mitä tämä muutos merkitsi? "Onneksi eksosytoosi-todennäköisyys aivokuoressa, hippokampuksessa on matala (0.3 - 0.4)", Eccles toteaa. "Jos todennäköisyys olisi niin korkea kuin 1, mentaalisilla tiloilla ei olisi mitään vaikutusta dendronien neuraalisiin tapahtumiin." Mikään kehitys ei tällöin olisi voinut korjata tietoisuuden puutetta maailmasta. Maailma olisi edelleen vailla tietoisuutta (mindless). - Näin Eccles. Mutta jos aivan tarkkoja ollaan, asia on ehkä muotoiltava näin: Tietoisuus ei voisi olla yhteydessä aivojen välittämään maailmaan - se ei muovaisi havaintoja, mielikuvia, ajatuskulkuja.

Näin onkin tultu Ecclesin teorian herättämiin ontologisiin kysymyksiin.

7.3 ONTOLOGISET SEURAAMUKSET

Onko nyt mentaaliset tilat palautettu fysiikkaan, kun niiden vaikutuksista voidaan puhua kvanttifysiikan käsittein? - Tämä olisi suuri väärinkäsitys. Kuten edellä on useassa yhteydessä painotettu, Ecclesin hypoteesi - jos se hyväksytään - merkitsee nimenomaan sitä, että mentaalinen tila ei ole aineellinen eikä energiatila.

Mutta nyt voidaan huomauttaa: Koska mentaaliset tilat ovat "vain todennäköisyyksiä", matemaattisia suureita, ne eivät voi olla "todella olemassa". Miten siihen vastataan? - Matemaattiset suureet sellaisenaan eivät voi vaikuttaa fyysiseen maailmaan. Mentaaliset tilat kuitenkin vaikuttavat eksosytoosiin muuttamalla sen todennäköisyyttä. Ne ovat siis jotakin muutakin kuin matemaattisia symboleja. Yksinkertaisesti: Mentaaliset tilat ovat toista todellisuutta, sellaista todellisuutta, jota ei fysiikan keinoin voida tutkia, mutta joka kuitenkin interaktiossa fyysisen todellisuuden kanssa todistaa olemassaolonsa!

Me saamme kuitenkin mentaalisista tiloistamme oman välittömän kokemuksemme, elämysmaailmamme, kautta runsaasti tietoa, koska kykenemme itsehavaintoihin. Ecclesin teoria itse asiassa nostaa tämän tutkimuksen sen omine menetelmineen sille kuuluvaan arvoon todellisuuskuvan rakentamisessa. Miten valtavan pitkälle onkaan edetty fysiikkapohjaisen luonnontutkimuksen tietä - yhtenä esimerkkinä juuri selostetut neurofysiologiset tutkimukset - Eccles osoittaa samalla kuitenkin vastaansanomattomasti, että fysiikan tietä ei päästä käsiksi tietoisuutta koskevaan rikkaaseen ja meille ihmisille oleellisen tärkeään tietoon. Tietoisuus, henkisyys ihmisessä, on todellisuuden alue, jota on tutkittava siihen soveltuvin omin menetelmin, lähinnä introspektioon pohjautuvin keinoin - kuten esimerkiksi Lauri Rauhala on teoksissaan painokkaasti jatkuvasti huomauttanut.

Vielä hiukan aineen ja mentaalisten tilojen välisestä suhteesta. - Jo kauan sitten Penfield vei läpi tärkeitä kokeita aivoleikkausten yhteydessä stimuloimalla potilaan eri aivoalueita heikolla sähkövirralla pienten elektrodien avulla. Tällöin potilaassa - joka luonnollisesti leikkauksen aikana oli tajuissaan ja kykeni puhumaan - saattoi syntyä erittäin aistimusvoimaisia muistikuvia tai - kuuloalueita stimuloitaessa - aivan reaslistisia ääniä ja musiikkielämyksiä.

Todistaako tämä sitä, että fyysisesti voidaan vaikuttaa suoraan mentaalisin tiloihin ja sitä kautta eksosytoosien todennäköisyyksiin jollakin aivojen alueella? - Jos ollaan tarkkoja, vastauksen täytyy olla kielteinen. Stimulaatiolla tosin saatiin aikaan hermoimpulssien määrän lisääntymistä (neuraalisen aktiivisuuden nousua) sellaisilla aivoalueilla, joissa aistiärsytysten tuomaa informaatiota, hermoimpulssi-ketjuja, tavallisesti tulkitaan sovittamalla niihin mentaalisten tilojen tuottamia malleja. Niin nähdäkseni tässäkin mentaalinen tila "tulee vastaan", tulkitsee aivojen tilaa ja antaa merkitykset siellä esiintyville neuraalisille tapahtumille. (Tilanne on niin hälyttävä, että se vaatii viipymätöntä tulkintaa. Siksi vastaus stimulaatioon näyttää ei-tahdonalaiselta toiminnalta.)

