Теория схемы внимания ( AST ) сознания (или субъективной осведомленности ) — это нейробиологическая и эволюционная теория сознания, разработанная нейробиологом Майклом Грациано в Принстонском университете . [1] [2] Она предполагает, что мозг конструирует субъективную осведомленность как схематическую модель процесса внимания . [1] [2] Эта теория является материалистической теорией сознания. Она имеет сходство с иллюзионистскими идеями таких философов, как Дэниел Деннетт , Патрисия Черчленд и Кит Фрэнкиш . [3] [4]
Грациано предположил, что схема внимания похожа на схему тела . Так же, как мозг конструирует упрощенную модель тела, чтобы помочь контролировать и управлять движениями тела, так и мозг конструирует упрощенную модель внимания, чтобы помочь контролировать и управлять вниманием. Информация в этой модели, изображающая несовершенную и упрощенную версию внимания, приводит мозг к выводу, что у него есть нефизическая сущность осознания. Конструкция субъективного осознания является эффективной, но несовершенной моделью мозга его собственного внимания. Этот подход призван объяснить, как осознание и внимание во многих отношениях похожи, но иногда диссоциированы, как мозг может осознавать как внутренние, так и внешние события, а также дает проверяемые прогнозы. [2]
AST описывает, как машина по обработке информации может утверждать, что у нее есть осознанный, субъективный опыт чего-либо. [5] В теории мозг — это информационный процессор, который находится в плену информации, сконструированной внутри него. У машины нет средств, чтобы различить разницу между своим утверждением и реальностью. В этом подходе проблема объяснения сознания заключается не в том, «Как мозг производит невыразимый внутренний опыт», а скорее в том, «Как мозг конструирует причудливое самоописание, и какова полезная когнитивная роль этой модели себя?» Важнейшим аспектом теории является знание, основанное на моделях. Мозг конструирует богатые внутренние модели, которые лежат ниже уровня высшего познания или языка. Познание имеет частичный доступ к этим внутренним моделям, и мы сообщаем содержание этих моделей так, как будто мы сообщаем о буквальной реальности.
AST можно обобщить в трех общих положениях. [1] Во-первых, мозг — это устройство обработки информации. Во-вторых, он обладает способностью фокусировать свои ресурсы обработки больше на одних сигналах, чем на других. Этот фокус может быть на избранных входящих сенсорных сигналах или на внутренней информации, такой как конкретные, вызванные воспоминания. Эта способность обрабатывать избранную информацию целенаправленно иногда называется вниманием. В-третьих, мозг не только использует процесс внимания, но и создает набор информации или представление, описывающее внимание. Это представление или внутренняя модель — схема внимания.
В теории схема внимания предоставляет необходимую информацию, которая позволяет машине делать заявления о сознании. Когда машина заявляет, что осознает вещь X – когда она заявляет, что у нее есть субъективное осознание или ментальное владение вещью X – машина использует высшее познание для доступа к схеме внимания и сообщает информацию в ней.
Например, предположим, что человек смотрит на яблоко. Когда человек сообщает: «У меня есть субъективный опыт этого блестящего красного яблока», в этом утверждении связаны три элемента: самость, яблоко и субъективный опыт. Утверждение о наличии самости зависит от когнитивного доступа к модели самости. Без модели самости, без необходимой информации система не смогла бы делать утверждения, ссылающиеся на самость. Утверждение о наличии и свойствах яблока зависит от когнитивного доступа к модели яблока, предположительно сконструированной в зрительной системе. Опять же, без необходимой информации система, очевидно, не смогла бы делать никаких утверждений о яблоке или его визуальных свойствах. В теории утверждение о наличии субъективного опыта зависит от когнитивного доступа к внутренней модели внимания. Эта внутренняя модель не дает научно точного описания внимания, полного с подробностями нейронов, латеральных тормозных синапсов и конкурентных сигналов. Модель умалчивает о физических механизмах внимания. Вместо этого, как и все внутренние модели в мозге, она упрощена и схематична ради эффективности.
