La coscienza come sistema di memoria, parte 1

consentire ciascuna di queste fasi della memoria episodica. La coscienza lega insieme gli elementi di un'esperienza, consentendo la creazione di una traccia mnestica che può includere dettagli multisensoriali. Nel corso del tempo, la coscienza fornisce un mezzo in cui queste tracce mnestiche possono essere riprodotte, un meccanismo fondamentale per la loro corretta conservazione. Astratto:

Suggeriamo che ci sia confusione tra il motivo per cui la coscienza si è sviluppata e quali funzioni aggiuntive, attraverso la continua evoluzione, ha cooptato. Consideriamo la memoria episodica. Se crediamo che la memoria episodica si sia evoluta esclusivamente per rappresentare accuratamente eventi passati, sembra un sistema terribile, incline all’oblio e ai falsi ricordi. Tuttavia, se crediamo che la memoria episodica sia sviluppata per combinare e riorganizzare in modo flessibile e creativo i ricordi di eventi precedenti per pianificare il futuro, allora è un sistema abbastanza buono. Noi sosteniamo che la coscienza si sia originariamente sviluppata come parte del sistema di memoria episodica, molto probabilmente la parte necessaria per realizzare quella ricombinazione flessibile delle informazioni.

La memoria episodica si riferisce alla capacità delle persone di ricordare informazioni associandole a un tempo, luogo, evento o situazione. Questo tipo di ricordo è molto importante per molti aspetti della vita quotidiana, come ricordare il compleanno di un amico, il prezzo e il percorso indicato dal cassiere, e così via. La memoria, d'altra parte, si riferisce alla capacità generale di come il cervello di una persona elabora e conserva le informazioni, che può influenzare la capacità di una persona di ricordare e ripetere le informazioni.

Esiste un forte legame tra memoria episodica e memoria. La memoria episodica è una forma di memoria. Ricordiamo meglio le informazioni quando le associamo a un momento, un luogo, un evento o una situazione specifici. Questo perché la memoria episodica può utilizzare le nostre esperienze sensoriali ed emotive per migliorare gli effetti della memoria, come la memoria visiva, uditiva, olfattiva ed emotiva. Ciò ci consente di ricordare le informazioni in modo più chiaro perché possiamo richiamarle con i sentimenti e le emozioni associati alla memoria.

Inoltre, la memoria episodica può aiutarci a ricordare rapidamente le informazioni quando ne abbiamo bisogno. Ad esempio, durante gli esami, potremmo studiare e sostenere gli esami in un'aula specifica. In questo modo possiamo collegare l'apprendimento e gli esami con informazioni come l'aspetto, l'atmosfera e il suono di questa classe per aiutarci a ricordare rapidamente le conoscenze richieste durante l'esame.

Tutto sommato, esiste un legame inestricabile tra memoria episodica e prestazioni della memoria. Utilizzando esperienze sensoriali ed emotive per migliorare la memoria, la memoria episodica può effettivamente migliorare la nostra memoria e aiutarci a ricordare e richiamare meglio le informazioni. Pertanto, dovremmo utilizzare il più possibile la memoria episodica per migliorare la nostra memoria e la nostra intelligenza e ottenere risultati migliori nella vita e nel lavoro. Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria. Le Cistanche possono migliorare significativamente la memoria perché la pasta di carne è un materiale medicinale tradizionale cinese con molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della carne macinata deriva da una varietà di principi attivi in ​​essa contenuti, tra cui acido carbossilico, polisaccaridi, flavonoidi, ecc. Questi ingredienti possono promuovere la salute del cervello attraverso vari canali.

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Presumiamo inoltre che la coscienza sia stata successivamente cooptata per produrre altre funzioni che non sono direttamente rilevanti per la memoria di per sé, come la risoluzione dei problemi, il pensiero astratto e il linguaggio. Suggeriamo che questa teoria sia compatibile con molti fenomeni, come la bassa velocità e l’ordine della coscienza a posteriori, che non possono essere spiegati bene da altre teorie. Crediamo che la nostra teoria possa avere profonde implicazioni per la comprensione dell’azione intenzionale e della coscienza in generale.

Inoltre, suggeriamo che la memoria episodica e i suoi sistemi di memoria associati di memoria sensoriale, di lavoro e semantica nel loro insieme dovrebbero essere considerati insieme come il sistema di memoria cosciente in quanto, insieme, danno origine al fenomeno della coscienza. Infine, suggeriamo che la corteccia cerebrale sia la parte del cervello che rende possibile la coscienza e che ogni regione corticale contribuisca a questo sistema di memoria cosciente.

Parole chiave:

Coscienza, memoria episodica, corteccia cerebrale, correlati neurali della coscienza.

Quando consideriamo la coscienza, sorgono naturalmente diverse domande. Perché si è sviluppata la coscienza? A cosa serve la coscienza? Se la coscienza è sviluppata per aiutarci a pianificare e ad agire per il futuro, perché è così difficile da controllare? Perché la consapevolezza è così difficile? E del resto, se le nostre azioni sono sotto il nostro controllo cosciente, perché mettersi a dieta (e resistere ad altri impulsi) è così difficile per la maggior parte di noi?

Perché sembra che siamo osservatori, che scrutiamo il mondo attraverso i nostri occhi mentre siamo seduti nel proverbiale teatro cartesiano? Perché parliamo, secondo le parole di William James, di “flusso di coscienza”? Possiamo svolgere attività complicate (come guidare) senza esserne consapevoli?

Gli animali sono coscienti (e se sì, quali)? Esistono disturbi dello sviluppo, neurologici o psichiatrici che sono disturbi della coscienza?

Naturalmente ci sono state molte risposte a queste domande negli ultimi 2500 anni. Ci auguriamo di fornire nuove risposte a queste e a molte domande correlate in questo articolo.

