H πρώτη ολοκληρωμένη βιολογική εξήγηση της ανθρώπινης συνείδησης

Η πολυπλοκότητα αυτού του οργάνου τρομάζει και γοητεύει: μέσα στο ανθρώπινο κρανίο υπάρχει ένας μικροσκοπικός γαλαξίας από εκατό δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα, όσα περίπου υπολογίζεται ότι είναι και τα άστρα του γαλαξία στον οποίο ανήκει ο πλανήτης μας! Ο αριθμός δε των συνάψεων, των κομβικών σημείων όπου διαπλέκονται και επικοινωνούν μεταξύ τους αυτά τα νευρικά κύτταρα, είναι πράγματι τρομακτικός: περίπου εκατό τρισεκατομμύρια ή και περισσότερες.

Ωστόσο, η πολυπλοκότητα της εγκεφαλικής μηχανής δεν εξαρτάται από τον αστρονομικό αριθμό των δομικών της λίθων, δηλαδή των νευρικών κυττάρων και των συνάψεων, αλλά από την πολυεπίπεδη και φαινομενικά άναρχη οργάνωση και αρχιτεκτονική της. Αυτή η απέραντη ζούγκλα από κύτταρα, νευρωνικές διακλαδώσεις και σήματα συγκροτεί ένα τόσο πολύπλοκο δίκτυο ώστε το Internet, το παγκόσμιο πληροφοριακό δίκτυο, κυριολεκτικά ωχριά μπροστά του.

Στις μέρες μας, η έρευνα του εγκεφάλου και των νοητικών φαινομένων που αποτελούν συνέπεια της λειτουργίας του δεν ανήκει αποκλειστικά στη δικαιοδοσία κάποιου ιδιαίτερου επιστημονικού κλάδου, όπως η νευροβιολογία, η νευροφυσιολογία, η γνωστική ψυχολογία, κ.ο.κ. Αντίθετα, αυτοί οι διαφορετικοί και απομονωμένοι κατά το παρελθόν γνωστικοί κλάδοι συνεργάζονται σήμερα στενά μέσα στα πλαίσια ενός νέου διευρυμένου διεπιστημονικού κλάδου που ονομάζεται νευροεπιστήμη.

«Βρισκόμαστε στην απαρχή της επανάστασης των νευροεπιστημών. Όταν αυτή ολοκληρωθεί, θα γνωρίζουμε πώς λειτουργεί η νόησή μας, τι καθορίζει τη φύση μας και πώς γνωρίζουμε τον κόσμο μας.» Αυτά υποστηρίζει ο Gerald M. Edelman,  ένας από τους μεγαλύτερους μελετητές και θεωρητικούς του νευρικού συστήματος. Και προσθέτει: «Αυτό που συμβαίνει σήμερα στις νευροεπιστήμες μπορεί να θεωρηθεί προοίμιο μιας πολύ ευρύτερης επιστημονικής επανάστασης, μιας επανάστασης που θα έχει σημαντικές και αναπόφευκτες κοινωνικές συνέπειες». Τη βαρυσήμαντη και ενθουσιώδη αυτή δήλωση βρίσκουμε στον πρόλογο του βιβλίου του Edelman Αιθέρας θεϊκός, λαμπερή φωτιά. Αυτό το σημαντικό και πολυμεταφρασμένο βιβλίο κυκλοφόρησε πρόσφατα και στα ελληνικά από τις Εκδόσεις Κάτοπτρο, πλουτίζοντας την ελληνική βιβλιογραφία με ένα από τα πιο αξιόλογα και συναρπαστικά επιστημονικά βιβλία των τελευταίων χρόνων.

Το Αιθέρας θεϊκός, λαμπερή φωτιά αποτελεί σύνοψη αλλά και διεύρυνση, στα πλαίσια μιας ευρύτερης ιστορικής-φιλοσοφικής διαπραγμάτευσης, των ιδεών που ο Edelman είχε αναπτύξει στη μνημειώδη πλέον τριλογία του Νευρωνικός δαρβινισμός (1987), Τοποβιολογία (1988) και Το ανακαλούμενο παρόν (1989). Ωστόσο, ενώ εκείνη η τριλογία απευθυνόταν σ’ ένα πολύ ειδικό κοινό, αυτό το τελευταίο του βιβλίο, εύληπτο και καλογραμμένο χωρίς ωστόσο να γίνεται ποτέ απλοϊκό, απευθύνεται σε κάθε αναγνώστη που ενδιαφέρεται να μάθει πώς η σύγχρονη επιστήμη φωτίζει τα μυστήρια του εγκεφάλου και της νόησης.