Получая доступ к информации в этих трех связанных внутренних моделях, когнитивная машина утверждает, что есть я, есть яблоко, и у я есть ментальное владение яблоком; ментальное владение само по себе невидимо и не имеет физически описываемых свойств, но имеет общее местоположение где-то внутри тела и конкретную привязку к яблоку; и эта ментальная сущность дает возможность я понимать, реагировать и помнить яблоко. Машина, полагаясь на эту неполную и неточную модель внимания, утверждает, что имеет метафизическое сознание яблока.
В AST субъективный опыт, или сознание, или невыразимое ментальное обладание чем-либо — это упрощенная конструкция, которая является довольно хорошим, хотя и бедным деталями, описанием акта внимания к чему-либо. Внутренняя модель внимания не строится на более высоком когнитивном уровне. Это не когнитивная теория Я. Она не выучена. Вместо этого она строится ниже уровня познания и является автоматической, во многом как внутренняя модель яблока и внутренняя модель Я. Вы не можете не строить эти модели этими конкретными способами. В этом смысле можно было бы назвать схему внимания моделью внимания, подобной восприятию, чтобы отличить ее от когнитивной модели более высокого порядка, такой как убеждение или интеллектуально обоснованная теория.
AST объясняет, как машина со схемой внимания содержит необходимую информацию, чтобы утверждать, что у нее есть сознание чего-либо, будь то сознание яблока, сознание мысли или сознание себя; как машина говорит о сознании тем же способом, что и мы; и как машина, получая доступ к своей внутренней информации, не находит объяснительную метаинформацию, например, что она является машиной, вычисляющей вывод, или что она получает доступ к внутренней модели, а вместо этого узнает только узкое содержание внутренних моделей. В AST мы являемся машинами такого рода.
AST согласуется с перспективой, называемой иллюзионизмом. [4] Термин «иллюзия», однако, может иметь коннотации, которые не совсем подходят для этой теории. Возникают три проблемы с этим ярлыком. Во-первых, многие люди приравнивают иллюзию к чему-то пренебрежительному или вредному. Если мы можем видеть сквозь иллюзию, нам лучше. Однако в AST схема внимания является хорошо функционирующей внутренней моделью. Она обычно не нарушается и не ошибается. Во-вторых, большинство людей склонны приравнивать иллюзию к миражу. Мираж ложно указывает на присутствие чего-то, чего на самом деле не существует. Если сознание является иллюзией, то, как подразумевается, за иллюзией нет ничего реального. Там нет никакого «там». Но в AST это не так. Сознание является хорошим, хотя и бедным деталями, описанием чего-то реального: внимания. У нас есть внимание, физический и механистический процесс, который возникает из взаимодействия нейронов. Когда мы утверждаем, что субъективно осознаем что-то, мы предоставляем слегка схематизированную версию буквальной истины. Действительно, есть «там». В-третьих, иллюзия переживается чем-то. Те, кто называет сознание иллюзией, чрезвычайно осторожны в определении того, что они подразумевают под «опытом», чтобы избежать круга. Но AST — это не теория того, как мозг получает опыт. Это теория того, как машина делает заявления — как она заявляет, что имеет опыт — и, застряв в логической петле или будучи пленницей своей собственной внутренней информации, она не может избежать этих заявлений.
В теории схема внимания не развилась для того, чтобы мы могли ходить и утверждать, что у нас есть сознание. Вместо этого она развилась, потому что имеет фундаментальные адаптивные применения в восприятии, познании и социальном взаимодействии.
Для схемы внимания были предложены два основных типа функций. Одна из них — помощь в контроле внимания. [2] Фундаментальный принцип теории контроля заключается в том, что хороший контроллер должен включать внутреннюю модель. Таким образом, контроллер внимания мозга должен включать внутреннюю модель внимания — набор информации, которая постоянно обновляется и отражает динамику и изменяющееся состояние внимания. Поскольку внимание является одним из самых распространенных и важных процессов в мозге, предлагаемая схема внимания, помогающая контролировать внимание, будет иметь фундаментальное значение для системы. Растущий набор поведенческих свидетельств подтверждает эту гипотезу. Когда субъективное осознание визуального стимула отсутствует, люди все еще могут направлять внимание на этот стимул, но это внимание теряет некоторые аспекты контроля. Оно менее стабильно с течением времени и менее адаптируемо при обучении возмущениям. [2] [6] Эти результаты подтверждают предположение о том, что осознание действует как внутренняя модель для контроля внимания.