DEFINIZIONI

Prima di tentare di rispondere a queste domande, dovremmo chiarire cosa intendiamo quando usiamo la parola coscienza. Per la maggior parte intendiamo ciò che William James (1890) intendeva quando usò il termine: la nostra esperienza di percepire, pensare, emozionare e agire. L'autocoscienza, cioè l'essere coscienti di noi stessi come entità pensanti (à la Cartesio), sarebbe certamente inclusa in ciò che intendiamo, ma solo una piccola parte di esso. Allo stesso modo, i vari cosiddetti livelli di coscienza, misurati dalla Glasgow Coma Scale (Teasdale e Jennett, 1974), tra cui cosciente, confuso, delirante, sonnolento, ottuso, stuporoso e in coma (Posner et al, 2019), sarebbero essere incluso nel nostro utilizzo.

Qualsiasi comprensione della coscienza dovrebbe anche essere coerente con le quattro proprietà fondamentali che emergono dallo studio della sua fenomenologia: intenzionalità, unità, selettività e transitorietà (Schacter et al, 2019). La coscienza è diretta verso un oggetto; si tratta di qualcosa (cioè, intenzionalità). Sperimentiamo la coscienza come unificata, come un'unica esperienza, piuttosto che come esperienze separate di viste, suoni, odori, pensieri, sentimenti e così via (cioè unità). Possiamo essere consapevoli di alcune cose e non di altre (cioè della selettività). Gli oggetti della coscienza sono presenti transitoriamente; i contenuti della coscienza tendono a cambiare (cioè, transitorietà).

Definire gli effetti postdittivi sarà importante per comprendere la nostra teoria della coscienza. Per quanto controintuitivo possa sembrare, negli effetti postdittivi, uno stimolo successivo può influenzare la percezione di uno stimolo precedente, oppure gli stimoli precedenti e successivi possono influenzarsi reciprocamente (Herzog et al, 2020; Michel e Doerig, 2021; Sergent, 2018).

Desideriamo mantenere l'uso conscio della parola nel senso comune quando diciamo: "Ero così preso dai miei pensieri che, guidando senza avere coscienza di dove stavo andando, mi sono ritrovato seduto nel parcheggio vuoto del lavoro, nonostante l'intenzione di andare all'ufficio postale." Vogliamo anche mantenere l'idea di avere una consapevolezza inconscia, come quando vediamo il nostro amico, siamo sicuri che qualcosa sia diverso in lui, ma ci vuole un minuto per capire che ha un nuovo taglio di capelli. Vorremmo separare questa idea di consapevolezza inconscia, che può contenere un sentimento conscio (come la familiarità) senza un'esperienza pienamente cosciente, dalla conoscenza inconscia, che può influenzare le nostre azioni senza alcuna consapevolezza (come il priming).

Block (2011) e altri hanno promulgato l'idea di due aspetti separati della coscienza. La coscienza fenomenica è ciò che significa per noi avere un'esperienza. L'accesso alla coscienza avviene quando le rappresentazioni vengono rese disponibili all'elaborazione cognitiva.

I PROBLEMI

James (1890) usò notoriamente la frase "flusso di coscienza" come metafora per descrivere la sensazione intuitiva che non ci sono solo "adesso" ma anche eventi "a valle" che si sono verificati nel passato ed eventi "a monte" che arriveranno. passaggio. Perché la coscienza si sente in questo modo quando sappiamo che il cervello sta elaborando enormi quantità di informazioni in parallelo? E la coscienza fluisce linearmente con il tempo, come implica questa metafora?

Gli effetti postdittivi e altri effetti di ordine lo hanno dimostrato, su scala temporale<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).

Esperimenti condotti con individui che hanno subito una lesione cerebrale hanno dimostrato che la coscienza non è necessaria per eseguire diverse attività che di solito riteniamo richiedano consapevolezza cosciente (Weiskrantz et al, 1974). Infine, la consapevolezza è difficile, il che suggerisce che controllare i nostri pensieri coscienti non è facile da fare, cosa abbastanza strana se lo scopo della coscienza è permetterci di controllare i nostri pensieri e le nostre azioni. Esamineremo qui questi problemi, insieme al modo in cui questi problemi ci portano al problema più grande: lo scopo della coscienza.

Problemi d'ordine: la coscienza dopo la percezione, la decisione, l'azione

Ci sono molti esempi in cui la coscienza associata a una percezione, decisione o azione sembra verificarsi solo dopo che si è verificata la percezione, decisione o azione fisiologica. Questo ordine è incompatibile con l'idea che le percezioni, le decisioni e le azioni siano possibili solo quando sono presenti consapevolezza e pensiero coscienti.

Rintocchi delle campane e cocktail party

Un esempio spesso citato è tratto da Exner, citato da James (1890) in The Principles of Psychology (e spesso attribuito a James): "Le impressioni alle quali siamo disattenti lasciano nella memoria un'immagine così breve che di solito viene trascurata. Quando profondamente assorbiti, non sentiamo i rintocchi dell'orologio. Ma la nostra attenzione può risvegliarsi dopo che i rintocchi sono cessati, e possiamo allora contare i rintocchi." Il problema qui è come possiamo diventare coscienti di qualcosa dopo che è accaduto. Ne eravamo coscienti nel momento in cui è avvenuto, oppure no?

Un altro esempio comune, che quasi tutti hanno sperimentato durante un cocktail party, è che sentiamo pronunciare il nostro nome, la nostra attenzione si concentra improvvisamente e possiamo quindi ricordare la parte precedente della frase in cui è stato menzionato il nostro nome (Blackmore, 2017). . Com'è possibile che la nostra coscienza possa lavorare all'indietro per percepire la parte precedente della frase a cui non stavamo prestando attenzione?

