Marek Hetmański UMYSŁ JAKO DWOISTY MODEL

Marek Hetmański UMYSŁ JAKO DWOISTY MODEL

Marek Hetmański
UMYSŁ JAKO DWOISTY MODEL MÓZGU I ŚRODOWISKA
Tekst opublikowany w: Poznanie, Człowiek, Wartości, J. Dębowski,
M. Hetmański (red.), Wydawnictwo UMCS, Lublin 2000, s. 65-80.
Fakt wielostronnego powiązania umysłu z mózgiem jest już na tyle oczywisty, że nie może wywoływać dzisiaj większych zastrzeżeń czy kontrowersji. Stan
wiedzy neuronauk, medycyny, psychologii czy neurolingwistyki jest już wystarczającym argumentem na rzecz prawdziwości takiego stwierdzenia. Niemniej
jednak rodzaj i charakter tego powiązania — warunkowanie poszczególnych
stanów umysłowych (percepcji, pamięci, emocji, mowy) przez lokalne procesy
neuro-fizjologiczne kory mózgowej, również warunkowanie osobniczego, całościowego zachowania przez mózgowe procesy — jest jednym z najtrudniejszych
zadań badawczych. Istnieje na ten temat wiele teorii, będących efektem konkretnych badań, jak również pewnych domysłów, także spekulacji. W krótkim
tekście nie sposób ich wszystkich ani omówić, ani nawet przywołać. Lepiej jest
zatem poprawnie sformułować sam problem różnorodnego warunkowania
umysłu przez mózg, a w zasadzie jeden z ważniejszych aspektów tego problemu
— powstania umysłu jako funkcji układu: organizm (mózg plus ciało) i środowisko, w tym środowisko przyrodnicze, społeczne, kulturowe. Użyteczne w tym
mogą być elementarne wiadomości opisujące budowę i działanie sieci neuronowej mózgu, interpretacja mózgu jako swoistego układu przetwarzającego informację oraz własności modeli cybernetycznych; wszystkie te elementy razem pozwolą na próbę sformułowania tezy o umyśle jako szczególnym, dwoistym
modelu (modelach) mózgu człowieka. Dwoistość oznacza w tym przypadku to,
że model powstaje zarówno w mózgu (jako czynnik sterujący), jak
i o mózgu oraz jego powiązaniu (poprzez organizm) z różnorodnym środowiskiem działania człowieka (jako jego umysłowa reprezentacja).
MÓZG JAKO ORGAN BIOLOGICZNY
Wiedzę o mózgu czerpie się współcześnie z bardzo wielu nauk biologicznych, w tym neurofizjologii czy neurologii, które dostarczają coraz więcej
danych o jego budowie i całościowym działaniu; informacji elementarnych i fragmentarycznych jest wciąż więcej niż teorii, które spróbowałyby zintegrować
w całość. Na tę wiedzę składają się także wyniki psychologicznych eksperymentów klinicznych (o długiej już historii) oraz osiągnięcia neurochirurgii. W oparciu o nie wszystkie mózg określany jest jako organ będący centralną częścią
ośrodkowego układu nerwowego człowieka i spełniający wobec niego, jak również wobec całości organizmu ludzkiego, funkcję sterującą podstawowymi czynnościami życiowymi. Jest on centralnym ośrodkiem integrującym i regulującym
wszystkie
wyższe
procesy
nerwowe
oraz
wszystkie
funkcje
umysłowe.
