Επιστήμονες ανακαλύπτουν επίπεδο συνείδησης στην Τεχνητή Νοημοσύνη με μοντέλα που εφαρμόζονται σε ανθρώπους και ζώα

Στα τέλη του 2005, πέντε μήνες μετά από ένα τροχαίο ατύχημα, μια 23χρονη γυναίκα βρισκόταν αναίσθητη στο νοσοκομείο με σοβαρή εγκεφαλική βλάβη και καμία ένδειξη επίγνωσης. Όταν όμως ερευνητές ζήτησαν να φανταστεί ότι παίζει τένις, συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου της που σχετίζονται με την κίνηση ενεργοποιήθηκαν εντυπωσιακά. Το πείραμα αυτό, που σχεδίασε ο νευροεπιστήμονας Adrian Owen και οι συνεργάτες του, υπέδειξε ότι η γυναίκα κατανοούσε τις οδηγίες και επέλεγε να συνεργαστεί — παρά την φαινομενική αδράνεια.

Ο Owen, σήμερα στο Western University στον Καναδά, εισήγαγε μια νέα μέθοδο ελέγχου της συνείδησης. Ενώ παλαιότερες δοκιμές βασίζονταν στην παρατήρηση γενικής εγκεφαλικής δραστηριότητας, αυτή η προσέγγιση εστίαζε σε αντιδράσεις του εγκεφάλου άμεσα συνδεδεμένες με λεκτικές εντολές των ερευνητών.

Έκτοτε, αυτή η μέθοδος εφαρμόστηκε σε εκατοντάδες ασθενείς χωρίς εξωτερικά σημάδια αντίληψης, αποκαλύπτοντας ότι πολλοί διατηρούν εσωτερική ζωή και επίγνωση του περιβάλλοντος τους. Μια μελέτη του 2024 έδειξε ότι ένας στους τέσσερις φυσικά μη ανταποκρινόμενους ασθενείς εμφάνιζε εγκεφαλική δραστηριότητα που υποδείκνυε ικανότητα κατανόησης και εκτέλεσης εντολών φανταστικών δραστηριοτήτων όπως το τένις ή το περπάτημα σε γνώριμο χώρο.

Οι εξετάσεις αυτές βασίζονται σε προηγμένες τεχνικές νευροαπεικόνισης και προς το παρόν περιορίζονται κυρίως στην έρευνα λόγω υψηλού κόστους και εξειδίκευσης. Ωστόσο, από το 2018, ιατρικές οδηγίες άρχισαν να συστήνουν τη χρήση τους στην κλινική πράξη.

Νέες προσεγγίσεις στη διερεύνηση της συνείδησης

Από τότε που εμφανίστηκαν αυτές οι μέθοδοι, οι επιστήμονες αναπτύσσουν τρόπους να ανιχνεύσουν ακόμη βαθύτερα επίπεδα συνείδησης. Το διακύβευμα είναι μεγάλο: δεκάδες χιλιάδες άνθρωποι παγκοσμίως βρίσκονται σε μόνιμη μη ανταποκρινόμενη κατάσταση. Η αξιολόγηση της επίγνωσής τους μπορεί να καθορίσει κρίσιμες αποφάσεις περί θεραπείας ή διατήρησης στη ζωή.

Έρευνες δείχνουν επίσης ότι όσοι ασθενείς παρουσιάζουν κρυφά σημάδια επίγνωσης έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες ανάρρωσης συγκριτικά με όσους δεν εμφανίζουν τέτοια σημάδια. Η ανάγκη για καλύτερα τεστ συνείδησης αφορά πλέον και άλλα είδη: αν ανιχνεύσουμε τη συνείδηση σε άλλα ζώα — όπου μπορεί να εκδηλώνεται με διαφορετικούς τρόπους — θα κατανοήσουμε καλύτερα την εμπειρία τους και θα επηρεαστούν οι πολιτικές προστασίας ζώων.

Παράλληλα, η συζήτηση για το αν η συνείδηση μπορεί να αναδυθεί σε συστήματα τεχνητής νοημοσύνης (AI) εντείνεται. Το 2024, μια ομάδα φιλοσόφων και επιστημόνων υπολογιστών κάλεσε τις εταιρείες AI να δοκιμάσουν τα συστήματά τους για σημάδια συνείδησης και να θεσπίσουν πολιτικές αντιμετώπισής της.

