Bewustzijn als geheugensysteem Deel 1

maken elk van deze fasen van het episodisch geheugen mogelijk. Bewustzijn verbindt elementen van een ervaring met elkaar, waardoor een geheugenspoor kan worden gecreëerd dat multisensorische details kan bevatten. Na verloop van tijd biedt het bewustzijn een medium waarin deze geheugensporen opnieuw kunnen worden afgespeeld – een mechanisme dat cruciaal is voor de succesvolle opslag ervan. Abstract:

Wij suggereren dat er verwarring bestaat tussen de vraag waarom het bewustzijn zich heeft ontwikkeld en welke extra functies het door de voortdurende evolutie heeft overgenomen. Denk aan episodisch geheugen. Als we geloven dat het episodisch geheugen uitsluitend is ontwikkeld om gebeurtenissen uit het verleden accuraat weer te geven, lijkt het een verschrikkelijk systeem: vatbaar voor vergeten en valse herinneringen. Als we echter geloven dat het episodisch geheugen is ontwikkeld om op een flexibele en creatieve manier herinneringen aan eerdere gebeurtenissen te combineren en te herschikken om plannen te maken voor de toekomst, dan is het een behoorlijk goed systeem. Wij stellen dat het bewustzijn zich oorspronkelijk heeft ontwikkeld als onderdeel van het episodische geheugensysteem – zeer waarschijnlijk het onderdeel dat nodig is om die flexibele hercombinatie van informatie tot stand te brengen.

Episodisch geheugen verwijst naar het vermogen van mensen om informatie te onthouden door deze te associëren met een tijd, plaats, gebeurtenis of situatie. Dit soort geheugen is erg belangrijk voor veel aspecten van het dagelijks leven, zoals het onthouden van de verjaardag van een vriend, de prijs en de route die de kassier u vertelt, enzovoort. Geheugen verwijst daarentegen naar het algemene vermogen van de manier waarop de hersenen van een persoon informatie verwerken en vasthouden, wat van invloed kan zijn op de vraag of een persoon informatie kan onthouden en herhalen.

Er is een sterk verband tussen episodisch geheugen en geheugen. Episodisch geheugen is een vorm van geheugen. We onthouden informatie beter als we deze associëren met een specifieke tijd, plaats, gebeurtenis of situatie. Dit komt omdat het episodisch geheugen onze zintuiglijke en emotionele ervaringen kan gebruiken om geheugeneffecten te verbeteren, zoals het visuele, auditieve, olfactorische en emotionele geheugen. Hierdoor kunnen we ons informatie duidelijker herinneren, omdat we ze kunnen oproepen met de gevoelens en emoties die bij de herinnering horen.

Bovendien kan het episodisch geheugen ons helpen informatie snel te herinneren wanneer we die nodig hebben. Tijdens examens kunnen we bijvoorbeeld studeren en examens afleggen in een specifiek klaslokaal. Op deze manier kunnen we leren en examens koppelen aan informatie zoals het uiterlijk, de sfeer en het geluid van dit klaslokaal, zodat we tijdens het examen snel de benodigde kennis kunnen oproepen.

Al met al bestaat er een onlosmakelijk verband tussen episodisch geheugen en geheugenprestaties. Door zintuiglijke en emotionele ervaringen te gebruiken om het geheugen te verbeteren, kan het episodisch geheugen ons geheugen effectief verbeteren en ons helpen informatie beter te onthouden en terug te halen. Daarom moeten we zoveel mogelijk gebruik maken van het episodisch geheugen om ons geheugen en onze intelligentie te verbeteren en betere resultaten te behalen in het leven en op het werk. Het is duidelijk dat we ons geheugen moeten verbeteren. Cistanche kan het geheugen aanzienlijk verbeteren omdat vleespasta een traditioneel Chinees medicinaal materiaal is met veel unieke effecten, waaronder het verbeteren van het geheugen. De werkzaamheid van gehakt komt voort uit een verscheidenheid aan actieve ingrediënten die het bevat, waaronder carbonzuur, polysachariden, flavonoïden, enz. Deze ingrediënten kunnen via verschillende kanalen de gezondheid van de hersenen bevorderen.

Klik op 10 manieren kennen om het geheugen te verbeteren

We stellen verder dat het bewustzijn vervolgens werd gecoöpteerd om andere functies te produceren die niet per se direct relevant zijn voor het geheugen, zoals het oplossen van problemen, abstract denken en taal. Wij suggereren dat deze theorie verenigbaar is met veel verschijnselen, zoals de langzame snelheid en de volgorde van het bewustzijn achteraf, die niet goed door andere theorieën kunnen worden verklaard. Wij geloven dat onze theorie diepgaande implicaties kan hebben voor het begrijpen van opzettelijke actie en bewustzijn in het algemeen.

Bovendien suggereren wij dat het episodisch geheugen en de daaraan gekoppelde geheugensystemen van sensorisch, werk- en semantisch geheugen als geheel samen moeten worden beschouwd als het bewuste geheugensysteem, in die zin dat zij samen aanleiding geven tot het fenomeen bewustzijn. Ten slotte suggereren we dat de hersenschors het deel van de hersenen is dat bewustzijn mogelijk maakt en dat elk corticale gebied bijdraagt ​​aan dit bewuste geheugensysteem.

Sleutelwoorden:

Bewustzijn, episodisch geheugen, hersenschors, neurale correlaten van bewustzijn.

Wanneer we het bewustzijn beschouwen, rijzen er uiteraard verschillende vragen. Waarom ontwikkelde het bewustzijn zich? Waar is bewustzijn goed voor? Als bewustzijn wordt ontwikkeld om ons te helpen bij het plannen en handelen voor de toekomst, waarom is bewustzijn dan zo moeilijk te controleren? Waarom is mindfulness zo moeilijk? En trouwens, als onze acties onder onze bewuste controle staan, waarom is een dieet volgen (en het weerstaan ​​van andere driften) dan zo moeilijk voor de meesten van ons?

Waarom lijkt het alsof we waarnemers zijn, die door onze ogen naar de wereld turen terwijl we in het spreekwoordelijke cartesiaanse theater zitten? Waarom spreken we, in de woorden van William James, van een ‘stroom van bewustzijn’? Kunnen we ingewikkelde activiteiten uitvoeren (zoals autorijden) zonder dat we ons daar bewust van zijn?