Block (2011) e altri potrebbero sostenere che la risposta semplice a questi due problemi di ordine è che eravamo fenomenicamente coscienti dei suoni dell’orologio e della prima parte della frase, ma che il nostro accesso alla coscienza è avvenuto solo più tardi. Sebbene attraente, crediamo che questa non sia la migliore spiegazione per questo fenomeno.

Effetti postdittivi

Di seguito esaminiamo alcuni dei tanti effetti postdittivi creati sperimentalmente; vedere Sergent (2018), Herzog et al (2020) e Michel e Doerig (2021) per revisioni complete di questi effetti e delle loro implicazioni per le teorie della coscienza.

Conigli cutanei.

Nell'illusione cutanea del coniglio, tendiamo un braccio mentre guardiamo dall'altra parte. Lo sperimentatore quindi picchietta rapidamente a intervalli esattamente uguali con la stessa pressione cinque volte sul nostro polso, tre volte vicino al gomito e due volte vicino alla spalla. Ciò produce la strana sensazione come se un coniglietto corresse sul nostro braccio – non tre gruppi separati di colpi (Geldard e Sherrick, 1972). Alcuni modelli bayesiani possono replicare fedelmente questa illusione e quindi in un certo senso spiegarla (Goldreich, 2007), ma ciò che non viene spiegato è come il cervello sappia dove posizionare i colpi intermedi che corrono lungo l'avambraccio dal polso al gomito prima del gomito. si sono verificati dei colpi. Se pensiamo alla coscienza nel senso ordinario, semplicemente non ha senso. Blackmore (2017, p. 40) ha esposto molto bene il problema quando ha affermato:

Se ti attieni all'idea naturale che ogni rubinetto (ad esempio il quarto) deve essere stato conscio o inconscio (nel flusso o meno), allora ti ritrovi in ​​una grande confusione. Ad esempio, potresti dover dire che il terzo tocco è stato sperimentato consapevolmente nel posto giusto (cioè sul polso), ma poi più tardi, dopo che si è verificato il sesto tocco, questa memoria è stata cancellata e sostituita con l'esperienza cosciente dell'evento. a metà strada tra polso e gomito. Se non ti piace questa idea, potresti preferire dire che la coscienza è stata trattenuta per un po' di tempo, aspettando che arrivassero tutti i tocchi prima di decidere dove posizionarli ciascuno. In questo caso, il quarto tocco è rimasto inconscio fino a dopo il sesto tocco ed è stato poi rimandato indietro nel tempo per essere collocato al suo posto corretto nel flusso di coscienza.

In questa illusione, la coscienza semplicemente non riesce a catturare ciò che sta accadendo mentre accade.

Colore Phi Illusion

Nel suo libro Consciousness Explained, Dennett (1991) discute ampiamente dell'illusione del colore phi. In questa illusione, uno spettatore guarda un punto blu nella parte superiore di un fotogramma, seguito da uno schermo vuoto e poi un punto rosso nella parte inferiore del fotogramma, il tutto in rapida successione. Lo spettatore poi segnala due cose strane. Innanzitutto, lo spettatore sperimenta una sensazione di movimento, come se il primo punto si muovesse verso il basso; in secondo luogo, lo spettatore crede che la macchia cambi colore bruscamente e si trovi nel mezzo del suo percorso illusorio (Kolers e von Grünau, 1976). Il problema, ovviamente, è che non ha senso per lo spettatore sperimentare consapevolmente il movimento verso il basso o il cambiamento di colore prima che il secondo punto venga percepito consapevolmente. Come (e perché) accadono questi fenomeni?

Keuninckx e Cleeremans (2021, p. 1) hanno recentemente suggerito che l'illusione del colore phi può semplicemente essere correlata alla "elaborazione sensoriale dinamica e non lineare intrinseca nel cervello" e non correlata alla coscienza, di per sé. Questa è un’idea interessante che discuteremo più avanti nel contesto della nostra teoria.

Effetti di fusione dei colori

In questa illusione, quando viene presentato un disco rosso per 40 ms, lo spettatore vede un disco rosso. Tuttavia, quando un disco rosso viene presentato per 40 ms seguito da un disco verde presentato per 40 ms nella stessa posizione, lo spettatore vede un singolo disco giallo (Pilz et al, 2013). Perché la nostra percezione cosciente fonde i due colori? In che modo la presentazione successiva del disco verde interferisce con la percezione precedente del disco rosso?

Conigli audiovisivi illusori e invisibili.

Gli effetti postdittivi possono essere crossmodali. In un esperimento vengono presentati tre flash, ciascuno abbinato a un suono. Quando i suoni si ripetono ma viene omesso il lampo centrale, si percepisce un lampo illusorio. Al contrario, quando sono presenti tutti e tre i lampi ma il suono centrale è assente, il lampo centrale non viene percepito (Stiles et al, 2018). Perché si verificano queste illusioni postdittive?

Stimolazione magnetica transcranica.

Gli effetti postdittivi possono essere prodotti dalla stimolazione cerebrale. In un ingegnoso esperimento, gli impulsi di stimolazione magnetica transcranica (TMS) alla corteccia occipitale a vari intervalli di tempo da 20 a 370 ms dopo che gli stimoli erano stati trasmessi, alteravano il modo in cui gli stimoli venivano percepiti. Pertanto, l’impulso TMS stesso ha agito come uno stimolo postdittivo, che ha avuto effetti diversi a seconda di quando è stato applicato l’impulso TMS (Scharnowski et al, 2009). In che modo la stimolazione cerebrale, diverse centinaia di ms dopo uno stimolo, può alterare la percezione?

Prima la corteccia motoria, poi la decisione cosciente di muoversi

In uno degli esempi più convincenti di questo problema della coscienza che si verifica dopo decisioni e azioni, Dennett (1991) descrisse un esperimento eseguito dal neurochirurgo W. Gray Walter nel 1963. Ai pazienti a cui erano stati impiantati elettrodi nella corteccia motoria venivano sottoposti un proiettore per diapositive e gli è stato detto che potevano far avanzare le diapositive premendo il pulsante su un controller. Tuttavia, il controller era falso: non era collegato al proiettore. Ciò che faceva avanzare i vetrini era un segnale proveniente dagli elettrodi impiantati.