«Αυτά τα σενάρια, που παλιά θεωρούνταν αφηρημένα, γίνονται όλο και πιο πιεστικά», δηλώνει ο γνωστικός νευροεπιστήμονας Anil Seth από το University of Sussex. Τον Απρίλιο, ο Seth και άλλοι ειδικοί συγκεντρώθηκαν στο Durham της Βόρειας Καρολίνας, σε συνέδριο του Duke University για τη διερεύνηση της συνείδησης σε ανθρώπους (με εγκεφαλικές βλάβες, έμβρυα και βρέφη), ζώα και συστήματα AI.

Η εξέλιξη των τεστ συνείδησης

Παρότι οι επιστήμονες αναγνωρίζουν περιθώρια βελτίωσης, πολλοί θεωρούν την ανάπτυξη τεστ βασισμένων στη λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) και το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG) ως μία από τις σημαντικότερες προόδους του πεδίου. «Πριν 40 χρόνια ήταν αδιανόητο να έχουμε πρακτικές μεθόδους για τον έλεγχο της συνείδησης» σε μη ανταποκρινόμενα άτομα, λέει ο νευροεπιστήμονας Christof Koch από το Allen Institute for Brain Science στο Σιάτλ. «Αυτό είναι μεγάλη πρόοδος».

Οι στρώσεις της επίγνωσης

Η επιστημονική κοινότητα διαφωνεί ακόμη για τον ακριβή ορισμό της συνείδησης στους ανθρώπους, αλλά πολλοί την περιγράφουν ως εσωτερική ζωή ή υποκειμενική εμπειρία. Αυτό κάνει τη συνείδηση εγγενώς ιδιωτική: μόνο το ίδιο το άτομο γνωρίζει με βεβαιότητα αν είναι συνειδητό.

Marcello Massimini, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Μιλάνου, παρομοιάζει την αξιολόγηση της συνείδησης με ξεφλούδισμα ενός κρεμμυδιού. Η πρώτη στρώση αφορά παρατηρήσεις εξωτερικής συμπεριφοράς — π.χ., αν ο ασθενής σφίξει το χέρι ή στρέψει το κεφάλι όταν τον καλούν. Η ικανότητα εκτέλεσης τέτοιων εντολών δείχνει επίγνωση.

Οι γιατροί παρακολουθούν επίσης αν ένας μη ανταποκρινόμενος ασθενής παρουσιάζει συνεπή εκούσια κινήση (όπως βλεφαρισμό ή αλλαγή κατεύθυνσης βλέμματος), που θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως μέσο επικοινωνίας. Παρόμοια τεστ εφαρμόζονται στα βρέφη μέσω παρακολούθησης των ματιών τους ως αντίδραση σε ερεθίσματα.

Για όσους μπορούν να ακούσουν και να κατανοήσουν λεκτικές εντολές αλλά δεν ανταποκρίνονται εξωτερικά, η δεύτερη στρώση αφορά την παρακολούθηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας μετά από τέτοια εντολή — όπως στο πείραμα του 2005. «Αν δούμε ενεργοποίηση συγκεκριμένων περιοχών για μια εντολή (π.χ., ενεργοποίηση προκινητικού φλοιού για τένις), αυτό αποτελεί ένδειξη παρουσίας συνείδησης εξίσου αξιόπιστη με το σφίξιμο του χεριού», λέει ο Massimini. Αυτά τα άτομα χαρακτηρίζονται ως έχοντα γνωστικο-κινητική διάσταση (cognitive motor dissociation), δηλαδή κρυφή μορφή επίγνωσης.

Ωστόσο, ο πήχης αυτών των τεστ είναι υψηλός καθώς απαιτούν λεπτά διαρκούς συγκέντρωσης, σημειώνει ο νευρολόγος Nicholas Schiff από το Weill Cornell Medicine, συγγραφέας της μελέτης του 2024 που έδειξε ότι περίπου το 25% των μη ανταποκρινόμενων μπορεί να έχουν επίγνωση. Στην ίδια μελέτη μόλις το 38% όσων είχαν εξωτερικά σημάδια επίγνωσης πέρασαν το τεστ. «Ακόμη και στους υγιείς συμμετέχοντες η αφηρημάδα ή η υπνηλία επηρεάζουν σημαντικά», προσθέτει ο Schiff.