Näkökulma on tässä varsin tärkeä, koska ecclesiläinen kuvaus merkitsee sitä, että millään fyysisellä toimenpiteellä ei mieltä, minää, tietoisuutta (mind, self, consciousness) voida muuttaa. Siten kaikki ns. psyyken lääkkeet - mukaan luettuna ne, jotka vaikuttavat synapsien välittäjäaineisiin - ovat aivojen lääkkeitä, ei mielen, ihmisen henkisen minän. On materialistinen harha, että aivojen lääkkeet voisivat olla mielen lääkkeitä. Vain tietoisuuden maailmankuvan kautta, siten että ihminen ("potilas") itse korjaa merkitysmaailmansa rakennetta, voidaan vaikuttaa "psyykeen" tämän käsitteen varsinaisessa mielessä, henkeen. Tätä mm. Lauri Rauhala on tämän tästä painottanut. Hän kirjoittaa artikkelissaan "Rationaalisuuden skleroosi": "Merkitysten omalakista muodostusprosessia ei voida koskaan hallita vain aivoista käsin". Ja edelleen: "Lääkekemia on yhteismitatonta merkitysten kanssa."

Tarkkana tiedemehenä Eccles tyytyy esittämään vain sellaista teoriaa, joka on vahvasti kokeellisen tieteen kautta perusteltavissa ja rajoittuu näinollen puhumaan vain välittömästi eksosytoosin todennäköisyyden muutokseen vaikuttavista tekijöistä. Mutta me voimme kysyä, ovatko todennäköisyyskentät eksosytoosivaikutuksineen sittenkin vain väline, jolla "itse mieli", tietoisuus, testaa aivojen ja aistimien kautta sen osamaailman rakennetta, jota sanomme aineelliseksi, tutkii muistimielikuvien kautta sen erilaisia tulkintoja ja selvittelee merkitysten maailman loogisia rakenteita - puhumattakaan siitä mahdollisuudesta, jonka tämä väline tarjoaa kommunikaationa, yhteytenä symbolisen kielen avulla toisen tietoisuuden merkitysmaailmaan. Olen taipuvainen ajattelemaan, että Ecclesin todennäköisyyskentillä on juuri tällainen välineen luonne.

Mielikuvani mentaalisten tilojen ja aivotapahtumisen suhteesta on se, että varsinainen mentaalinen tapahtuminen ei oikeastaan ole meidän itsehavaintomme ulottuvissa. Ajattelu etenee, tekee omat valintansa käsitemaailmassa intuition tietä, emmekä pysty näitä intuitiivisia askeleita jäljittämään itsehavainnolla. Mutta intuitio ikäänkuin "tarkistaa tuloksiaan" pukemalla ne mielikuviin eräänlaisiksi "muistiinpanoiksi", joihin turvautua taas uusia intuitiivisia askeleita otettaessa. Nämä tarkistukset me koemme (mielikuvina), koska ne ovat määrättyjä aivotapahtumia ja sellaisina mentaalisten tilojen tulkittavissa periaatteessa samanlaisin menetelmin kuin havainnotkin.

Tekisi mieli sanoa yksinkertaisesti, että aivot (kehittyneimmiltä osiltaan) ovat hengen muistikirja.

Ontologisesti meitä erityisesti kiinnostava on kysymys minämme pysyvyydestä tai katoavuudesta - ainakin niiden keskuudessa, jotka "ovat tulleet siihen ikään, jolloin itse kukin alkaa kirjoittaa teosta sielun kuolemattomuudesta" - käyttääkseni Yrjö Reenpään sanontaa.

Kysymys kuuluu: Häviääkö self, minä, tietoisuus, samalla kun kehollinen toimintamme loppuu? - Voimme pukea kysymyksen uuteen muotoon: Häviävätkö ne todennäköisyyskentät - jotka mm. voivat vaikuttaa synapsien eksosytooseihin - samalla kun synapseja ylittävien impulssien jonot loppuvat eli silloin, kun ei mikään enää aivoissa toimi.

Vastaus: Mihinkäpä todennäköisyydet häviäisivät! Mikä edes tämän välineistön voisi hävittää!