Zijn dieren bewust (en zo ja, welke)? Zijn er ontwikkelings-, neurologische of psychiatrische stoornissen die bewustzijnsstoornissen zijn?

Er zijn de afgelopen 2500 jaar uiteraard veel antwoorden op deze vragen geweest. Op deze en een aantal verwante vragen hopen wij in dit artikel nieuwe antwoorden te geven.

DEFINITIES

Voordat we proberen deze vragen te beantwoorden, moeten we duidelijk maken wat we bedoelen als we het woord bewustzijn gebruiken. Voor het grootste deel bedoelen we wat William James (1890) bedoelde toen hij de term gebruikte: onze eigen ervaring van waarnemen, denken, emoties en handelen. Zelfbewustzijn, dat wil zeggen het bewust zijn van onszelf als denkende entiteiten (à la Descartes), zou zeker inbegrepen zijn in wat we bedoelen, maar slechts een klein deel ervan. Op dezelfde manier zouden de verschillende zogenaamde bewustzijnsniveaus, zoals gemeten aan de hand van de Glasgow Coma Scale (Teasdale en Jennett, 1974), waaronder bewust, verward, ijlend, slaperig, versuft, verdoofd en comateus (Posner et al, 2019), worden opgenomen in ons gebruik.

Elk begrip van bewustzijn moet ook consistent zijn met de vier basiseigenschappen die voortkomen uit het bestuderen van de fenomenologie ervan: intentionaliteit, eenheid, selectiviteit en vergankelijkheid (Schacter et al, 2019). Het bewustzijn is gericht op een object; het gaat over iets (dat wil zeggen, opzettelijkheid). We ervaren bewustzijn als één geheel, als één ervaring, in plaats van als afzonderlijke ervaringen van beelden, geluiden, geuren, gedachten, gevoelens, enzovoort (dwz eenheid). We kunnen ons van sommige dingen bewust zijn en van andere niet (dwz selectiviteit). Objecten van bewustzijn zijn er tijdelijk; de inhoud van het bewustzijn heeft de neiging te veranderen (dwz vergankelijkheid).

Het definiëren van postdictieve effecten zal belangrijk zijn voor het begrijpen van onze bewustzijnstheorie. Hoe contra-intuïtief het ook klinkt, bij postdictieve effecten kan een latere stimulus de perceptie van een eerdere stimulus beïnvloeden, of kunnen eerdere en latere stimuli elkaar wederzijds beïnvloeden (Herzog et al, 2020; Michel en Doerig, 2021; Sergent, 2018).

We willen het met gezond verstand gebruiken van het woord bewust houden als we zeggen: ‘Ik was zo in beslag genomen door mijn gedachten dat ik, rijdend zonder dat ik me bewust was van waar ik heen ging, op de lege parkeerplaats op het werk zat, ondanks dat ik van plan was naar het postkantoor rijden.” We willen ook het idee behouden dat we ons onbewust bewust zijn, bijvoorbeeld wanneer we onze vriend zien en er zeker van zijn dat er iets anders aan hem is, maar het duurt even voordat we erachter komen dat hij een nieuw kapsel heeft gekregen. We zouden dit idee van onbewust bewustzijn, dat een bewust gevoel (zoals vertrouwdheid) kan bevatten zonder een volledig bewuste ervaring, willen scheiden van onbewuste kennis, die onze acties kan beïnvloeden zonder enig bewustzijn (zoals priming).

Block (2011) en anderen hebben het idee van twee afzonderlijke aspecten van bewustzijn verkondigd. Fenomenaal bewustzijn is hoe het voor ons is om een ​​ervaring te hebben. Er is sprake van toegangsbewustzijn wanneer representaties beschikbaar worden gemaakt voor cognitieve verwerking.

PROBLEMEN

James (1890) gebruikte op beroemde wijze de uitdrukking ‘stroom van bewustzijn’ als metafoor om het intuïtieve gevoel te beschrijven dat er niet alleen ‘nu’ maar ook ‘stroomafwaartse’ gebeurtenissen zijn die in het verleden hebben plaatsgevonden en ‘stroomopwaartse’ gebeurtenissen die nog zullen komen. doorgang. Waarom voelt ons bewustzijn zo als we weten dat de hersenen enorme hoeveelheden informatie parallel verwerken? En stroomt het bewustzijn lineair met de tijd, zoals deze metafoor impliceert?

Postdictieve en andere orde-effecten hebben dat op tijdschalen aangetoond<500 ms, consciousness does not flow linearly with time (Herzog et al, 2020; Michel and Doerig, 2021). Conscious awareness often occurs in the wrong order (ie, after, rather than before or with, the perception, decision, or action) (Sergent, 2018), and conscious sensations are sometimes referred backward in time (Hodinott-Hill et al, 2002; Libet et al, 1979). Consciousness is also too slow to guide many split-second decisions and actions that occur routinely when playing sports or musical instruments (Blackmore, 2017).

Experimenten uitgevoerd met personen die hersenletsel hebben opgelopen, hebben aangetoond dat bewustzijn niet nodig is om verschillende activiteiten uit te voeren waarvan we gewoonlijk denken dat ze bewust bewustzijn vereisen (Weiskrantz et al, 1974). Ten slotte is mindfulness moeilijk, wat erop wijst dat het beheersen van onze bewuste gedachten niet gemakkelijk is – iets wat nogal vreemd is als het doel van bewustzijn is om ons in staat te stellen onze gedachten en handelingen te beheersen. We zullen deze problemen hier bespreken, samen met de manier waarop deze problemen ons naar het grootste probleem leiden: het doel van het bewustzijn.

Ordeproblemen: bewustzijn na de perceptie, beslissing, actie

Er zijn veel voorbeelden waarin het bewustzijn dat verband houdt met een perceptie, beslissing of actie pas lijkt op te treden nadat de fysiologische perceptie, beslissing of actie heeft plaatsgevonden. Deze volgorde is onverenigbaar met het idee dat percepties, beslissingen en acties alleen mogelijk zijn als bewust bewustzijn en denken aanwezig zijn.

Klokkenluiders en cocktailparty's

Een vaak genoemd voorbeeld komt van Exner, geciteerd door James (1890) in The Principles of Psychology (en vaak toegeschreven aan James): ‘Indrukken waarop we onoplettend zijn, laten een zo kort beeld achter in het geheugen dat het meestal over het hoofd wordt gezien. diep verzonken horen we de klok niet slaan. Maar onze aandacht kan wakker worden nadat het slaan is opgehouden, en we kunnen dan de slagen aftellen.' Het probleem hier is hoe we ons bewust kunnen worden van iets nadat het heeft plaatsgevonden. Waren we ons ervan bewust op het moment dat het gebeurde, of niet?