Απώτερος στόχος του συγγραφέα είναι να δείξει ότι σήμερα «είναι επιστημονικά δυνατόν να κατανοήσουμε τη νόηση». Τα τελευταία είκοσι χρόνια ολόκληρο το επιστημονικό και συγγραφικό έργο του Edelman είναι μια προσπάθεια να συνθέσει σε μια μεγάλη ενοποιητική θεωρία ό,τι γνωρίζουμε μέχρι σήμερα γύρω από τον εγκέφαλο και τη νόηση. Η θεωρία επιλογής νευρωνικών ομάδων, που έγινε γνωστή ως νευρωνικός δαρβινισμός, είναι το προϊόν αυτής της μεγαλόπνοης ερευνητικής και θεωρητικής εργασίας.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ο Edelman ξεκίνησε τη λαμπρή επιστημονική του σταδιοδρομία όχι ως μελετητής του νευρικού συστήματος αλλά ως μοριακός βιολόγος, ερευνητής του ανοσοποιητικού συστήματος των ανώτερων οργανισμών. Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι ικανό να αναγνωρίζει και να καταστρέφει κάθε ξένο σώμα παθογόνα βακτηρίδια, ιούς κ.λ.π, που εισβάλλει στον οργανισμό. Όταν ένα ξένο σώμα εισβάλλει στον οργανισμό, αυτό αναγνωρίζεται από τα αντισώματα, τις ειδικές πρωτεΐνες που υπάρχουν στην επιφάνεια των ανοσοκυττάρων, κι έτσι πυροδοτείται η ανοσολογική απάντηση του οργανισμού κατά του εισβολέα. Για πολλά χρόνια επικρατούσε η άποψη ότι ο οργανισμός διαθέτει ένα μόνο είδος αντισώματος, το οποίο τροποποιεί τη δομή του σύμφωνα με τη δομή του ξένου σώματος, και συνεπώς αυτό που καθοδηγεί την ανοσολογική απάντηση του οργανισμού είναι το ξένο σώμα. Η μεγάλη επιστημονική ανακάλυψη του Edelman ήταν ότι αυτή η φαινομενικά εύλογη υπόθεση, δηλαδή ότι το ανοσοποιητικό σύστημα «καθοδηγείται» ή «εκπαιδεύεται» από τους παθογόνους εισβολείς, ήταν εντελώς λανθασμένη. Οι έρευνές του απέδειξαν ότι, αντίθετα, το ανοσοποιητικό σύστημα είναι ένα επιλεκτικό σύστημα η λειτουργία του οποίου εξηγείται θαυμάσια μέσω των δαρβίνειων αρχών της ποικιλότητας και της επιλογής. Πριν από τη μόλυνση, κάθε οργανισμός διαθέτει μια τεράστια εφεδρεία αντισωμάτων, και όταν ένα ξένο σώμα εισβάλλει στον οργανισμό δεν καθοδηγεί την κατασκευή ειδικών αντισωμάτων αλλά επιλέγει το κατάλληλο μέσα από τα ήδη υπάρχοντα! Γι’ αυτές τις θεμελιώδεις ανακαλύψεις του, ο Edelman θα τιμηθεί το 1972 με το βραβείο Νόμπελ. Έκτοτε θα στρέψει τις έρευνές του στη μελέτη του νευρικού συστήματος για να διαπιστώσει εάν και αυτό το τόσο πολύπλοκο σύστημα θα μπορούσε να εξηγηθεί με εξελικτικούς όρους.

Γεννιόμαστε και μεγαλώνουμε σε έναν χαώδη και συνεχώς μεταβαλλόμενο κόσμο. Έναν κόσμο που, όπως γράφει ο Edelman, «είναι ένας τόπος χωρίς ετικέτες». Η λειτουργία του εγκεφάλου είναι να δημιουργεί τάξη μέσα σ’ αυτή τη χαοτική ροή των πραγμάτων. Ο εγκέφαλος οφείλει να ταξινομεί, να κατηγοριοποιεί κάθε αισθητηριακή εμπειρία του οργανισμού και να κατασκευάζει από αυτές τις πρώτες «αντιληπτικές κατηγοριοποιήσεις» ένα κατάλληλο μοντέλο του κόσμου. Από αυτό το μοντέλο εξαρτάται η επιβίωση και η προσαρμογή του οργανισμού. Πώς όμως ο εγκέφαλος καταφέρνει κάτι τέτοιο; Ο νευρωνικός δαρβινισμός αποτελεί την πρώτη ολοκληρωμένη επιστημονική απάντηση σ’ αυτό το ακανθώδες ερώτημα.