Η αξιολόγηση όσων αποτυγχάνουν στα παραπάνω τεστ απαιτεί τρίτη στρώση: εδώ δεν ζητείται ενεργή συμμετοχή αλλά παρακολουθείται η αντίδραση του εγκεφάλου σε απλά ερεθίσματα.

Καινοτόμες μέθοδοι πέρα από την παραδοσιακή διάγνωση

Σε μελέτη του 2017, οι ερευνητές έπαιξαν ένα 24-δευτερόλεπτο απόσπασμα από την ομιλία ορκωμοσίας του John F. Kennedy, αλλά και μια αντίστροφη εκδοχή του ίδιου αποσπάσματος, σε άτομα με σοβαρή τραυματική εγκεφαλική βλάβη. Μόνο το πρώτο αναμενόταν να προκαλέσει γλωσσική επεξεργασία στον εγκέφαλο· το δεύτερο λειτουργούσε ως έλεγχος. Με fMRI διαπιστώθηκε κρυφή επίγνωση σε τέσσερα από τα οκτώ άτομα χωρίς προηγούμενα εμφανή σημάδια κατανόησης γλώσσας.

Η εφαρμογή τέτοιων προσεγγίσεων εκτός εργαστηριακού περιβάλλοντος είναι πολύπλοκη — απαιτεί κατανόηση των μοτίβων εγκεφαλικής δραστηριότητας που πράγματι αντικατοπτρίζουν τη συνείδηση, καθώς κάποια ερεθίσματα προκαλούν αντιδράσεις χωρίς επίγνωση. «Το θέμα είναι ποιοι είναι οι νευρωνικοί συσχετισμοί της συνειδητής αντίληψης», λέει ο Massimini· «Σημειώνεται πρόοδος αλλά δεν υπάρχει ακόμη συναίνεση».

Υπάρχει και τέταρτη στρώση συνείδησης:

Ο Massimini επισημαίνει πως ίσως κάποιος παραμένει συνειδητός ακόμη κι όταν ο εγκέφαλος είναι πλήρως αποκομμένος από κάθε αισθητήριο ερέθισμα — όπως κατά τη διάρκεια ενός ονείρου ή όταν βρίσκεται κανείς ξαπλωμένος σε σκοτεινό δωμάτιο χωρίς δυνατότητα κίνησης ή αισθήσεων σώματος. Αντί για εξωτερικά ερεθίσματα, θα πρέπει να εντοπιστούν δείκτες συνείδησης μόνο μέσα από τις ίδιες τις εγκεφαλικές λειτουργίες.

Ο Massimini και οι συνεργάτες του εφαρμόζουν τη διακρανιακή μαγνητική διέγερση (TMS) — δηλαδή ηλεκτρομαγνήτες στο κεφάλι — ώστε να διερευνούν την αντίδραση του εγκεφάλου μέσω EEG. Στους υγιείς καταγράφονται σύνθετες αποκρίσεις που αντικατοπτρίζουν πλούσιο διάλογο μεταξύ περιοχών· αυτή η πολυπλοκότητα ποσοτικοποιείται μέσω ενός νέου δείκτη (perturbational complexity index), που είναι υψηλότερος στους ξύπνιους συγκριτικά με τον ύπνο ή τη νάρκωση. Έχει φανεί πως ο δείκτης αυτός αποκαλύπτει παρουσία επίγνωσης ακόμη και σε μη ανταποκρινόμενα άτομα· άλλοι προτείνουν ανάλογα τεστ για τον εντοπισμό εμφάνισης συνείδησης σε έμβρυα.

Tanto o Massimini όσο e o Koch είναι ιδρυτικά μέλη της εταιρείας Intrinsic Powers, με έδρα στο Madison του Wisconsin, που αναπτύσσει εργαλεία ανίχνευσης συνείδησης μέσω αυτής της προσέγγισης.

Πέρα από τον άνθρωπο: Ζώα & τεχνητή νοημοσύνη

Η ανίχνευση της συνείδησης γίνεται δυσκολότερη όσο απομακρυνόμαστε από τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Τα ζώα δεν μπορούν να μεταδώσουν τις υποκειμενικές τους εμπειρίες ενώ η μορφή της συνείδησής τους μπορεί να μας διαφεύγει πλήρως.