Вторая предлагаемая функция схемы внимания — социальное познание — использование схемы внимания для моделирования состояний внимания других людей, а также нас самих. [1] Главное преимущество этого публичного, социального использования схемы внимания заключается в поведенческом прогнозировании. Как социальные животные, мы выживаем в мире отчасти за счет прогнозирования поведения других людей. Мы также планируем свое будущее отчасти за счет прогнозирования собственных действий. Но внимание — одно из доминирующих влияний на поведение. То, на что вы обращаете внимание, вы, скорее всего, будете вести себя по отношению к тому, на что вы не обращаете внимания, вы, скорее всего, будете вести себя по отношению к тому, на что вы не обращаете внимания. Хорошая модель внимания, его динамики и последствий была бы полезна для прогнозирования поведения.
AST была разработана по аналогии с психологическими и нейробиологическими работами по схеме тела, областью исследований, в которую Грациано внес значительный вклад в своих предыдущих публикациях. [1] В этом разделе основные идеи AST объясняются с использованием аналогии со схемой тела.
Предположим, человек, Кевин, протянул руку и схватил яблоко. Вы спрашиваете Кевина, что он держит. Он может сказать вам, что объект — яблоко, и он может описать свойства яблока. Причина в том, что мозг Кевина построил схематическое описание яблока, также иногда называемое внутренней моделью. Внутренняя модель — это набор информации, такой как размер, цвет, форма и местоположение, которая постоянно обновляется по мере обработки новых сигналов. Модель позволяет мозгу Кевина реагировать на яблоко и даже предсказывать, как яблоко может вести себя в различных обстоятельствах. Мозг Кевина построил схему яблока. Его когнитивные и лингвистические процессоры имеют некоторый доступ к этой внутренней модели яблока, и, таким образом, Кевин может устно отвечать на вопросы о яблоке.
Теперь вы спрашиваете Кевина: «Как ты держишь яблоко? Каковы твои физические отношения с яблоком?» И снова Кевин может ответить. Причина в том, что в дополнение к внутренней модели яблока мозг Кевина также конструирует внутреннюю модель его тела, включая его руку и кисть. Эта внутренняя модель, также иногда называемая схемой тела, представляет собой набор информации, постоянно обновляемой по мере обработки новых сигналов, которая определяет размер и форму конечностей Кевина, как они соединены, как они склонны двигаться, состояние, в котором они находятся в каждый момент, и в каком состоянии они, вероятно, будут в течение следующих нескольких моментов. Основная цель этой схемы тела — позволить мозгу Кевина контролировать движение. Поскольку он знает, в каком состоянии находится его рука, он может лучше направлять ее движение. Побочным эффектом его схемы тела является то, что он может явно говорить о своем теле. Его когнитивные и лингвистические процессоры имеют некоторый доступ к схеме тела, и поэтому Кевин может ответить: «Я хватаю яблоко рукой, при этом моя рука вытянута».
Схема тела ограничена. Если вы спросите Кевина: «Сколько мышц в вашей руке? Где они крепятся к костям?», он не сможет ответить, основываясь на своей схеме тела. У него могут быть интеллектуальные знания, почерпнутые из книги, но у него нет непосредственного понимания мышц своей конкретной руки. Схеме тела не хватает этого уровня механистической детализации.
AST продвигает этот анализ на один шаг дальше. Кевин делает больше, чем просто физически хватает яблоко. Он также обращает внимание на яблоко.
Чтобы понять AST, необходимо указать правильное определение внимания. Это слово используется в разговорной речи во многих смыслах, что приводит к некоторой возможной путанице. Здесь оно используется для обозначения того, что мозг Кевина сосредоточил некоторые ресурсы на обработке яблока. Внутренняя модель яблока была усилена по силе сигнала, и в результате мозг Кевина обрабатывает яблоко глубже, с большей вероятностью сохраняет информацию о нем в памяти и с большей вероятностью вызывает поведенческую реакцию на яблоко. В этом определении слова внимание — это механистический процесс обработки данных. Он включает относительное распределение ресурсов обработки на определенный сигнал.