I pazienti hanno sperimentato che il proiettore di diapositive anticipava le loro decisioni. Come ha descritto Dennett (1991, p. 167): "Hanno riferito che proprio mentre stavano 'per' premere il pulsante, ma prima che avessero deciso di farlo, il proiettore avrebbe fatto avanzare la diapositiva - e si sarebbero ritrovati a premere il pulsante". pulsante con la preoccupazione che facesse avanzare la diapositiva due volte!" La visione della coscienza basata sul senso comune ci dice che la decisione cosciente di agire precede e causa l'azione stessa. Come spieghiamo questo strano fenomeno in cui le azioni motorie avvengono prima della decisione cosciente di compiere tali azioni? Come potrebbe l’effetto precedere la causa?

Sensazioni coscienti riferite a ritroso nel tempo

Oltre ai problemi di ordine, ci sono anche situazioni in cui le sensazioni coscienti vengono rimandate indietro nel tempo.

Cronostasi

L'illusione dell'orologio fermo è un esempio dell'illusione multisensoriale della cronostasi (Hodinott-Hill et al, 2002). In questa illusione, lo spettatore fa una saccade all'orologio con la lancetta dei secondi. Come in tutte le saccadi, la percezione delle informazioni visive durante la saccade è mascherata per impedire allo spettatore di sperimentare il motion blur. Una volta completata la saccade, lo spettatore si concentra sull'orologio. L'esperienza dello spettatore è che l'orologio sembra impiegare più di 1 secondo perché la lancetta dei secondi si muova. La spiegazione è che l'informazione sensoriale dell'immagine dell'orologio che gli occhi ricevono dopo la fissazione viene proiettata indietro nel tempo per riempire il periodo in cui lo spettatore stava effettuando la saccade (Thilo e Walsh, 2002). Ma come si può proiettare una sensazione indietro nel tempo?

Stimolazione della mano rispetto alla corteccia somatosensoriale

Facendo seguito a un precedente esperimento in cui producevano sensazioni coscienti stimolando direttamente la corteccia (Libet et al, 1964), Libet et al (1979) hanno prodotto l'esperienza cosciente di un formicolio nella mano di un partecipante stimolando il dorso della mano o stimolando direttamente la corteccia somatosensoriale controlaterale del cervello. Se assumiamo che l'esperienza cosciente sia correlata alla corteccia somatosensoriale che riceve la stimolazione, perché gli impulsi avviati nella mano devono viaggiare dalla mano attraverso il polso, l'avambraccio (nervo radio o ulnare), il braccio (nervo brachiale), la spalla ( plesso brachiale), collo (nervi spinali e midollo spinale) e testa (compreso il tronco encefalico, la capsula interna e la corona radiata): ci aspetteremmo che la stimolazione della corteccia venga notata più rapidamente rispetto alla stimolazione della mano. Sono stati trovati due risultati sorprendenti. Innanzitutto, in ciascun caso, è trascorso molto tempo, circa 500 ms, dall'inizio dello stimolo fino all'esperienza cosciente. In secondo luogo, come hanno scritto Libet e colleghi (1979, p. 222): "Dopo che è stata raggiunta l'adeguatezza neuronale ritardata, c'è un rinvio soggettivo dell'esperienza sensoriale indietro nel tempo per coincidere con questo 'indicatore temporale' iniziale."

Cosa significa riferire un'esperienza cosciente “indietro nel tempo”? Molti scienziati e filosofi hanno fornito spiegazioni per questi risultati e per le conclusioni del 1979 di Libet e colleghi (Churchland, 1981; Dennett, 1991). Non abbiamo prove che qualcuno di loro abbia torto; pensiamo semplicemente che la nostra teoria fornisca una spiegazione più parsimoniosa di queste osservazioni. Come vedremo, il rinvio a ritroso nel tempo non rappresenta una sfida per la nostra teoria.

Problemi di tempistica: la coscienza è troppo lenta

L’esperimento di Libet e colleghi (1979) solleva un altro problema della coscienza che Blackmore (2017) ha affermato esplicitamente: La coscienza è troppo lenta. Ricordiamo che Libet e colleghi (1979) scoprirono che passavano circa 500 ms dall'inizio dello stimolo fino al verificarsi dell'esperienza cosciente. Blackmore (2017) ci ha ricordato quanto sia lungo quel periodo di tempo dal punto di vista neurofisiologico, dove gli impulsi viaggiano a velocità fino a 100 m/secondi. Se occorrono 500 ms (abbastanza tempo affinché un impulso viaggi fino a 50 m) affinché si verifichi l’esperienza cosciente, allora la coscienza è troppo lenta per svolgere un ruolo attivo e di controllo in molte attività, tra cui fare sport e fare musica.

Si stima che i giocatori di baseball professionisti debbano decidere se effettuare lo swing su un lancio entro 125 ms dopo aver lasciato la mano del lanciatore, e che la palla attraversi il piatto entro 300-400 ms dopo aver lasciato la mano del lanciatore (Science Non-Fiction , 2016). Il tempo di reazione ordinario misurato facendo clic con il mouse in risposta a una stimolazione uditiva, tattile o combinata uditiva/tattile ha prodotto velocità in uno studio che andavano da ~210 a 320 ms per la maggior parte delle persone, ma era fino a 100-210 ms nei musicisti esperti (Landry e Champoux, 2017). Come possiamo essere consapevolmente responsabili delle nostre azioni se le nostre azioni si verificano molto più velocemente dei nostri pensieri coscienti?