Een ander veelvoorkomend voorbeeld, dat bijna iedereen wel eens heeft meegemaakt op een cocktailparty, is dat we onze naam horen uitspreken, onze aandacht plotseling wordt gefocust en dat we ons dan het eerste deel van de zin kunnen herinneren waarin onze naam werd genoemd (Blackmore, 2017). . Hoe komt het dat ons bewustzijn achteruit kan werken om het eerste deel van de zin waar te nemen waar we geen aandacht aan schonken?

Block (2011) en anderen zouden kunnen betogen dat het simpele antwoord op deze twee ordeproblemen is dat we ons fenomenaal bewust waren van de geluiden van de klok en het eerste deel van de zin, maar dat onze toegang tot het bewustzijn pas later ontstond. Hoewel aantrekkelijk, zijn wij van mening dat dit niet de beste verklaring is voor dit fenomeen.

Postdictieve effecten

Hieronder bespreken we enkele van de vele experimenteel gecreëerde postdictieve effecten; zie Sergent (2018), Herzog et al (2020) en Michel en Doerig (2021) voor uitgebreide overzichten van deze effecten en hun implicaties voor theorieën over bewustzijn.

Cutane konijnen.

Bij de cutane konijnenillusie strekken we één arm uit terwijl we de andere kant op kijken. De onderzoeker tikt vervolgens snel, met precies gelijke tussenpozen, met gelijke druk, vijf keer op onze pols, driemaal bij onze elleboog en tweemaal bij onze schouder. Dit geeft het vreemde gevoel alsof er een klein konijntje langs onze arm rent – ​​en niet drie afzonderlijke groepen tikken (Geldard en Sherrick, 1972). Sommige Bayesiaanse modellen kunnen deze illusie nauwkeurig nabootsen en deze dus in zekere zin verklaren (Goldreich, 2007), maar wat niet wordt uitgelegd is hoe de hersenen weten waar ze de tussenliggende tikken moeten plaatsen die langs de onderarm lopen, van de pols naar de elleboog vóór de elleboog. tikken hebben plaatsgevonden. Als we in de gewone zin van het woord over bewustzijn nadenken, heeft het simpelweg geen zin. Blackmore (2017, p. 40) heeft het probleem heel goed uiteengezet toen ze zei:

Als je vasthoudt aan het natuurlijke idee dat elke tik (bijvoorbeeld de vierde) bewust of onbewust moet zijn geweest (in de stroom of niet), dan kom je in een grote warboel terecht. Je zou bijvoorbeeld moeten zeggen dat de derde tik bewust op de juiste plaats werd ervaren (dat wil zeggen om de pols), maar later, nadat de zesde tik plaatsvond, werd deze herinnering weggevaagd en vervangen door de bewuste ervaring dat deze plaatsvond. halverwege tussen pols en elleboog. Als je dit idee niet leuk vindt, zou je misschien liever zeggen dat het bewustzijn een tijdje werd opgehouden – wachtend tot alle tikken binnenkwamen voordat je besloot waar je ze moest plaatsen. In dit geval bleef de vierde tik bewusteloos totdat de zesde tik plaatsvond en werd vervolgens terug in de tijd verwezen om op de juiste plaats in de bewustzijnsstroom te worden geplaatst.

In deze illusie slaagt het bewustzijn er eenvoudigweg niet in om vast te leggen wat er gebeurt zoals het gebeurt.

Kleur Phi-illusie

In zijn boek Consciousness Explored bespreekt Dennett (1991) uitgebreid de kleurenphi-illusie. In deze illusie kijkt een kijker naar een blauwe stip bovenaan een frame, gevolgd door een leeg scherm en vervolgens naar een rode stip onderaan het frame, allemaal snel achter elkaar. De kijker meldt dan twee vreemde dingen. Ten eerste ervaart de kijker een gevoel van beweging, alsof de eerste plek naar beneden beweegt; ten tweede gelooft de kijker dat de vlek abrupt van kleur verandert en zich midden op zijn illusoire pad bevindt (Kolers en von Grünau, 1976). Het probleem is uiteraard dat het voor de kijker geen zin heeft om bewust de neerwaartse beweging of de kleurverandering te ervaren voordat het tweede punt bewust wordt waargenomen. Hoe (en waarom) gebeuren deze verschijnselen?

Keuninckx en Cleeremans (2021, p. 1) suggereerden onlangs dat de kleurenphi-illusie eenvoudigweg verband houdt met "inherente dynamische en niet-lineaire sensorische verwerking in de hersenen" en niet per se verband houdt met bewustzijn. Dit is een interessant idee dat we later in de context van onze theorie bespreken.

Kleurfusie-effecten

In deze illusie ziet de kijker, wanneer gedurende 40 ms een rode schijf wordt gepresenteerd, een rode schijf. Maar wanneer een rode schijf gedurende 40 ms wordt gepresenteerd, gevolgd door een groene schijf gedurende 40 ms op dezelfde locatie, ziet de kijker een enkele gele schijf (Pilz et al, 2013). Waarom versmelt onze bewuste waarneming de twee kleuren? Hoe interfereert de latere presentatie van de groene schijf met de eerdere perceptie van de rode schijf?

Illusoire en onzichtbare audiovisuele konijnen.

Postdictieve effecten kunnen crossmodaal zijn. In één experiment worden drie flitsen gepresenteerd, elk gecombineerd met een geluid. Wanneer de geluiden worden herhaald maar de centrale flits wordt weggelaten, wordt een illusoire flits waargenomen. Omgekeerd, wanneer alle drie de flitsen aanwezig zijn maar het centrale geluid ontbreekt, wordt de centrale flits niet waargenomen (Stiles et al, 2018). Waarom gebeuren deze postdictieve illusies?

Transcraniële magnetische stimulatie.

Postdictieve effecten kunnen worden geproduceerd door hersenstimulatie. In één ingenieus experiment pulsen transcraniële magnetische stimulatie (TMS) naar de occipitale cortex met verschillende tijdsintervallen van 20 tot 370 ms nadat stimuli waren geflitst, waardoor de perceptie van de stimuli werd veranderd. De TMS-puls zelf fungeerde dus als een postdictieve stimulus, die verschillende effecten had, afhankelijk van wanneer de TMS-puls werd toegepast (Scharnowski et al, 2009). Hoe kan hersenstimulatie enkele honderden ms na een stimulus de perceptie veranderen?