Mózg człowieka jest ponadto organem biologicznym powstałym i ukształtowanym w procesie ewolucji organizmów zwierzęcych. Powstanie, budowa,
rozwój i funkcje mózgu człowieka (ale także innych organizmów dysponujących układem nerwowym) odzwierciedlają kilkusetmilionowy okres kształtowania się i ewolucji tego organu. Analiza jakiejkolwiek z funkcji mózgu
(w tym tworzenia przez niego stanów umysłowych) nie może abstrahować od
jego korelacji z budową i funkcjonowaniem ciała organizmu oraz środowiska,
w którym organizm ten żyje. Cielesno-środowiskowe uwarunkowanie układu
nerwowego i mózgu jest faktem ewolucyjnym, który we właściwym świetle
wyjaśnia zasady jego działania. Bez uwzględnienia tej ewolucyjnej genezy
sama anatomiczna analiza mózgu i funkcjonowania umysłu nie opisze i nie
wyjaśni jego złożoności i specyfiki działania. W istocie rzeczy dla zrozumienia
funkcjonowania umysłu konieczne jest poszerzenie dziedziny jego cielesnego
podłoża (i zdeterminowania) o środowisko, jednakże w najszerszym
znaczeniu, uwzględniającym środowisko społeczne i kulturowe. Na dzień
dzisiejszy żadna z nauk zajmujących się bezpośrednio układem nerwowym nie
obejmuje tak szerokiego tematu badań, niemniej jednak właśnie ten fakt musi
być podstawą ich nastawienia poznawczego.
Różnorodna i złożona korelacja ze środowiskiem (różnymi rodzajami środowisk) pokazuje, że mózg jako organ biologiczny organizmu, przynależącego do
danego gatunku, rozwinął się jako funkcja podstawowych jego czynności życiowych — poruszania się, rozmnażania, odżywiania itp. Tę zależność funkcjonalną prześledzić można poprzez przyrównanie i zestawienie poszczególnych
gatunków. Proste elementy i funkcje układu nerwowego u jamochłonów (meduz, koralowców) nie wykazują jeszcze takiej jego złożoności, z jaką spotyka się
dopiero u kręgowców, u których układ nerwowy i mózg zaczął wykazywać złożoność i podział (nawet u prymitywnych kręgowców) na części przodo-, śródi tyłomózgowia. Wydzielanie się dalszych części mózgu (np. kresomózgowia
i międzymózgowia z przodomózgowia) następowało w dalszym procesie ewolucji u gatunków wyższych, takich jak ssaki, pod wpływem istotnych zmian
w budowie samego organizmu i jego głównych funkcji życiowych oraz pod
wpływem zmian środowiskowych. Zmiana sposobów poruszania się (np. z
pełzającego, jak u gadów, na swobodny, z uwolnieniem od funkcji lokomocyjnych chwytnych kończyn górnych, jak u człekokształtnych i człowieka) spowo-
3
dowała istotne zmiany w mózgu. Wobec konieczności koordynacji nowych
funkcji organicznych i poszerzenia zakresu działania na przedmiotach środowiska mózg musiał zacząć odgrywać coraz szerzej rolę sterującą wobec nich.
Wzrasta ona wraz z rozbudową funkcji organicznych poszczególnych gatunków
oraz złożonością środowiska. To wszystko decyduje, że mózg człowieka jest najbardziej złożonym układem we wszechświecie. “Każdy z nas — piszą Ernst
Pöppel i Anna-Lydia Edingshaus — ma w głowie swój mały, jedyny w swoim
rodzaju, tajemniczy kosmos, złożony, nieprzenikniony, lecz o spójnej strukturze
i utrzymany w porządku przez fizyczne prawa natury. Wszystko, co dzieje się w
naszej głowie, ma wymiary kosmiczne. […] Być może porównywanie mózgu do
wszechświata jest zbytnią zuchwałością. Jednakże jak nieskończony jest wszechświat, tak i nieprzenikniony jest mózg wraz z gigantyczną liczbą swoich
komórek i połączeń między nimi”1. Mózg dorównuje wszechświatu nie tylko ilością elementów czy złożonością budowy, lecz także tym, że dzięki nim jest
w stanie obrazować w swojej strukturze poszczególne fragmenty czy aspekty
rzeczywistości. Złożona struktura owocuje funkcją przedstawiania (modelowania) rzeczywistości, funkcją tą jest zaś umysł.