Pazienti con lesioni

Gli individui con disturbi neurologici possono aiutarci a comprendere la coscienza. Alcuni individui con lesioni cerebrali non sono in grado di eseguire consapevolmente un compito ma, quando viene chiesto di svolgere il compito inconsciamente (indovinare o semplicemente eseguire il compito senza pensarci), possono farlo.

Agnosia appercettiva visiva

In uno studio di Ganel e Goodale (2019), una paziente con agnosia appercettiva visiva non era in grado di percepire e riferire consapevolmente la dimensione o la forma degli oggetti, tuttavia era in grado di ridimensionare correttamente la sua presa per raccoglierli. Era anche in grado di eseguire azioni con precisione, come inserire le carte nelle fessure di diversi angoli, nonostante non fosse in grado di percepire o riportare consapevolmente gli angoli. Come è possibile questa performance senza consapevolezza cosciente? Inoltre, questa dissociazione tra percezione visiva imprecisa e ridimensionamento accurato della presa può essere prodotta anche in individui con vista normale (Aglioti et al, 1995; Chen et al, 2015); ancora una volta, come è possibile se le nostre azioni sono controllate consapevolmente?

Vista cieca

La vista cieca causa problemi di coscienza simili a quelli osservati nei pazienti con agnosia appercettiva visiva (Kentridge et al, 2008; Poppel et al, 1973; Weiskrantz et al, 1974). Gli individui con vista cieca sono corticalmente ciechi in almeno un emicampo; non può vedere consapevolmente gli oggetti in quell'emicampo; eppure si comportano al di sopra del caso quando viene loro chiesto di indovinare, indicare o agire in altro modo in base a uno stimolo visivo nel loro campo cieco. Le spiegazioni del fenomeno fisiologico includono isole corticali preservate; dissociazione tra un flusso inconscio dorsale, legato all'azione, e un flusso conscio ventrale, legato alla percezione (Brogaard, 2011); e informazioni visive che raggiungono strutture sottocorticali come i collicoli superiori e i nuclei genicolati laterali. Queste spiegazioni fisiologiche, tuttavia, non riescono ancora a spiegare i fenomeni, indipendentemente dalle loro basi biologiche. Come è possibile puntare con precisione gli oggetti ed eseguire compiti simili quando tali oggetti non possono essere visualizzati consapevolmente?

Consapevolezza

La consapevolezza è un problema perché è difficile. Chiunque abbia provato a praticare la consapevolezza sa che è difficile. Ma se, come vuole una visione della coscienza basata sul buon senso, la nostra coscienza (cioè la coscienza di accesso) si è evoluta per consentirci di eseguire ragionamenti astratti di alto livello utilizzando il linguaggio, la logica, le abilità visuospaziali o altre capacità cognitive per consentirci di eseguire azioni intenzionali, quindi controllare i nostri pensieri dovrebbe essere facile. Allora perché la consapevolezza è così difficile? Perché è così difficile per noi controllare i nostri pensieri coscienti?

Mancanza di un ruolo causale apparente per la coscienza

L’idea che sia difficile controllare i nostri pensieri e che individui con lesioni cerebrali e nessuna percezione cosciente rilevante possano ancora svolgere compiti che intuitivamente riteniamo debbano richiedere la coscienza porta all’interessante – e per la maggior parte delle persone, scomodo – pensiero che forse la coscienza è epifenomenale. . Molti ricercatori (ad esempio Chalmers, 2010) hanno sottolineato questo punto, sostenendo che potrebbero esserci zombie filosofici che agiscono come se fossero coscienti ma non lo sono. Alcuni tratti biologici sopravviveranno attraverso la selezione naturale solo incidentalmente perché sono sorti in associazione con un tratto adattativo (Gould e Lewontin, 1979). La coscienza è così, semplicemente epifenomenica? Forse la coscienza sembra essere epifenomenica solo perché stiamo cercando nel posto sbagliato per trovarne il ruolo causale. Potrebbe la coscienza essere un epifenomeno riguardo alle percezioni, alle decisioni e alle azioni, ma svolgere un importante ruolo causale in qualche altra funzione?

In che modo la coscienza contribuisce al successo evolutivo?

Per riassumere, la coscienza spesso si verifica dopo che la percezione, la decisione e l'azione hanno avuto luogo, in parte perché la coscienza è troppo lenta per partecipare a molti eventi in tempo reale. La coscienza ci inganna in molti modi diversi, creando illusioni visive e tattili. Sappiamo da individui con varie lesioni cerebrali che una varietà di giudizi e azioni possono verificarsi senza percezione cosciente, suggerendo che, sebbene la coscienza sia comunemente presente, non è necessaria per svolgere almeno alcuni tipi di compiti. Infine, la coscienza è difficile da controllare, cosa che sembra molto strana se si è evoluta per permetterci di eseguire il ragionamento complesso necessario per l’azione intenzionale.

Tutti questi problemi ci portano a una delle domande più importanti riguardo alla coscienza: cosa fa la coscienza? In che modo la coscienza contribuisce al successo evolutivo degli esseri umani?

LA COSCIENZA COME SISTEMA DI MEMORIA

I problemi discussi finora dimostrano quante difficoltà ci siano se prendiamo semplicemente per oro colato l’idea che il ruolo della coscienza è quello di consentire il verificarsi delle nostre percezioni, decisioni e azioni. In questo contesto, siamo pronti a spiegare la nostra teoria secondo cui la coscienza è, nella sua essenza, un sistema di memoria.

La coscienza fa parte del sistema di memoria episodica

Tulving (1985) ha descritto la memoria episodica come l’insieme di processi che ci permettono di viaggiare mentalmente nel tempo e rivivere un momento passato nel tempo. Per poterlo fare, dobbiamo prima prendere le informazioni che arrivano attraverso le nostre riserve sensoriali e la nostra memoria di lavoro e poi creare una rappresentazione mentale di un momento nel tempo; questo è il processo di codifica. Se vogliamo che quella rappresentazione sia accessibile in seguito, dobbiamo conservarla in una forma durevole; questo è il processo di consolidamento. E, quando vogliamo riflettere in seguito su quel momento, dobbiamo impegnarci in processi di recupero per farlo.