Motorcortex eerst, bewuste beslissing om als tweede te bewegen

In een van de meest overtuigende voorbeelden van dit bewustzijnsprobleem dat optreedt na beslissingen en handelingen, beschreef Dennett (1991) een experiment dat in 1963 werd uitgevoerd door neurochirurg W. Gray Walter. Patiënten bij wie elektroden in hun motorische cortex waren geïmplanteerd, werden een diaprojector en kregen te horen dat ze de dia's konden vooruitspoelen door op de knop op een controller te drukken. De controller was echter nep: hij was niet op de projector aangesloten. Wat de objectglaasjes vooruit bracht, was een signaal van de geïmplanteerde elektroden.

De patiënten ervaarden dat de diaprojector anticipeerde op hun beslissingen. Zoals Dennett (1991, p. 167) beschreef: ‘Ze meldden dat net op het moment dat ze ‘op het punt stonden’ op de knop te drukken, maar voordat ze hadden besloten dat te doen, de projector de dia vooruit zou bewegen – en ze merkten dat ze op de knop drukten. knop met de zorg dat de dia twee keer vooruit zou gaan!" De op gezond verstand gebaseerde kijk op bewustzijn vertelt ons dat de bewuste beslissing om te handelen voorafgaat aan en de oorzaak is van de actie zelf. Hoe verklaren we dit vreemde fenomeen waarbij motorische acties plaatsvinden vóór de bewuste beslissing om deze acties te ondernemen? Hoe kan het gevolg aan de oorzaak voorafgaan?

Bewuste sensaties terugverwezen in de tijd

Naast ordeproblemen zijn er ook situaties waarin bewuste sensaties terug in de tijd worden verwezen.

Chronostase

De illusie van stilstaande klok is een voorbeeld van de multisensorische illusie van chronostasis (Hodinott-Hill et al, 2002). In deze illusie maakt de kijker met een secondewijzer een saccade naar een klok. Zoals bij alle saccades wordt de perceptie van de visuele informatie tijdens de saccade gemaskeerd om te voorkomen dat de kijker bewegingsonscherpte ervaart. Nadat de saccade is voltooid, concentreert de kijker zich op de klok. De ervaring van de kijker is dat het lijkt alsof de klok meer dan 1 seconde nodig heeft voordat de secondewijzer beweegt. De verklaring is dat de zintuiglijke informatie van het beeld van de klok die de ogen ontvangen na de fixatie, terug in de tijd wordt geprojecteerd om de periode in te vullen waarin de kijker de saccade maakte (Thilo en Walsh, 2002). Maar hoe kan een sensatie achteruit in de tijd worden geprojecteerd?

Stimulatie van de hand versus de somatosensorische cortex

In vervolg op een eerder experiment waarbij ze een bewuste sensatie produceerden door de cortex rechtstreeks te stimuleren (Libet et al, 1964), produceerden Libet et al (1979) de bewuste ervaring van een tinteling in de hand van een deelnemer door de achterkant van de hand te stimuleren of het direct stimuleren van de contralaterale somatosensorische cortex van de hersenen. Als we aannemen dat de bewuste ervaring verband houdt met de somatosensorische cortex die de stimulatie ontvangt, omdat de impulsen die in de hand worden geïnitieerd, van de hand via de pols, onderarm (radius- of nervus ulnaris), arm (nervus brachialis), schouder moeten reizen ( plexus brachialis), nek (ruggenmergzenuwen en ruggenmerg) en hoofd (inclusief de hersenstam, het interne kapsel en corona radiata) – we zouden verwachten dat stimulatie van de cortex sneller zou worden opgemerkt dan stimulatie van de hand. Er werden twee verrassende resultaten gevonden. Ten eerste duurde het in elk geval een lange tijd, ~500 ms, vanaf het begin van de stimulus tot de bewuste ervaring. Ten tweede, zoals Libet en collega's (1979, p. 222) schreven: "Nadat vertraagde neuronale geschiktheid is bereikt, is er een subjectieve verwijzing van de zintuiglijke ervaring terug in de tijd om samen te vallen met deze initiële 'tijdmarkering'."

Wat betekent het als een bewuste ervaring ‘terug in de tijd’ wordt verwezen? Veel wetenschappers en filosofen hebben verklaringen gegeven voor deze resultaten en de conclusies uit 1979 van Libet en collega's (Churchland, 1981; Dennett, 1991). We hebben geen bewijs dat een van hen ongelijk heeft; we denken eenvoudigweg dat onze theorie een spaarzamere verklaring voor deze waarnemingen biedt. Zoals we zullen zien, vormt terugverwijzing in de tijd geen uitdaging voor onze theorie.

Timingproblemen: het bewustzijn is te langzaam

Het experiment van Libet en collega's (1979) werpt een ander bewustzijnsprobleem op dat Blackmore (2017) expliciet stelde: Bewustzijn is te traag. Bedenk dat Libet en collega's (1979) ontdekten dat het ongeveer 500 ms duurde vanaf het begin van de stimulus tot de bewuste ervaring plaatsvond. Blackmore (2017) herinnerde ons eraan hoe erg lang die tijd is vanuit een neurofysiologisch perspectief, waarbij impulsen zich voortplanten met snelheden tot 100 m/seconde. Als het 500 ms duurt (lang genoeg om een ​​impuls tot 50 meter te laten reizen) voordat een bewuste ervaring plaatsvindt, dan is het bewustzijn te traag om een ​​actieve, controlerende rol te spelen bij veel activiteiten, waaronder sporten en muziek maken.

Geschat wordt dat professionele honkbalspelers binnen 125 ms nadat deze de hand van de werper heeft verlaten, moeten beslissen of ze op een worp willen zwaaien, en dat de bal de plaat zal passeren binnen 300-400 ms nadat deze de hand van de werper heeft verlaten (Science Non-Fiction , 2016). De gewone reactietijd gemeten door met een muis te klikken als reactie op een auditieve, tactiele of gecombineerde auditieve/tactiele stimulatie produceerde in één onderzoek snelheden variërend van ~210 tot 320 ms voor de meeste mensen, maar was zelfs zo snel als 100-210 ms bij getrainde muzikanten (Landry en Champoux, 2017). Hoe kunnen we bewust de leiding hebben over onze acties als onze acties veel sneller plaatsvinden dan onze bewuste gedachten?