MÓZG JAKO UKŁAD PRZETWARZAJĄCY INFORMACJĘ
Podstawową funkcją układu nerwowego, głównie zaś mózgu, jest odbieranie
i kodowanie różnorodnych bodźców, przetwarzanie ich w postaci jednorodnych
impulsów i przesyłanie ich w ramach rozległej sieci kory mózgowej. Procesy te
oraz czynności im towarzyszące mają charakter p r z e t w a r z a n i a i n f o r m a c j i; określenia tego należy używać jednak w znaczeniu odmiennym od tego,
jakie łączy się z przetwarzaniem informacji w sztucznych układach liczących
(komputerach). Można tak określić działanie mózgu tylko ze względu na rolę,
jaką odbieranie i kodowanie bodźców oraz przesyłanie ich w sieci w postaci impulsów odgrywa w całości funkcjonowania ciała ludzkiego, zwłaszcza zaś jego
związków ze środowiskiem. Mózgowe procesy spełniają bowiem rolę r e g u l u j ą c ą i s t e r u j ą c ą w stosunku do całości działania człowieka, a nie tylko
(choć również) w stosunku do samego mózgu. Tak rozumiany informacyjnych
(a nie informatyczny) charakter przetwarzania informacji przez cały układ nerwowy łączy się ponadto z biologicznymi procesami energetycznymi, które leżą
u podstaw aktywności życiowej organizmu; wobec tych procesów mózg spełnia
rolę czynnika sterującego i kontrolującego.
Proces przetwarzania informacji w mózgu dokonuje się w rozległej sieci
neuronalnej w oparciu o fizykochemiczne mechanizmy przewodzenia potencjałów czynnościowych (impulsów) pomiędzy wyspecjalizowanymi i zgrupowanymi komórkami, jak również w nich samych, na poziomie molekularnym.
1 E. Pöppel, A–L. Edingshaws, Mózg — tajemniczy kosmos, PIW, Warszawa 1998, s. 39.
Wzbudzane w pojedynczej komórce nerwowej, głównie generowane w obszarze
początkowym aksonu, impulsy elektryczne są przewodzone w obrębie jej ciała
komórkowego i następnie rozchodzą się między poszczególnymi neuronami według pewnych prawidłowości, które decydują o efektywności działania całej
sieci neuronalnej. Właśnie ze względu na prostotę mechanizmu przewodzenia
potencjałów czynnościowych można potraktować mózg jako układ przetwarzający informację, która jest wykorzystywana do sterowania jego działaniem wewnętrznym i zewnętrznym. Do pewnego stopnia i przy pewnych założeniach
analogia tego biologicznego organu z mechanicznymi, elektromechanicznymi
czy elektronicznymi urządzeniami przetwarzającymi własne impulsy prądu
elektrycznego jest uzasadniona. Można ją przeprowadzić, biorąc pod uwagę
działanie pojedynczego neuronu, jak również funkcjonowanie mózgu wobec
całości działania człowieka. Z tych właśnie względów mózg jest swoistą
“maszyną informacyjną”. Układ nerwowy składa się z komórek nerwowych,
które nie różnią się między sobą anatomicznie w żaden szczególny sposób.
Neurony różnią się jednak pod względem funkcji, jakie spełniają w obrębie układu nerwowego, szczególnie zaś pod względem zakresu przewodzenia impulsów elektrycznych między poszczególnymi częściami (podukładami) całego
układu.
Przekazywanie i przetwarzanie informacji dokonuje się na drodze wielu szlaków, ośrodków i dróg, jest przy tym wielokierunkowe, wymienne, przez co cała
sieć neuronalna odznacza się plastycznością. Wyspecjalizowanie się tak
znaczącej liczby komórek nerwowych w przewodzeniu informacji między innymi komórkami oraz ich swoiste “usieciowienie” jest dowodem zaawansowania
ewolucyjnego ludzkiego układu nerwowego, szczególnie samego mózgu. Spotykane jest ono na najwyższych szczeblach ewolucji, ponieważ na szczeblach
niższych często spotykaną własnością układów nerwowych jest to, że rolę przewodzenia i przetwarzania informacji spełniają tylko same komórki czuciowe i
ruchowe. Taka proporcja i funkcjonalna zależność ma istotne znaczenie dla
działania organizmu wobec środowiska. “Im prostszy typ układu nerwowego —
stwierdzają Ernst Pöppel i Anna-Lydia Edingshaus — tym bardziej ograniczone
są możliwości przetwarzania informacji. A im bardziej zawężone jest przetwarzanie informacji, tym prostsze, a zatem tym bardziej przewidywalne, jest
sterowanie zachowaniem. Tymczasem zróżnicowanie i nieprzewidywalność
reakcji stanowią wielką zaletę z punktu widzenia obrony przed wrogami. Jeśli
ktoś zawsze robi to samo, łatwo można opracować sposób postępowania z nim.