Sosteniamo che una funzione della coscienza – e, cosa più importante, ciò per cui si è inizialmente sviluppata – è quella di consentire ciascuna di queste fasi della memoria episodica. La coscienza lega insieme gli elementi di un'esperienza, consentendo la creazione di una traccia mnestica che può includere dettagli multisensoriali. Nel corso del tempo, la coscienza fornisce un mezzo in cui queste tracce mnestiche possono essere riprodotte, un meccanismo fondamentale per la loro corretta conservazione.

Questa idea è stata accennata o suggerita in qualche forma per decenni (Dafni-Merom e Arzy, 2020). Nel 1985, Tulving (p. 2) scrisse: "Ricordare è un'esperienza cosciente. Ricordare un evento significa essere coscientemente consapevoli ora di qualcosa che è accaduto in un'occasione precedente". L'autore ha spiegato inoltre che diversi sistemi di memoria sono caratterizzati da diversi tipi di coscienza: memoria procedurale da coscienza anoetica (inconsapevole), memoria semantica da coscienza noetica (conoscenza) e memoria episodica da coscienza autonoetica (conoscenza di sé).

Nel 1995, Moscovitch (p. 1341) scrisse: "La coscienza è una proprietà intrinseca della traccia mnestica, essendo legata ad essa insieme ad altri aspetti dell'evento vissuto dall'ippocampo e dalle strutture ad esso correlate... Per quanto riguarda il ricordare, e forse riguardo nessun'altra funzione, la coscienza è anche una proprietà intrinseca dell'oggetto stesso della nostra apprensione." Tuttavia, come mostrano questi esempi, la relazione tra memoria episodica e coscienza viene normalmente spiegata nel senso inverso, ovvero che le memorie episodiche legano insieme le esperienze coscienti e non, come stiamo suggerendo, che l’esperienza cosciente è il processo di ricordare.

Anche Cleeremans (2011) ha suggerito, nella sua tesi sulla plasticità radicale, che l’apprendimento e la memoria sono necessari per lo sviluppo della coscienza. Secondo lui, il cervello "impara" a essere cosciente tentando continuamente di prevedere le conseguenze delle sue azioni sia su se stesso che sul mondo esterno. Questa attività produce metarappresentazioni che, combinate con il valore emotivo ad esse associato, producono esperienza cosciente. Pertanto, sebbene nella tesi di Cleeremans l'apprendimento, la memoria e la plasticità siano necessari per la coscienza, le sue opinioni sono abbastanza diverse dalla nostra teoria.

Si ritiene ora che la memoria episodica abbia valore non solo per la sua capacità di rappresentare il passato, ma anche per la sua utilità nel consentire l'uso delle esperienze passate per aumentare la comprensione del momento presente e fare previsioni su eventi futuri (Schacter et al, 2007 ; Suddendorf e Corballis, 2007). Al momento del recupero, queste tracce di eventi episodici possono essere combinate e riorganizzate in modo flessibile e creativo nella coscienza per consentire l’anticipazione, la pianificazione futura e l’azione intenzionale. Se consideriamo che la coscienza si è sviluppata come una parte critica del sistema di memoria episodica, crediamo che tutte le domande che ci siamo posti possano avere una risposta e che tutti i problemi che abbiamo sollevato possano essere risolti – o semplicemente smettono di sembrare simili. i problemi.

Per approfondire, la nostra teoria della coscienza rifiuta l’idea che la coscienza inizialmente si sia evoluta per permetterci di dare un senso al mondo e agire di conseguenza, e poi, in un momento successivo, la memoria episodica si sia sviluppata per immagazzinare tali rappresentazioni coscienti. La nostra teoria è che la coscienza si è sviluppata con l’evoluzione della memoria episodica in modo semplice – e potente – per consentire il fenomeno del ricordo. Consideriamo il fatto che la nostra capacità di immaginare le cose nella coscienza è vincolata e correlata alla nostra memoria episodica (James, 1890; Moulton e Kosslyn, 2009) come un’altra prova a sostegno dell’idea che la coscienza si sia evoluta come parte della memoria episodica.

Oggi, la coscienza certamente partecipa a funzioni che generalmente non associamo alla memoria episodica, come la risoluzione dei problemi, il ragionamento astratto e il linguaggio. Noi sosteniamo che tali funzioni si siano sviluppate più tardi nella storia evolutiva, dopo che la coscienza stava già funzionando per fornire il contenuto delle rappresentazioni della memoria episodica.

Coscienza, memoria sensoriale, memoria di lavoro, memoria episodica e memoria semantica fanno parte dello stesso sistema

A questo punto vorremmo chiarire la distinzione tra coscienza e memoria di lavoro, ovvero la capacità di tenere a mente le informazioni e manipolarle. La nostra teoria è del tutto coerente con le idee avanzate da Baddeley, Hitch e altri riguardo al circuito fonologico, al taccuino visuospaziale, all'esecutivo centrale e al buffer episodico (Repovs e Baddeley, 2006). Inoltre, vorremmo sostenere – insieme a molti altri – che sebbene possiamo dividere la memoria sensoriale, di lavoro, episodica e semantica in sistemi separati, nel cervello sano questi sistemi funzionano perfettamente insieme come un unico sistema (Renoult et al, 2019; Repovs e Baddeley, 2006).