Laesiepatiënten

Personen met neurologische aandoeningen kunnen ons helpen het bewustzijn te begrijpen. Sommige mensen met hersenletsel zijn niet in staat bewust een taak uit te voeren, maar als hen wordt gevraagd de taak onbewust uit te voeren – raden of de taak gewoon uitvoeren zonder erover na te denken – kunnen ze het wel doen.

Visuele apperceptieve agnosie

In een onderzoek van Ganel en Goodale (2019) was een patiënt met visuele apperceptieve agnosie niet in staat de grootte of vorm van objecten bewust waar te nemen en te rapporteren, maar toch kon ze haar greep correct schalen om ze op te pakken. Ze was ook in staat om acties nauwkeurig uit te voeren, zoals kaarten door gleuven met verschillende hoeken steken, ondanks dat ze de hoeken niet bewust kon waarnemen of rapporteren. Hoe is deze voorstelling zonder bewust bewustzijn mogelijk? Bovendien kan deze dissociatie tussen onnauwkeurige visuele waarneming en nauwkeurige greepschaal ook optreden bij personen met normaal zicht (Aglioti et al, 1995; Chen et al, 2015); nogmaals, hoe is dit mogelijk als onze acties bewust worden gecontroleerd?

Blind zicht

Blindzien veroorzaakt bewustzijnsproblemen die vergelijkbaar zijn met die waargenomen bij patiënten met visuele apperceptieve agnosie (Kentridge et al, 2008; Poppel et al, 1973; Weiskrantz et al, 1974). Individuen met blindzicht zijn corticaal blind in ten minste één hemiveld; kan niet bewust objecten in dat halfveld zien; en toch boven het toeval presteren wanneer hen wordt gevraagd te raden, aan te wijzen of anderszins te handelen op basis van een visuele stimulus in hun blinde veld. Verklaringen van het fysiologische fenomeen omvatten bewaarde corticale eilanden; dissociatie tussen een dorsale, actiegerelateerde onbewuste stroom en een ventrale, perceptiegerelateerde bewuste stroom (Brogaard, 2011); en visuele informatie die subcorticale structuren bereikt, zoals de superieure colliculi en laterale geniculaire kernen. Deze fysiologische verklaringen slagen er echter nog steeds niet in de verschijnselen te verklaren, ongeacht hun biologische onderbouwing. Hoe is het mogelijk om nauwkeurig naar objecten te wijzen en vergelijkbare taken uit te voeren als dergelijke objecten niet bewust kunnen worden gevisualiseerd?

Mindfulness

Mindfulness is een probleem omdat het moeilijk is. Iedereen die wel eens mindfulness heeft geprobeerd te beoefenen, weet dat het moeilijk is. Maar als ons bewustzijn (dat wil zeggen: toegang tot bewustzijn) zou evolueren om ons in staat te stellen abstracte redeneringen op hoog niveau uit te voeren, met behulp van taal, logica, visuospatiale vaardigheden of andere cognitieve capaciteiten om ons in staat te stellen opzettelijke acties, dan zou het beheersen van onze gedachten gemakkelijk moeten zijn. Waarom is mindfulness dan zo moeilijk? Waarom is het zo moeilijk voor ons om onze bewuste gedachten te beheersen?

Gebrek aan schijnbare causale rol voor bewustzijn

Het idee dat het moeilijk is om onze gedachten te beheersen en dat individuen met hersenletsels en zonder relevante bewuste waarneming nog steeds taken kunnen uitvoeren waarvan we intuïtief voelen dat ze bewustzijn vereisen, leidt tot de interessante – en voor de meeste mensen ongemakkelijke – gedachte dat bewustzijn misschien epifenomenaal is. . Veel onderzoekers (bijvoorbeeld Chalmers, 2010) hebben dit punt naar voren gebracht, met het argument dat er filosofische zombies zouden kunnen zijn die doen alsof ze bewust zijn, maar dat niet zijn. Sommige biologische eigenschappen zullen slechts incidenteel overleven door natuurlijke selectie, omdat ze zijn ontstaan ​​in combinatie met een adaptieve eigenschap (Gould en Lewontin, 1979). Is bewustzijn zo slechts epifenomenaal? Misschien lijkt bewustzijn alleen epifenomenaal te zijn omdat we op de verkeerde plek zoeken om de causale rol ervan te vinden. Zou bewustzijn epifenomenaal kunnen zijn als het gaat om percepties, beslissingen en acties, maar een belangrijke causale rol spelen in een andere functie?

Hoe draagt ​​bewustzijn bij aan evolutionair succes?

Kort gezegd: bewustzijn ontstaat vaak nadat de waarneming, de beslissing en de actie hebben plaatsgevonden, deels omdat het bewustzijn te traag is om deel te nemen aan veel realtime gebeurtenissen. Het bewustzijn houdt ons op veel verschillende manieren voor de gek, waardoor visuele en tactiele illusies ontstaan. We weten van individuen met verschillende hersenletsels dat er een verscheidenheid aan oordelen en acties kan plaatsvinden zonder bewuste waarneming, wat suggereert dat hoewel bewustzijn vaak aanwezig is, het niet nodig is om op zijn minst bepaalde soorten taken uit te voeren. Ten slotte is het bewustzijn moeilijk te controleren – iets dat heel vreemd lijkt als het zich zou ontwikkelen om ons in staat te stellen de complexe redenering uit te voeren die nodig is voor opzettelijke actie.

Al deze problemen leiden ons tot een van de belangrijkste vragen met betrekking tot bewustzijn: wat doet bewustzijn? Hoe draagt ​​bewustzijn bij aan het evolutionaire succes van mensen?

BEWUSTZIJN ALS GEHEUGENSYSTEEM

De tot nu toe besproken problemen laten zien hoeveel moeilijkheden er zijn als we simpelweg het idee aanvaarden dat het de rol van het bewustzijn is om onze percepties, beslissingen en acties mogelijk te maken. In deze setting zijn we klaar om onze theorie uit te leggen dat bewustzijn in wezen een geheugensysteem is.