Κάποια ανθρώπινα τεστ εφαρμόζονται πειραματικά και σε άλλα είδη· π.χ., η εφαρμογή του perturbational complexity index σε αρουραίους αποκάλυψε μοτίβα παρόμοια με αυτά των ανθρώπων. Συνήθως όμως χρησιμοποιούνται συμπεριφορικά πειράματα που αναζητούν σημάδια αισθαντικότητας — δηλαδή άμεση εμπειρία αισθήσεων ή πόνου.

Σε ένα πείραμα, χταπόδια απέφευγαν σταθερά έναν θάλαμο όπου είχαν βιώσει πόνο· όταν τους χορηγήθηκε αναισθητικό προτίμησαν τον χώρο όπου βρίσκονταν μετά τη χορήγησή του — ένδειξη όχι μόνο άμεσου πόνου αλλά και συνεχιζόμενης δυσφορίας και μνήμης αυτής της εμπειρίας.

Τα ευρήματα αυτά ήδη επηρεάζουν πολιτικές προστασίας ζώων σύμφωνα με τον φιλόσοφο Jonathan Birch, διευθυντή του Jeremy Coller Centre for Animal Sentience στη London School of Economics and Political Science. Ανεξάρτητη ανασκόπηση υπό τον Birch συνέβαλε ώστε είδη όπως τα χταπόδια, τα καβούρια και οι αστακοί να προστατευτούν περισσότερο στη Βρετανία το 2022 βάσει του Animal Welfare (Sentience) Act μαζί με όλα τα σπονδυλωτά.

Το 2024, δεκάδες επιστήμονες υπέγραψαν δήλωση πως υπάρχουν «ισχυρές επιστημονικές ενδείξεις» για ύπαρξη συνείδησης στα θηλαστικά και τα πτηνά καθώς και «τουλάχιστον μια ρεαλιστική πιθανότητα» στα σπονδυλωτά γενικά (ερπετά, ψάρια) αλλά ακόμη και σε αρκετά ασπόνδυλα όπως μαλάκια ή έντομα.

Συνείδηση σε βιολογικά υλικά & μηχανές;

Επιστήμονες ζητούν πλέον σοβαρή συζήτηση σχετικά με το αν βιολογικά υλικά όπως τα οργανίδια εγκεφάλου θα μπορούσαν να γίνουν ποτέ συνειδητά καθώς κι αναζητούν τι θα σήμαινε μια “μηχανική” μορφή επίγνωσης στο μέλλον.

«Αν έρθει η στιγμή που αυτά τα συστήματα αποκτήσουν επίγνωση, είναι προς όφελος όλων μας να το γνωρίζουμε», σημειώνει η νευροεπιστήμονας Liad Mudrik, από το Πανεπιστήμιο Τελ Αβίβ στο Ισραήλ.

Μερικά συστήματα AI όπως τα μεγάλα γλωσσικά μοντέλα (LLMs) μπορούν να απαντούν αν ερωτηθούν αν είναι “συνειδητά”, όμως τέτοιες απαντήσεις δεν αποτελούν ένδειξη επίγνωσης αφού τα LLMs εκπαιδεύονται ώστε να μιμούνται ανθρώπινες αντιδράσεις μέσω αλγορίθμων.

«Δεν θεωρούμε ότι λεκτική συμπεριφορά ή ακόμη κι η επίλυση προβλημάτων αποτελούν ισχυρές αποδείξεις για τη μηχανική επίγνωση», λέει ο φιλόσοφος Tim Bayne, από το Monash University στην Αυστραλία.

Άλλοι ειδικοί υποστηρίζουν πως η AI σήμερα δεν μπορεί ποτέ να αναπτύξει εσωτερική ζωή — θέση που υιοθετεί η θεωρία integrated information theory σύμφωνα με τον Koch· ωστόσο πιθανές νέες τεχνολογίες όπως οι κβαντικοί υπολογιστές ίσως κάποτε στηρίξουν κάποια μορφή εμπειρίας.
Δεν υπάρχουν ακόμα καθιερωμένα τεστ για μηχανική επίγνωση — μόνο προκαταρκτικές προτάσεις βασισμένες στις θεωρίες περί βιολογικής βάσης της ανθρώπινης εμπειρίας.