Όταν ο Edelman και οι συνεργάτες του άρχισαν να μελετούν τη δομή και τη λειτουργία του νευρικού συστήματος, βρέθηκαν αντιμέτωποι με τρία αναπάντητα έως τότε αλλά αποφασιστικής σημασίας ερωτήματα: πώς συνδέονται σε ομάδες μεγάλοι πληθυσμοί νευρώνων, ποιες αρχές καθορίζουν την οργάνωση των αισθητηριακών και νοητικών αναπαραστάσεων στο εσωτερικό του εγκεφάλου, ποιοι νευρολογικοί μηχανισμοί επιτρέπουν την ανάδυση των αντιληπτικών και εννοιολογικών κατηγοριοποιήσεων που είναι απαραίτητες για την επιβίωση των οργανισμών; Για να απαντήσει σ’ αυτά τα ερωτήματα ο Edelman διατύπωσε αρχικά τρεις θεωρητικές υποθέσεις, που σύντομα όμως αποδείχτηκαν οι τρεις θεμελιώδεις αρχές του νευρωνικού δαρβινισμού.

Η πρώτη αρχή υποστηρίζει ότι κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης οι γενετικές πληροφορίες οι οποίες υπάρχουν στα γονίδια του εμβρύου δεν επαρκούν για την κατασκευή ενός τόσο πολύπλοκου νευρωνικού δικτύου όπως αυτό που υπάρχει στο εσωτερικό του εγκεφάλου του. Πρέπει λοιπόν να συντελείται μια επιλεκτική διαδικασία που δεν αφορά μεμονωμένους νευρώνες αλλά πληθυσμούς νευρώνων. Σύμφωνα με τον Edelman, η μονάδα επιλογής κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου είναι η νευρωνική ομάδα, ένας πληθυσμός από πενήντα έως δέκα χιλιάδες νευρώνες που συνδέονται μεταξύ τους και λειτουργούν από κοινού. Αποτέλεσμα αυτής της πρώτης επιλεκτικής διαδικασίας είναι να διαμορφώνονται τα πρώτα «εμβρυϊκά» νευρωνικά κυκλώματα, τα οποία ο Edelman ονομάζει πρωτογενές ρεπερτόριο.

Σύμφωνα με τη δεύτερη αρχή, ο οργανισμός μετά τη γέννηση και καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του αλληλεπιδρά με τον εξωτερικό κόσμο. Αυτή η αλληλεπίδραση, που συνήθως αποκαλείται εμπειρία, επεμβαίνει και καθορίζει την οργάνωση αυτού του πρωτογενούς ρεπερτορίου. Μια νέα επιλεκτική διαδικασία κάνει την εμφάνισή της, σ’ αυτή την περίπτωση όμως δεν ασκείται στις νευρωνικές ομάδες αλλά στις νευρωνικές διασυνδέσεις (συνάψεις) που υπάρχουν τόσο στο εσωτερικό όσο και μεταξύ των νευρωνικών ομάδων. Αποτέλεσμα αυτής της νέας επιλεκτικής διαδικασίας είναι ο σχηματισμός των λειτουργικών κυκλωμάτων του εγκεφάλου τα οποία ο Edelman ονομάζει δευτερογενές ρεπερτόριο.

Η τρίτη και πλέον σημαντική αρχή εξηγεί με ποιον τρόπο επικοινωνούν μεταξύ τους οι νευρωνικές ομάδες και τα λειτουργικά κυκλώματα. Αυτή η επικοινωνία, που πραγματοποιείται μέσω παράλληλων και αμοιβαίων συνδέσεων, είναι μια διαδικασία την οποία ο Edelman αποκαλεί επανείσοδο. Μέσω αυτής της διαδικασίας, πολυάριθμες νευρωνικές ομάδες συνδέονται στενά μεταξύ τους σχηματίζοντας τους λειτουργικούς χάρτες του εγκεφάλου. Και, όπως υποστηρίζει ο Edelman, αυτοί οι χάρτες αποτελούν την υλική βάση όχι μόνο των αισθητηριακών μας αντιλήψεων και της μνήμης, αλλά επιπλέον όλων των ανώτερων «πνευματικών» ικανοτήτων μας, όπως είναι η γλώσσα, η συνείδηση και η έλλογη σκέψη.