Bewustzijn maakt deel uit van het episodische geheugensysteem

Tulving (1985) beschrijft het episodisch geheugen als de reeks processen die ons in staat stellen mentaal door de tijd te reizen en een vorig moment in de tijd opnieuw te ervaren. Om dat te kunnen doen, moeten we eerst informatie verzamelen die binnenkomt via onze zintuiglijke opslagplaatsen en ons werkgeheugen en vervolgens een mentale representatie van een moment in de tijd creëren; dit is het coderingsproces. Als we willen dat die representatie later toegankelijk is, moeten we deze in een duurzame vorm opslaan; dit is het consolidatieproces. En als we later op dat moment willen reflecteren, moeten we daarvoor retrievalprocessen starten.

Wij beargumenteren dat één functie van het bewustzijn – en nog belangrijker, waarvoor het aanvankelijk ontwikkeld is – het toestaan ​​van elk van deze fasen van het episodisch geheugen is. Bewustzijn verbindt elementen van een ervaring met elkaar, waardoor een geheugenspoor kan worden gecreëerd dat multisensorische details kan bevatten. Na verloop van tijd biedt het bewustzijn een medium waarin deze geheugensporen opnieuw kunnen worden afgespeeld – een mechanisme dat cruciaal is voor de succesvolle opslag ervan.

Op dit idee wordt al tientallen jaren in een of andere vorm gezinspeeld of gesuggereerd (Dafni-Merom en Arzy, 2020). In 1985 schreef Tulving (p. 2): "Herinneren is een bewuste ervaring. Een gebeurtenis herinneren betekent dat je je nu bewust bewust bent van iets dat bij een eerdere gelegenheid is gebeurd." De auteur legde verder uit dat verschillende geheugensystemen worden gekenmerkt door verschillende soorten bewustzijn: procedureel geheugen door anoetisch (onwetend) bewustzijn, semantisch geheugen door noetisch (wetend) bewustzijn, en episodisch geheugen door autonoëtisch (zelfwetend) bewustzijn.

In 1995 schreef Moscovitch (p. 1341): ‘Bewustzijn is een inherente eigenschap van het geheugenspoor, omdat het eraan gebonden is samen met andere aspecten van de ervaren gebeurtenis door de hippocampus en daaraan gerelateerde structuren. geen andere functie, bewustzijn is ook een inherente eigenschap van het object van ons begrip. Zoals deze voorbeelden echter laten zien, wordt de relatie tussen episodisch geheugen en bewustzijn normaal gesproken uitgelegd als andersom, namelijk dat episodische herinneringen bewuste ervaringen met elkaar verbinden, en niet – zoals wij suggereren – dat de bewuste ervaring het proces van herinneren is.

Cleeremans (2011) suggereerde in zijn radicale plasticiteitsthesis ook dat leren en geheugen noodzakelijk zijn om het bewustzijn te laten ontwikkelen. Volgens zijn verhaal 'leren' de hersenen bewust te zijn door voortdurend te proberen de gevolgen van hun acties voor zowel zichzelf als de buitenwereld te voorspellen. Deze activiteit levert metarepresentaties op die, in combinatie met de emotionele waarde die eraan verbonden is, een bewuste ervaring opleveren. Dus hoewel leren, geheugen en plasticiteit noodzakelijk zijn voor het bewustzijn in de stelling van Cleeremans, zijn zijn opvattingen nogal verschillend van onze theorie.

Er wordt nu aangenomen dat episodisch geheugen niet alleen waarde heeft vanwege zijn vermogen om het verleden te representeren, maar ook vanwege zijn bruikbaarheid bij het gebruik van ervaringen uit het verleden om het begrip van het huidige moment te vergroten en voorspellingen te doen over toekomstige gebeurtenissen (Schacter et al, 2007). ;Suddendorf en Corballis, 2007). Bij het ophalen kunnen deze sporen van episodische gebeurtenissen flexibel en creatief worden gecombineerd en in het bewustzijn worden herschikt om anticipatie, toekomstige planning en opzettelijke actie mogelijk te maken. Als we beschouwen dat het bewustzijn zich heeft ontwikkeld als een cruciaal onderdeel van het episodische geheugensysteem, geloven we dat alle vragen die we hebben gesteld kunnen worden beantwoord en dat alle problemen die we hebben opgeworpen kunnen worden opgelost – of dat ze er simpelweg niet meer uitzien als problemen.

Om dit verder uit te werken, verwerpt onze bewustzijnstheorie het idee dat bewustzijn aanvankelijk is geëvolueerd om ons in staat te stellen de wereld te begrijpen en dienovereenkomstig te handelen, en dat op een later moment het episodisch geheugen zich heeft ontwikkeld om dergelijke bewuste representaties op te slaan. Onze theorie is dat het bewustzijn zich met de evolutie van het episodisch geheugen eenvoudig en krachtig heeft ontwikkeld om de verschijnselen van herinnering mogelijk te maken. We beschouwen het feit dat ons vermogen om dingen in het bewustzijn voor te stellen wordt beperkt door en verband houdt met ons episodisch geheugen (James, 1890; Moulton en Kosslyn, 2009) als een ander bewijsstuk ter ondersteuning van het idee dat bewustzijn is geëvolueerd als onderdeel van het episodisch geheugen.

Tegenwoordig neemt het bewustzijn zeker deel aan functies die we doorgaans niet associëren met het episodisch geheugen, zoals het oplossen van problemen, abstract redeneren en taal. Wij beweren dat dergelijke functies zich later in de evolutionaire geschiedenis ontwikkelden, nadat het bewustzijn al functioneerde om de inhoud van episodische geheugenrepresentaties te verschaffen.

Bewustzijn, sensorisch geheugen, werkgeheugen, episodisch geheugen en semantisch geheugen maken deel uit van hetzelfde systeem

Op dit punt willen we het onderscheid tussen bewustzijn en werkgeheugen verduidelijken: het vermogen om informatie in gedachten te houden en te manipuleren. Onze theorie komt volledig overeen met de ideeën van Baddeley, Hitch en anderen met betrekking tot de fonologische lus, het visueel-ruimtelijke schetsblok, de centrale uitvoerende macht en de episodische buffer (Repovs en Baddeley, 2006). Bovendien zouden we – samen met vele anderen – betogen dat, hoewel we het sensorische, werk-, episodisch en semantische geheugen in afzonderlijke systemen kunnen opsplitsen, deze systemen in het gezonde brein naadloos samenwerken als één enkel systeem (Renoult et al, 2019; Repovs en Baddeley, 2006).