Μια πρόταση προβλέπει πως αν ένα σύστημα AI μιμηθεί ως έναν βαθμό τους υπολογισμούς που παράγουν την ανθρώπινη εμπειρία στον εγκέφαλο τότε ίσως διαθέτει στοιχειώδη μορφή επίγνωσης — αλλά κανείς δεν γνωρίζει ποια θεωρία όντως περιγράφει σωστά τη γέννηση της ανθρώπινης εμπειρίας.

Άλλη πρόταση προβλέπει εκπαίδευση ενός συστήματος AI χωρίς δεδομένα σχετιζόμενα με τη “συνείδηση” κι έπειτα αξιολόγηση των απαντήσεων του σχετικά με ερωτήματα περί αισθημάτων ή αυτοαντίληψης· ωστόσο πολλοί αμφισβητούν κατά πόσο μπορεί πραγματικά να αποκλειστεί κάθε σχετική πληροφορία ή κατά πόσο μπορούμε γενικά να εμπιστευτούμε τις απαντήσεις μιας μηχανής.

Προς ένα καθολικό τεστ;

Σήμερα τα περισσότερα τεστ σχεδιάζονται για συγκεκριμένο σύστημα — άνθρωπος/ζώο/AI — όμως κάποιοι ειδικοί πιστεύουν πως ίσως υπάρχει κοινός “πυρήνας” μεταξύ όλων των μορφών επίγνωσης.
Το 2020 οι Bayne & Nicholas Shea (University of London) πρότειναν προσέγγιση βασισμένη στη σύγκριση διαφορετικών δεικτών αρχίζοντας πρώτα στους ανθρώπους κι επεκτείνοντας σταδιακά προς άλλα είδη.

Ξεκινώντας εφαρμόζουν υπάρχοντα τεστ σε υγιείς ενήλικες· όσα επιβεβαιώνονται λαμβάνουν υψηλή βαθμολογία αξιοπιστίας.

Στη συνέχεια εφαρμόζουν αυτά τα επιβεβαιωμένα τεστ σε πληθυσμούς όπως άτομα υπό νάρκωση ενώ αναθεωρούν τις αξιολογήσεις ανάλογα με τη συμφωνία των αποτελεσμάτων.

Η διαδικασία επαναλαμβάνεται σταδιακά σε ομάδες όλο πιο διαφορετικές έως ότου συμπεριληφθούν μη ανθρώπινα συστήματα.

«Είναι μια επαναληπτική διαδικασία», εξηγεί η Mudrik.

Κάποιοι εκφράζουν σκεπτικισμό ότι μπορεί ποτέ να υπάρξει καθολικό τεστ χωρίς ευρέως αποδεκτή θεωρία περί της φύσεως της επίγνωσης — κι αυτή μπορεί πραγματικά να επικυρωθεί μόνο στον άνθρωπο.

Ο Bayne σημειώνει πως επειδή δεν υπάρχει “χρυσός κανόνας” αξιολόγησης μεταξύ ομάδων, η στρατηγική τους βασίζεται στη συνεύρεση πολλών στοιχείων.

Η Mudrik εργάζεται τώρα στην πρακτική εφαρμογή αυτής της ιδέας χαρτογραφώντας τα διαφορετικά υπάρχοντα τεστ στους ανθρώπους με διαταραχές επίγνωσης ώστε να συγκριθεί η αποτελεσματικότητά τους· ωστόσο πρόκειται για δαπανηρή διαδικασία λόγω κόστους απεικόνισης κι εργαστηριακής συνεργασίας.

Η επέκταση προς είδη χωρίς λόγο ή εγκέφαλο γίνεται ακόμη πιο σύνθετη καθώς δεν είναι σαφές πώς πρέπει να οργανωθούν οι πληθυσμοί ούτε ποια σειρά εφαρμογής των τεστ είναι κατάλληλη.
Για παράδειγμα δεν γνωρίζουμε αν πρέπει να θεωρούμε ένα σύστημα AI πιο κοντά στον άνθρωπο απ’ ό,τι έναν παπαγάλο ή μια μέλισσα.

«Υπάρχει πολύ δουλειά ακόμη ώστε αυτές οι ιδέες να μετατραπούν σε πραγματικό ερευνητικό πρόγραμμα», καταλήγει η Mudrik.

Πηγή: scientificamerican.com