Βλέπουμε λοιπόν ότι η νέα εικόνα του εγκεφάλου, όπως αυτή διαμορφώνεται από τον νευρωνικό δαρβινισμό, διαφέρει ριζικά από τις παραδεδεγμένες μέχρι σήμερα αντιλήψεις που βλέπουν τον εγκέφαλο ως ένα στατικό όργανο που «αντανακλά» την πραγματικότητα και του οποίου η οργάνωση και η λειτουργία είναι γενετικά προκαθορισμένες. Ο Edelman, αντίθετα, υποστηρίζει με πολύ πειστικά επιχειρήματα ότι ο εγκέφαλος, «η πιο περίπλοκη διάταξη του γνωστού σύμπαντος», αποτελεί ένα δυναμικό επιλεκτικό σύστημα το οποίο εξελίσσεται συνεχώς καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής μας ανάλογα με τα ερεθίσματα, τα βιώματα και τις γνώσεις που του προσφέρουμε.

Σε αυτό το σημείο ο αναγνώστης θα μπορούσε να ρωτήσει: «Ωραία όλα αυτά, όμως τι σχέση έχουν με τη νόηση, τη δημιουργική φαντασία και τις ανώτερες πνευματικές μας ικανότητες;» Σ’ αυτή τη δικαιολογημένη απορία έρχονται να απαντήσουν τα τρία τελευταία κεφάλαια του βιβλίου Αιθέρας θεϊκός, λαμπερή φωτιά. Σε αυτά τα κεφάλαια, τα πιο πρωτότυπα, τα πιο γοητευτικά αλλά και τα πιο δύσκολα ολόκληρου του βιβλίου, ο Edelman επιχειρεί κάτι που κανείς άλλος επιστήμονας δεν είχε τολμήσει: να εξηγήσει με βιολογικούς όρους πώς αναδύεται η συνείδηση μέσα από τη «νευρωνική ζούγκλα» του εγκεφάλου.

Η συνείδηση, και κατά συνέπεια η νόηση, γράφει ο Edelman, «είναι διαδικασία και όχι ουσία», μια διαδικασία που συνδέεται άρρηκτα με τη μνήμη, τη βούληση, την προθετικότητα και τις ασυνείδητες νοητικές καταστάσεις του εγκεφάλου μας. Ο Edelman κάνει διάκριση ανάμεσα σε πρωτογενή συνείδηση και σε συνείδηση ανώτερης τάξης. Η πρώτη αφορά κυρίως νοητικές αναπαραστάσεις και τις κατηγοριοποιήσεις του παρόντος, και δεν προϋποθέτει την ύπαρξη γλώσσας. Η συνείδηση ανώτερης τάξης, αντίθετα, αναδύεται από την πρωτογενή όταν ο οργανισμός αποκτά την ικανότητα έναρθρου λόγου και μιας μνήμης ειδικού τύπου που αφορά τα σύμβολα και τις σημασίες τους. Όπως χαρακτηριστικά γράφει ο Edelman, «η απόκτηση ενός νέου είδους μνήμης μέσω σημασιολογικής αυτοδιέγερσης … έχει ως αποτέλεσμα το να μπορούν να συνδέονται οι έννοιες του εαυτού, του παρελθόντος και του μέλλοντος με την πρωτογενή συνείδηση. Έτσι καθίσταται δυνατή η συνείδηση της συνείδησης». Χάρη σ’ αυτήν ακριβώς τη συνείδηση ανώτερης τάξης ο άνθρωπος, και ίσως ορισμένοι πίθηκοι, κατάφεραν κατά την πρόσφατη εξελικτική τους ιστορία να απαλλαγούν από τη σκλαβιά του «εδώ και τώρα», δηλαδή από τους χρονικούς και τοπικούς περιορισμούς της πρωτογενούς συνείδησης.

Κλείνοντας αυτή την αναγκαστικά επιγραμματική παρουσίαση των κυριότερων ιδεών του νευρωνικού δαρβινισμού, αξίζει να σταθούμε για λίγο στις σημαντικές επιστημονικές, φιλοσοφικές και επιστημολογικές του συνέπειες. Όσον αφορά την ίδια την επιστήμη, η προσφορά της θεωρίας του Edelman είναι κυριολεκτικά επαναστατική. Όχι μόνο γιατί αποτελεί την πρώτη ολοκληρωμένη βιολογική θεωρία των εγκεφαλικών-νοητικών φαινομένων, αλλά και γιατί οι πολυάριθμες διακλαδώσεις και υποθέσεις αυτής της θεωρίας αποτελούν ήδη την αφετηρία νέων και πολλά υποσχόμενων ερευνητικών προγραμμάτων.