A zatem istoty, które potrafią generować zachowania nieprzewidywalne, znajdują się na wyższym stopniu rozwoju. Rozwój trzeciego typu komórek nerwowych, wielkiej sieci pośredniczącej, czyli mózgu, umożliwia wysoce złożone formy zachowania i reakcji, charakterystyczne zwłaszcza dla człowieka”2. Bez sieci
neuronalnej obsługującej receptorykę i motorykę nie byłoby możliwe tak złożone i w pełni zintegrowane działanie organizmu wobec środowiska, jak również
2 Ibid., s. 49–50.
jego działanie wobec siebie samego.
Działanie mózgu (sieci neuronalnej) jest całościowe i odbywa się przy aktywności wielu skupisk neuronalnych i domen funkcjonalnych. Realizacja nawet
bardzo prostej czynności, jak spostrzeżenie prostego kształtu czy usłyszenie jednego dźwięku, pociąga za sobą aktywność wielu ośrodków korowych i zaangażowanie wielu innych (pozazmysłowych) funkcji. Odebranie przez skupisko
komórek czuciowych (np. siatkówki oka) pewnego bodźca, przekazanie go następnie poprzez właściwe komórki nerwowe sieci neuronalnej do komórek ruchowych (np. w mięśniu ręki), łączy się de facto z uaktywnieniem takich ośrodków, jak analizy i syntezy, mowy czy podejmowania decyzji. Wszystko to odbywa się w wielopoziomowym, funkcjonalno-strukturalnym układzie przetwarzającym informację. “Nawet jeśli wymienione cztery dziedziny (domeny) funkcjonowania są kategorialnie odmienne, nie oznacza to, że w mózgu działają niezależnie od siebie. Przeciwnie […] pomiędzy komórkami nerwowymi
w mózgu istnieje niezwykła bliskość strukturalna. Ta bliskość strukturalna
oznacza także wysoki stopień bliskości funkcjonalnej. Na przykład przetwarzanie informacji w dziedzinie spostrzegania jest — przy normalnym akcie spostrzegania — ujęte w ramy wspomnień, związane z ocenianiem i wybieraniem
sposobu działania. Istnienie owej bliskiej więzi należy stale mieć przed oczyma,
aby za sprawą kategorialnych pojęć, takich jak postrzeganie, uczucie (emocja)
czy wola, nie popaść w błędne przekonanie, że sterujące nimi neuronalne
programy działają w całkowitej izolacji jeden od drugiego”3. Mózg działa zatem
kompleksowo i wielopoziomowo. Aktywność danego ośrodka korowego,
zainicjowana dotarciem do niego pewnej grupy bodźców z obwodowego układu
nerwowego, wyzwala działania innych ośrodków, które współuczestniczą w
przetwarzaniu tych bodźców; to współdziałanie jest integracją dokonującą się
równolegle w wielu miejscach sieci neuronalnej.
Tylko w oparciu o takie mechanizmy mogą powstawać w mózgu reprezentacje umysłowe, będące efektem przetwarzania przez niego informacji i
sterowania w stosunku do całego organizmu. Nie jest to zresztą proces jednostkowy, lecz gatunkowy, gdyż został utrwalony w organizmach poszczególnych gatunków jako najbardziej efektywna metoda obrazowania (modelowania) przez nie własnego środowiska. Z ewolucyjnego (funkcjonalnego) punktu
widzenia mechanizm ten Antonio R. Damasio określa następująco: “Aby mózg
mógł magazynować i wyszukiwać informacje rozlokowane w formie przestrzennie rozproszonej, konieczny jest również udział uwagi i pamięci operacyjnej, które stwarzają możliwość manipulowania w czasie na owych odzyskanych w postaci obrazów komponentach wiedzy. Co do systemów neuronowych — ich funkcjonalne wzajemne zachodzenie na siebie jest tak wyraziste, iż
podejrzewam, że mogło ono stanowić najrozsądniejsze rozwiązanie z punktu
widzenia procesu ewolucji. O ile podstawowe sterowanie biologiczne jest niezbędne dla zapewnienia zachowań indywidualnych i społecznych, o tyle