Le informazioni di cui siamo consapevolmente consapevoli dai nostri sensi, tramite la memoria sensoriale o da depositi di memoria a lungo termine entrano nella memoria di lavoro. Ad esempio, supponiamo che stiamo camminando nel nostro quartiere quando sentiamo un abbaio. Queste informazioni uditive sono presenti nella nostra memoria sensoriale per pochi secondi, ma sono sufficienti per trasferirle nella nostra memoria di lavoro. Una volta nella nostra memoria di lavoro, queste informazioni uditive agiscono come un segnale che innesca il recupero di un ricordo episodico della settimana scorsa, quando il cane che abbaia in particolare ci ha inseguito fino al confine della sua proprietà! Ora che l'informazione sensoriale dell'abbaio e l'esperienza dell'inseguimento della settimana scorsa sono riunite nella nostra memoria di lavoro, non è difficile immaginare il futuro: è probabile che il cane ci insegua di nuovo. Senza aspettare che il cane ci insegua, attraversiamo velocemente la strada.

Quindi abbiamo la memoria sensoriale, la memoria di lavoro e la memoria episodica che ci aiutano a percepire, ricordare, immaginare e agire. Ma dove entra in gioco la coscienza? Sosteniamo che sentiamo la corteccia quando ne siamo coscientemente consapevoli. Ricordiamo consapevolmente l'inseguimento della scorsa settimana quando recuperiamo gli elementi dell'esperienza precedente e costruiamo una rappresentazione cosciente di quell'esperienza precedente nella memoria di lavoro. Senza sforzo, immaginiamo consapevolmente il cane che ci insegue di nuovo. E – consapevolmente con deliberazione o automaticamente e inconsciamente senza deliberazione – attraversiamo la strada. In questo esempio, consideriamo la coscienza come necessaria per le percezioni della memoria sensoriale, il recupero di ricordi episodici e l'immaginazione del futuro che potrebbe aver portato alla nostra azione di attraversare la strada. Consideriamo la coscienza come parte integrante della memoria sensoriale, della memoria di lavoro e della memoria episodica e, in questo modo, consideriamo tutti questi elementi come parte dello stesso sistema di memoria.

Ora noteremo che non abbiamo bisogno della coscienza per l'azione che abbiamo compiuto attraversando la strada. Potremmo giustamente notare che neanche noi abbiamo bisogno della memoria episodica. Abbiamo solo bisogno del condizionamento operante per sentire l'abbaiare e attraversare la strada. Questo è uno dei motivi per cui abbiamo scelto questo particolare esempio. Ci sono due punti che vorremmo sottolineare qui.

Innanzitutto, questo è ancora un altro esempio in cui, almeno a livello superficiale, la coscienza non sembra essere necessaria. Allora perché la coscienza è presente? Ora abbiamo una spiegazione che non avevamo quando abbiamo discusso per la prima volta questo problema: la coscienza è necessaria per ricordare questo evento. Potrebbe la coscienza essere epifenomenica riguardo al cane che abbaia e al nostro camminare dall’altra parte della strada? SÌ. Ma non potrebbe essere epifenomenico nel formare e recuperare una memoria episodica; quindi, sosteniamo che la coscienza è essenziale.

In secondo luogo, riteniamo che la nostra memoria episodica cosciente del cane che abbaia sia di fondamentale importanza in molte situazioni. Uno è quando gli stimoli e l’ambiente non sono abbastanza simili da innescare la risposta condizionante. Un altro è quando viene attivata la risposta condizionante ma la situazione ci richiede di scegliere azioni diverse da quelle a cui siamo condizionati. In entrambe queste situazioni, la capacità di recuperare consapevolmente ricordi diversi e di immaginare scenari diversi è fondamentale per prendere decisioni che potrebbero avere implicazioni evolutive, come sottolineato da Schacter et al (2007) e Suddendorf e Corballis (2007). Gli individui con memoria episodica compromessa mostrano una compromissione della capacità di apprendere dai propri errori precedenti nonostante mostrino una memoria implicita quasi normale (Baddeley e Wilson, 1994), dimostrando ancora una volta che la memoria episodica cosciente è fondamentale per l'apprendimento che porta a prestazioni future flessibili.

Ora, sarebbe certamente utile poter generalizzare la nostra esperienza con questo particolare cane ad altri cani, in modo che, se stiamo prendendo una scorciatoia attraverso il cortile di un altro vicino e il suo cane inizia ad abbaiare, sapremo che dobbiamo spostarci allontanarsi rapidamente dalla loro proprietà anche prima che il cane inizi a inseguirci. Questa capacità di formare fatti generali a partire da eventi specifici archiviati nella memoria episodica è, ovviamente, un modo per definire la memoria semantica. Qui, vorremmo semplicemente sottolineare il punto (che anche molti altri hanno [ad esempio, Janssen et al, 2022; Renoult et al, 2019]) che sebbene possiamo vedere la memoria semantica come un sistema di memoria separato, possiamo certamente pensare considerarla parte dello stesso sistema della memoria episodica.

La nostra visione differisce dalla teoria dello spazio di lavoro globale di Baars

Successivamente, vorremmo commentare la teoria dello spazio di lavoro globale della coscienza proposta da Baars (2005) e ampliata da altri (ad esempio, Gaillard et al, 2009). Per spiegare questa teoria, Baars (2005, p. 46) ha utilizzato la metafora di un teatro in cui la coscienza "assomiglia a un punto luminoso sul palcoscenico della memoria immediata, diretto lì da un riflettore di attenzione sotto la guida esecutiva". Sebbene la nostra teoria della coscienza sia per lo più coerente con la teoria dello spazio di lavoro globale, la differenza principale è che la nostra teoria aggiunge lo scopo originale della coscienza: permetterci di immagazzinare esperienze precedenti nella memoria episodica.