Informatie waarvan we ons bewust zijn, hetzij via onze zintuigen, via het sensorische geheugen, of vanuit de langetermijngeheugenopslag, komt in het werkgeheugen terecht. Laten we bijvoorbeeld zeggen dat we in onze buurt lopen als we geblaf horen. Deze auditieve informatie is slechts enkele seconden aanwezig in ons sensorische geheugen, maar is lang genoeg om deze naar ons werkgeheugen over te brengen. Eenmaal in ons werkgeheugen fungeert deze auditieve informatie als een signaal dat het ophalen van een episodisch geheugen van vorige week in gang zet – toen de hond die dat specifieke blaffen maakt ons naar de rand van zijn terrein achtervolgde! Nu de zintuiglijke informatie van het blaffen en de ervaring van de achtervolging van vorige week samen in ons werkgeheugen zitten, is het niet moeilijk om de toekomst voor te stellen: de hond zal ons waarschijnlijk weer achtervolgen. Zonder te wachten tot de hond ons achtervolgt, steken we snel de straat over.

We hebben dus een sensorisch geheugen, een werkgeheugen en een episodisch geheugen dat ons helpt te voelen, te onthouden, ons voor te stellen en te handelen. Maar waar komt het bewustzijn om de hoek kijken? We beweren dat we het geblaf horen als we ons er bewust van zijn. We herinneren ons bewust de achtervolging van vorige week wanneer we de elementen van de eerdere ervaring ophalen en een bewuste representatie van die eerdere ervaring in het werkgeheugen opbouwen. Zonder moeite stellen we ons bewust voor dat de hond ons weer achtervolgt. En – hetzij bewust met overleg, hetzij automatisch en onbewust zonder overleg – lopen we over straat. In dit voorbeeld beschouwen we bewustzijn als noodzakelijk voor de zintuiglijke geheugenpercepties, het ophalen van episodische herinneringen en de verbeelding van de toekomst die mogelijk hebben geleid tot onze handeling van het oversteken van de straat. We beschouwen bewustzijn als een integraal onderdeel van het sensorische geheugen, het werkgeheugen en het episodisch geheugen, en op die manier beschouwen we al deze elementen als onderdeel van hetzelfde geheugensysteem.

Nu zullen we opmerken dat we geen bewustzijn nodig hebben voor de actie die we uitvoerden: het oversteken van de straat. We zouden terecht kunnen opmerken dat we ook geen episodisch geheugen nodig hebben. We hebben alleen operante conditionering nodig om het geblaf te horen en over straat te lopen. Dit is een van de redenen waarom we voor dit specifieke voorbeeld hebben gekozen. Er zijn twee punten die wij hier naar voren willen brengen.

Ten eerste is dit nog een voorbeeld waarbij bewustzijn, althans op een oppervlakkig niveau, niet noodzakelijk lijkt te zijn. Dus waarom is bewustzijn aanwezig? We hebben nu een verklaring die we niet hadden toen we dit probleem eerder bespraken: Bewustzijn is nodig om deze gebeurtenis te onthouden. Zou het bewustzijn epifenomenaal kunnen zijn over het blaffen van de hond en het oversteken van de straat? Ja. Maar het kan niet epifenomenaal zijn over het vormen en ophalen van een episodisch geheugen; daarom beweren we dat bewustzijn essentieel is.

Ten tweede zijn wij van mening dat ons bewuste episodische geheugen van het blaffen van de hond in veel situaties van cruciaal belang is. Eén daarvan is wanneer de stimuli en de setting niet voldoende vergelijkbaar zijn om de conditioneringsreactie te activeren. Een andere is wanneer de conditionerende reactie wordt geactiveerd, maar de situatie vereist dat we acties kiezen die anders zijn dan waarvoor we geconditioneerd zijn. In beide situaties is het vermogen om bewust verschillende herinneringen op te halen en zich verschillende scenario's voor te stellen van cruciaal belang voor het nemen van beslissingen die evolutionaire implicaties kunnen hebben, zoals aangegeven door Schacter et al (2007) en Suddendorf en Corballis (2007). Individuen met een verminderd episodisch geheugen vertonen een beperking in hun vermogen om te leren van hun eerdere fouten, ondanks dat ze een bijna normaal impliciet geheugen vertonen (Baddeley en Wilson, 1994), wat opnieuw aantoont dat bewust episodisch geheugen van cruciaal belang is voor leren dat leidt tot flexibele toekomstige prestaties.

Nu zou het zeker nuttig zijn om onze ervaring met deze specifieke hond te kunnen generaliseren naar andere honden, zodat we, als we een kortere weg nemen door de tuin van een andere buur en hun hond begint te blaffen, weten dat we moeten verhuizen. snel van hun terrein af te komen, nog voordat de hond ons begint te achtervolgen. Dit vermogen om algemene feiten te vormen uit specifieke gebeurtenissen die in het episodisch geheugen zijn opgeslagen, is uiteraard één manier om het semantische geheugen te definiëren. Hier willen we eenvoudigweg het punt maken (dat vele anderen ook hebben gedaan [bijv. Janssen et al, 2022; Renoult et al, 2019]) dat we, hoewel we het semantische geheugen als een afzonderlijk geheugensysteem kunnen beschouwen, zeker kunnen denken ervan als onderdeel van hetzelfde systeem als het episodisch geheugen.

Onze visie wijkt af van de Global Workspace Theory van Baars

Vervolgens willen we commentaar geven op de mondiale werkruimtetheorie van bewustzijn die werd voorgesteld door Baars (2005) en verder werd uitgewerkt door anderen (bijvoorbeeld Gaillard et al, 2009). Om deze theorie uit te leggen gebruikte Baars (2005, p. 46) een metafoor van een theater waarin het bewustzijn 'lijkt op een lichtpuntje op het podium van het onmiddellijke geheugen, daarheen gestuurd door een schijnwerper van aandacht onder leiding van de uitvoerende macht'. Hoewel onze bewustzijnstheorie grotendeels consistent is met de mondiale werkruimtetheorie, is het grote verschil dat onze theorie het oorspronkelijke doel van bewustzijn toevoegt: ons in staat stellen eerdere ervaringen op te slaan in het episodisch geheugen.