Στο χώρο της επιστημολογίας, ο νευρωνικός δαρβινισμός έχει τουλάχιστον δύο σημαντικές συνέπειες. Η πρώτη, θετικού χαρακτήρα συνέπεια είναι ότι ολοκληρώνει και διευρύνει τη θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου. Το ότι η θεωρία της εξέλιξης αποτελεί θεμέλιο και ακρογωνιαίο λίθο όλων των βιολογικών επιστημών ήταν ήδη γνωστό. Αυτό που αγνοούσαμε μέχρι πρόσφατα ήταν ότι αποτελεί επίσης ακρογωνιαίο λίθο για την εξήγηση τόσο των ανοσολογικών όσο και των εγκεφαλικών-νοητικών φαινομένων. Η δεύτερη, αρνητική επιστημολογική συνέπεια συνδέεται άρρηκτα με την πρώτη και αφορά τη σύγκρουση της «λειτουργιστικής» με την «εξελικτική» προσέγγιση των νοητικών φαινομένων. Η λειτουργιστική ή υπολογιστική προσέγγιση που υιοθετείται από τη γνωσιακή επιστήμη και την τεχνητή νοημοσύνη όχι μόνο διαχωρίζει τη νόηση από το υλικό της υπόστρωμα —τον εγκέφαλο— αλλά και ουσιαστικά αδιαφορεί γι’ αυτό: ό,τι έχει σημασία, υποστηρίζουν, είναι να βρεθεί το κατάλληλο πρόγραμμα και όχι πού υλοποιείται αυτό. Έτσι, ο εγκέφαλος ως υλικό υπόστρωμα των νοητικών φαινομένων όχι μόνο αυτονομείται από αυτά αλλά και θεωρείται επουσιώδης για την ουσιαστική κατανόηση και την αναπαραγωγή τους μέσω υπολογιστικών μηχανών. Αυτή την ιδιαίτερα δημοφιλή στις μέρες μας θεωρία ο Edelman δεν χάνει την ευκαιρία να την υποβάλει σε αμείλικτη κριτική σε όλα σχεδόν τα κεφάλαια του βιβλίου του και ιδιαίτερα στο πολυσέλιδο κριτικό υστερόγραφο το οποίο συνέγραψε γι’ αυτόν ακριβώς το σκοπό.

Βασιζόμενος σε αυτό το νέο εννοιολογικό οπλοστάσιο και στις αρχές του διευρυμένου νευρωνικού δαρβινισμού, ο  Edelman επιτυγχάνει το στόχο του: να δώσει την πρώτη ολοκληρωμένη βιολογική εξήγηση της ανθρώπινης συνείδησης. Αραγε σημαίνει αυτό ότι ο νευρωνικός δαρβινισμός, και εν γένει η νευροεπιστήμη, θα καταφέρει στο άμεσο μέλλον να μας προσφέρει μια εξίσου ικανοποιητική εξήγηση της ανθρώπινης νόησης και σκέψης; Σε αυτό το ερώτημα ο Edelman απαντά απερίφραστα: «Τα δεδομένα της νευροεπιστήμης, όσο πολυάριθμα κι αν είναι, δεν μπορούν από μόνα τους να επιτρέψουν την εξήγηση της σκέψης … Η νευροεπιστημονική εξήγηση είναι αναγκαία αλλά όχι ικανή ως τελική εξήγηση». Αυτή η απάντηση δεν αποτελεί καθόλου μυστικιστική υπαναχώρηση του συγγραφέα. Η επιστημονική κατανόηση της ανθρώπινης νόησης, υποστηρίζει ο Edelman, προϋποθέτει ασφαλώς τις νευροβιολογικές εξηγήσεις, αλλά ταυτόχρονα τις υπερβαίνει, και αυτό οφείλεται στον εγγενώς κοινωνικό, ανθρωπολογικό και ιστορικό χαρακτήρα των νοητικών φαινομένων! Ωστόσο, το μεγαλειώδες εγχείρημα του Edelman δεν είναι καθόλου μάταιο, γιατί όπως τονίζει, «δεν μπορεί να υπάρξει καμία πλήρης επιστήμη, και ασφαλώς καμία επιστήμη των ανθρώπινων όντων, μέχρι να εξηγηθεί η συνείδηση με βιολογικούς όρους».

www.katoptro.gr, Σπύρος Μανουσέλης, Καθημερινή – 10 Σεπτεμβρίου 1996