Baars (2005) ha delineato sei affermazioni teoriche; i nostri commenti su queste affermazioni sono i seguenti. Nella rivendicazione 1, Baars ha suggerito che la percezione cosciente consente l’accesso a fonti cerebrali diffuse, cosa con cui siamo d’accordo. Tuttavia, ha proseguito, affermando che rispetto alla percezione cosciente, l'elaborazione sensoriale inconscia è più limitata, cosa che non crediamo sia stata né provata né smentita; sospettiamo che non sia più limitata della percezione cosciente. L'affermazione 2 è che i processi consci abilitano la memoria di lavoro e che non ci sono prove dell'esistenza di una memoria di lavoro inconscia. Siamo d'accordo sul fatto che parte della definizione di memoria di lavoro è che è cosciente. L'affermazione 3 inizia affermando che la coscienza consente forme episodiche e altre forme di apprendimento esplicito, cosa con cui siamo certamente d'accordo. Tuttavia, continua ad affermare che gli eventi coscienti consentono anche l’apprendimento implicito e di abilità, cosa che riteniamo sia vera solo in parte. In effetti, molti casi di apprendimento di abilità e altre forme di memoria implicita sono abilitati o facilitati da eventi coscienti, come prendere una lezione di tennis o suonare la viola. Esistono, tuttavia, diversi casi di apprendimento implicito, come il priming, in cui l'apprendimento avviene senza consapevolezza.

La quarta affermazione di Baars (2005) inizia affermando che il feedback percettivo cosciente facilita il controllo volontario sulle funzioni motorie. Crediamo che questo sia talvolta vero – come quando stiamo lavorando per migliorare il nostro rovescio o il nostro vibrato – ma notiamo che, a nostro avviso, la stragrande maggioranza delle azioni motorie sono inconsce, e quindi anche il feedback percettivo sarà inconscio. L'affermazione 4 continua ipotizzando che il feedback percettivo cosciente consenta il controllo volontario sulle popolazioni neuronali e forse sui singoli neuroni. Da un lato, se modifichiamo consapevolmente il nostro comportamento, ci saranno necessariamente cambiamenti nel cervello; questo sembra ovvio a meno che non si sia dualisti. D'altra parte, se si tratti di singoli neuroni o di gruppi di neuroni che vengono modificati è una questione empirica che futuri esperimenti potranno risolvere.

L'affermazione 5 è che l'attenzione può essere diretta dal pensiero cosciente ma può anche essere catturata da stimoli rilevanti (come un nome, la necessità di usare il bagno o un segnale di allarme antincendio), che poi diventano il contenuto della coscienza. Siamo certamente d’accordo con questa affermazione. La rivendicazione 6 ha componenti fenomenologiche e cerebrali. L’affermazione fenomenologica è che la coscienza consente l’accesso al sé osservante attraverso interpreti esecutivi. Questa affermazione ha un senso intuitivo, anche se sembra evocare un omuncolo seduto nel teatro cartesiano. La rivendicazione 6 prosegue affermando che questo processo coinvolge la corteccia parietale e prefrontale; siamo d'accordo che queste regioni del cervello sono certamente importanti e ne parleremo più dettagliatamente in seguito.

Infine, ribadiamo che, oltre a queste differenze tra la teoria dello spazio di lavoro globale e la nostra teoria, la distinzione principale è che la nostra teoria aggiunge che lo scopo originale della coscienza era (e uno scopo principale è ancora) quello di facilitare la codifica, l'immagazzinamento, il recupero e ricombinazione flessibile di eventi precedenti utilizzando la memoria episodica e i relativi sistemi di memoria.

L'attenzione è necessaria ma non sufficiente per la consapevolezza cosciente

Nella misura in cui ciò a cui prestiamo attenzione determina quali contenuti sono impegnati nella memoria di lavoro e quindi hanno il potenziale per essere immagazzinati come memoria episodica, crediamo che ciò di cui siamo coscienti (cioè l'oggetto della coscienza) dipenda da ciò a cui ci prestiamo attenzione ( cioè l'oggetto dell'attenzione). Pertanto, crediamo che l'attenzione sia necessaria per la consapevolezza cosciente.

L’attenzione, tuttavia, non è sufficiente per la coscienza, come è stato dimostrato attraverso molti esperimenti che hanno manipolato sia l’attenzione volontaria (endogena) che quella esterna, riflessiva (esogena) e prodotto un cambiamento nelle prestazioni e/o nel tempo di reazione senza percezione cosciente (Hsieh et al, 2011; Kentridge et al, 2008; Zhang et al, 2012). Per una panoramica, vedere Breitmeyer (2015) e Breitmeyer et al (2015).

Ci sono anche esempi in cui l'attenzione a uno stimolo può far sì che altri stimoli scompaiano o siano assenti dalla percezione cosciente. L'effetto di dissolvenza di Troxler mostra che l'attenzione diretta a un'area di una scena visiva può causare effetti di sbiadimento o intensificazione in altre aree della scena, che possono essere dovuti a microsaccadi (Alexander et al, 2021). Nella cecità indotta dal movimento, i bersagli rilevanti possono scomparire quando vengono osservati su uno sfondo in movimento (Thomas et al, 2017). Nella cecità al cambiamento (Andermane et al, 2019), nella cecità da disattenzione (Hutchinson et al, 2021, e nel battito di ciglia dell'attenzione (Sy et al, 2021), anche in stimoli altamente incongruenti, come qualcuno vestito da gorilla che cammina attraverso un campo da basket ( Simons, 2010) – possono essere invisibili alla percezione cosciente.

Crediamo che tutti questi fenomeni siano coerenti (o, almeno, non incoerenti) con la nostra teoria, che chiameremo teoria della memoria della coscienza. Per ribadire, l’attenzione è necessaria, ma non sufficiente, affinché gli stimoli entrino nella memoria di lavoro. Pertanto, gli stimoli che non vengono presi in considerazione non verranno né percepiti consapevolmente né ricordati utilizzando la memoria di lavoro o episodica. Se questi stimoli percepiti inconsciamente vengono appresi, ciò avviene con processi di memoria inconsci, come il priming.

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