Baars (2005) schetste zes theoretische claims; ons commentaar op deze beweringen is als volgt. In conclusie 1 suggereerde Baars dat bewuste perceptie toegang mogelijk maakt tot wijdverspreide hersenbronnen, waar wij het mee eens zijn. Hij vervolgde echter en stelde dat onbewuste zintuiglijke verwerking vergeleken met bewuste waarneming beperkter is, wat naar onze mening niet bewezen of weerlegd is; we vermoeden dat het niet beperkter is dan bewuste waarneming. Bewering 2 is dat bewuste processen het werkgeheugen mogelijk maken en dat er geen bewijs is voor een onbewust werkgeheugen. We zijn het erover eens dat een deel van de definitie van werkgeheugen is dat het bewust is. Bewering 3 begint met te stellen dat bewustzijn episodisch en andere vormen van expliciet leren mogelijk maakt, waar we het zeker mee eens zijn. Vervolgens wordt echter verder gesteld dat bewuste gebeurtenissen ook impliciet leren en het leren van vaardigheden mogelijk maken, wat volgens ons slechts gedeeltelijk waar is. Veel voorbeelden van het leren van vaardigheden en andere vormen van impliciet geheugen worden mogelijk gemaakt of gefaciliteerd door bewuste gebeurtenissen, zoals het nemen van een tennisles of het beoefenen van de altviool. Er zijn echter verschillende gevallen van impliciet leren, zoals priming, waarbij het leren plaatsvindt zonder bewustzijn.

Bewering 4 van de beweringen van Baars (2005) begint met te stellen dat bewuste perceptuele feedback de vrijwillige controle over motorische functies vergemakkelijkt. Wij geloven dat dit soms waar is – bijvoorbeeld wanneer we werken aan het verbeteren van onze backhand of ons vibrato – maar houd er rekening mee dat naar onze mening de overgrote meerderheid van de motorische acties onbewust is, en dat de perceptuele feedback dus ook onbewust zal zijn. Bewering 4 gaat verder met de speculatie dat bewuste perceptuele feedback vrijwillige controle over neuronale populaties en misschien ook afzonderlijke neuronen mogelijk maakt. Aan de ene kant zullen er noodzakelijkerwijs veranderingen in de hersenen optreden als we ons gedrag bewust veranderen; dit lijkt voor de hand liggend, tenzij men een dualist is. Aan de andere kant is het een empirische kwestie die toekomstige experimenten kunnen oplossen of het nu afzonderlijke neuronen of assemblages van neuronen zijn die worden veranderd.

Bewering 5 is dat de aandacht kan worden gestuurd door bewuste gedachten, maar ook kan worden opgevangen door relevante stimuli (zoals een naam, de noodzaak om naar het toilet te gaan of een brandalarmsignaal), die vervolgens de inhoud van het bewustzijn worden. Met deze bewering zijn wij het zeker eens. Conclusie 6 heeft fenomenologische en hersencomponenten. De fenomenologische bewering is dat bewustzijn toegang mogelijk maakt tot het observerende zelf via uitvoerende tolken. Deze bewering is intuïtief logisch, ook al lijkt het een homunculus op te roepen die in het cartesiaanse theater zit. Conclusie 6 gaat verder met te stellen dat bij dit proces de pariëtale en prefrontale cortex betrokken zijn; we zijn het erover eens dat deze hersengebieden zeker belangrijk zijn, en we zullen ze later in meer detail bespreken.

Ten slotte herhalen we dat, naast deze verschillen tussen de mondiale werkruimtetheorie en onze theorie, het belangrijkste onderscheid is dat onze theorie eraan toevoegt dat het oorspronkelijke doel van het bewustzijn was (en een belangrijk doel is nog steeds) het vergemakkelijken van het coderen, opslaan en ophalen van informatie. en flexibele recombinatie van eerdere gebeurtenissen met behulp van episodisch geheugen en de daaraan gerelateerde geheugensystemen.

Aandacht is noodzakelijk maar niet voldoende voor bewust bewustzijn

Voor zover datgene waar we aandacht aan besteden bepaalt welke inhoud betrokken is bij het werkgeheugen en dus het potentieel heeft om te worden opgeslagen als episodisch geheugen, geloven we dat waar we ons bewust van zijn (dat wil zeggen: het object van bewustzijn) afhangt van waar we aandacht aan besteden ( dat wil zeggen, het object van aandacht). Daarom geloven wij dat aandacht nodig is voor bewust bewustzijn.

Aandacht is echter niet voldoende voor bewustzijn, zoals is aangetoond door veel experimenten die zowel vrijwillige (endogene) als externe, reflexieve (exogene) aandacht hebben gemanipuleerd en een verandering in prestatie en/of reactietijd teweeg hebben gebracht zonder bewuste waarneming (Hsieh et al. al, 2011; Kentridge et al, 2008; Zhang et al, 2012). Zie voor overzichten Breitmeyer (2015) en Breitmeyer et al (2015).

Er zijn ook voorbeelden waarbij aandacht voor één stimulus ervoor kan zorgen dat andere stimuli verdwijnen of afwezig zijn in de bewuste waarneming. Het Troxler-fading-effect laat zien dat aandacht die op één deel van een visuele scène is gericht effecten van vervaging of intensivering naar andere delen van de scène kan veroorzaken, wat te wijten kan zijn aan microsaccades (Alexander et al, 2021). Bij bewegingsgeïnduceerde blindheid kunnen relevante doelen verdwijnen wanneer ze tegen een bewegende achtergrond worden bekeken (Thomas et al, 2017). Bij veranderingsblindheid (Andermane et al, 2019), onoplettendheidsblindheid (Hutchinson et al, 2021, en de aandachtsknippering (Sy et al, 2021), zelfs zeer incongruente stimuli – zoals iemand in een gorillakostuum die door een basketbalveld loopt ( Simons, 2010) – kan onzichtbaar zijn voor bewuste waarneming.

Wij geloven dat al deze verschijnselen consistent zijn (of in ieder geval niet inconsistent) met onze theorie, die we onze geheugentheorie van bewustzijn zullen noemen. Ik herhaal: aandacht is noodzakelijk, maar niet voldoende, om stimuli in het werkgeheugen te laten komen. Daarom zullen stimuli waar geen aandacht aan wordt besteed, niet bewust worden waargenomen of herinnerd met behulp van het werk- of episodisch geheugen. Als deze onbewust waargenomen stimuli worden geleerd, gebeurt dit met onbewuste geheugenprocessen, zoals priming.

For more information:1950477648nn@gmail.com