Kun aineenvaihdunnan heikkenemisen tai muun syyn takia aivoimpulssien kulku loppuu, silloin loppuu vain minän, tietoisuuden, mahdollisuus käyttää samoja aivojaan esinemaailmaan, mielikuvitukseen ja ajatteluun "kurkistamiseen". Mutta itse todennäköisyyskentät! Mikä ne hävittäisi? - Pitäisikö meidän uskoa, että pianisti kuolee aina, kun piano menee romuksi.

 

______________________________________________________________________

Liite. Formaali esitys Ecclesin teoriasta

Käyttäen sitä todennäköisyysmatemaattista käsitteistöä, jonka olen esittänyt esimerkiksi teoksessani "Tapahtumisen yleinen kuvaus", voidaan Ecclesin teorialle antaa täsmällinen kuvaus:

Omassa esityksessäni kognitio ja käyttäytyminen ovat yhteydessä seuraavien todennäköisyyksien kautta:

1. Pr[Be(i,a,t)] eli todennäköisyys sille, että yksilö i on kognitiossaan tilassa a kognition hetkenä t.

2. Pr[CRCor(i,a,a,t)] eli todennäköisyys sille, että yksilön i kognitiivista tilaa a vastaa reaalinen tila a hetkenä t. (Korrespondenssi)

3. Pr[Be(i,a,t)] eli todennäköisyys sille, että yksilö i käyttäytyy tavalla a hetkenä t.

Ensimmäistä todennäköisyyttä vastaa nyt Ecclesin kielenkäytön mukaisesti mentaalinen tila, jota merkittäköön M(i,a,t).

Eksosytoosilla on Ecclesin mukaan oma todennäköisyytensä:

Pr[Be(S,e,t)], jossa S on synapsi, e tarkoittaa eksosytoosin tapahtumista ja t on aika-askel (se aika, jossa yksi impulssi kohtaa synapsin, mutta toinen ei enää ennätä). Kun eksosytoosi on yksi jakamaton tapahtuma, on

Pr[Be(S,non-e,t)] = 1 - Pr[Be(S,e,t)]

Merkitään BeB:llä tapahtumista "perus-aktivaatiotasolla" (B = basic), siis silloin, kun mentaalisia tiloja ei tarvitse ottaa huomioon, ja vastaavasti BeW:llä tapahtumista silloin, kun mentaalinen tila vaikuttaa synapsitapahtumaan (W = will, tahto).

Ecclesin hypoteesi on nyt seuraava:

Pr[BeW(S,e,t)½ I(t), M(i,a,t)] > Pr[BeB(S,e,t)½ I(t)]

(Huomattakoon, että kummassakin tapauksessa yhtenä ehtona on se, että impulssi esiintyy aika-askeleena t. Tämä ehtokin, I(t), on otettu selvyyden vuoksi kaavaan. Kaava on voimassa niiden synapsien suhteen, joihin nähden a on relevantti, ts. joihin mentaalinen tila a kohdistuu.)

Siis: Tarkasteltavan synapsin eksosytoosiin nähden pätee se sääntö, että on olemassa yksi tai useampia sellaisia yksilön mentaalisia tiloja (a), joiden vallitessa eksosytoosin todennäköisyys on suurempi kuin silloin, kun tällaisia tiloja ei esiinny.

Yksi synapsi ei kuitenkaan ole riittävä saamaan aikaan merkittävää aktivoitumismuutosta aivoissa. Siihen tarvitaan dendroni tai joukko dendroneja - kuten edellä on esitetty. Siis säännön tulee päteä samanaikaisesti dendronin tai dendronijoukon kaikkiin synapseihin, jotta vaikutus ilmenisi. Siitä, missä dendroneissa mikin mentaalinen tila tuottaa muutoksen, Eccles toteaa vain yleisesti, että oppiminen tuottaa tällaisen vastaavuuden. Kun oppiminen kuvataan yleensä stokastisena, on luontevaa käyttää ko. korrespondenssista todennäköisyyttä:

Pr[CRCor(a,Da,t)]

eli todennäköisyyttä sille, että mentaalinen tila a kohdistuu Ecclesin hypoteesin mukaisesti dendronijoukkoon Da.

En malta olla tässä siteeraamatta viimeistä kappaletta teoksessani "Tapahtumisen yleinen kuvaus":

"Kysymys, miten on ymmärrettävissä kognitiivisen tilan aikaansaama muutos fyysisessä tapahtumisessa, on jätettävä vastausta vaille. Kysymys on ehkä siitä, mitä on luonteeltaan tahto..."

Vastaus on saatu. Tiedämme, mitä on luonteeltaan tahto.