Теперь вы спрашиваете Кевина: «Каково ваше ментальное отношение к яблоку?» Кевин тоже может ответить на этот вопрос. Причина, согласно AST, в том, что мозг Кевина конструирует не только внутреннюю модель яблока и внутреннюю модель своего тела, но и внутреннюю модель своего внимания. Эта схема внимания представляет собой набор информации, которая описывает, что такое внимание, каковы его самые основные свойства, какова его динамика и последствия, и в каком состоянии оно находится в любой конкретный момент. Когнитивный и лингвистический аппарат Кевина имеет некоторый доступ к этой внутренней модели, и поэтому Кевин может описать свое ментальное отношение к яблоку. Однако, как и в случае со схемой тела, в схеме внимания отсутствует информация о механистических деталях. Она не содержит информации о нейронах, синапсах или электрохимических сигналах, которые делают возможным внимание. В результате Кевин сообщает о наличии свойства, которое не имеет каких-либо четких физических атрибутов. Он говорит: «У меня есть ментальное схватывание яблока. Это ментальное обладание само по себе не имеет физических свойств. Оно просто есть. Оно смутно расположено внутри меня. Это то, что позволяет мне знать об этом яблоке. Это позволяет мне помнить яблоко. Это позволяет мне выбирать, как реагировать на яблоко. Это мое ментальное «я» захватывает яблоко – мой опыт яблока». Здесь Кевин описывает субъективное, эмпирическое сознание яблока. Сознание, как он его описывает, кажется, выходит за рамки физического механизма только потому, что это неполное описание физического механизма. Описание Кевином своего сознания является частичным, схематичным описанием его состояния внимания.
Приведенный здесь пример относится к сознанию яблока. Однако та же логика может быть применена к чему угодно — сознанию звука, памяти или себя в целом.
В AST, поскольку мы заявляем, что обладаем сознанием, что-то в мозге должно было вычислить необходимую информацию о сознании, чтобы система могла вывести это утверждение. AST предлагает адаптивную функцию для этой информации: она служит внутренней моделью одной из важнейших функций мозга — внимания.
Центральная гипотеза в AST заключается в том, что мозг конструирует внутреннюю модель внимания, схему внимания. Первичная адаптивная функция этой схемы внимания заключается в обеспечении лучшего, более гибкого контроля внимания. В теории управления динамическими системами система управления работает лучше и гибче, если она конструирует внутреннюю модель объекта, которым она управляет. Автоматическая система пилотирования самолета будет работать лучше, если она включает модель динамики самолета. Контроллер воздуха и температуры для здания работает лучше, если он включает богатую, предсказательную модель динамики воздушного потока и температуры здания. Контроллер внимания мозга работает лучше, конструируя богатую, внутреннюю модель того, что такое внимание, как оно меняется со временем, каковы его последствия и в каком состоянии оно находится в любой момент.
Поэтому большинство экспериментальных исследований AST сосредоточены на контроле внимания. В частности, когда люди относительно меньше осознают визуальный стимул, но все еще направляют внимание на этот стимул, ведет ли себя внимание так, как будто его контроллер имеет ослабленную или отсутствующую внутреннюю модель? Первоначальные эксперименты показывают, что это может быть правдой, хотя для подтверждения этого факта потребуется гораздо больше экспериментов. [2] [6]
Согласно одному из предложений в AST, мозг не только создает схему внимания для моделирования своего собственного состояния внимания, но и использует тот же механизм для моделирования состояний внимания других людей. По сути, так же, как мы приписываем осознанность себе, мы также приписываем ее другим. В этом предложении одна из основных адаптивных функций схемы внимания предназначена для использования в социальном познании. Поэтому некоторые исследования AST фокусируются на совпадении между собственными утверждениями об осознанности и приписыванием осознанности другим. Первоначальные исследования с использованием сканирования мозга у людей предполагают, что оба процесса задействуют корковые сети, которые сходятся на височно-теменном соединении . [7] [8]