3 Ibid., s. 52.
budowa mózgu, która przeważyła w procesie selekcji naturalnej, charakteryzować się mogła tym, że podsystemy odpowiedzialne za rozumowanie i podejmowanie decyzji zajmują się biologiczną regulacją, zważywszy ich wspólne
zaangażowanie w sprawy przetrwania”4.
Z ewolucyjnego punktu widzenia powstałe w mózgu umysłowe reprezentacje środowiska, w którym działa organizm, wykazują się zmiennością i zdolnością adaptacyjną o wiele jeszcze większą niż adaptacja samego ciała, w zasadzie
to dzięki ich ewolucyjnej zmienności adaptacja ta w ogóle zachodzi i odznacza
się swoją własną zmiennością.
POZNAWCZA ROLA MODELI CYBERNETYCZNYCH
Cybernetyka jako nauka stworzona w latach czterdziestych przez Norberta
Wienera, Arturo Rosenbluetha, Waltera Pittsa i Warrena McCullocha powstała
w istocie jako teoria i praktyka modelowania (tak teoretycznego, jak i technicznego) zachowania się bardzo różnych rodzajów prostych i złożonych układów
(systemów), w których następuje transformacja (przekształcanie) bodźców
i reakcji (informacji) w oparciu o mechanizmy sprzężenia zwrotnego. Budowano
najpierw modele elementarnych procesów biologicznych (przebiegu impulsów
w mięśniu sercowym czy w układzie nerwowym zwierzęcia, czy człowieka), następnie czynności psychicznych samego człowieka (uczenia się i porozumiewania się) oraz sterowania i komunikacji w maszynach. Z tego względu modele cybernetyczne, wykorzystujące matematyczną i statystyczną aparaturę, odznaczają się bardzo dużą ogólnością i abstrakcyjnością, przez co należą one do najbardziej użytecznych modeli stosowanych we współczesnej nauce. Dzięki tej własności modele te doskonale służą do opisu i prognozowania zachowania
się takich złożonych i samosterujących układów, jakim jest ludzki układ nerwowy. Szczególnie zaś dobrze cybernetyczne kategorie opisują i wyjaśniają funkcjonalną własność mózgu i organizmu powiązanego ze środowiskiem, jakim
jest umysł.
Dziedzina obiektów modelowanych cybernetycznie jest ex definitione bardzo
szeroka i różnorodna; w jej zakres wchodzą tak samo urządzenia techniczne,
aparaty i maszyny, jak i organizmy żywe (człowiek, zwierzęta) czy systemy
społeczne, a również cały wszechświat. Podstawowy termin cybernetyczny
— “układ” — oznacza w zasadzie dowolny konglomerat, jakiś zestaw części, podukładów (co najmniej dwóch), który charakteryzuje się istnieniem wewnętrznego mechanizmu sprzęgnięć (powiązań, zdeterminowań strukturalnych i funkcjonalnych) decydujących o jego zachowaniu. Termin “system” jest najczęściej używany jako synonim do układu, chociaż również oznacza układ złożony. Zachowanie się układu (systemu) cybernetycznego może przy tym przybierać różne
stopnie złożoności — od sztywnego trwania w niezmienionej postaci po zachowanie wykazujące zdolność układu do wewnętrznego sterowania i regulacji
4 A. R. Damasio, Błąd Kartezjusza. Emocje, rozum i ludzki mózg, tłum. M. Karpiński, Dom Wydawniczy Rebis, Warszawa 1999, s. 104–105.
swego działania. W zasadzie cybernetyka, jeśli idzie o jej najczęstsze zastosowania, mówi o złożonych układach samosterujących, zarówno sztucznych, jak i organicznych.
W każdym układzie cybernetycznym najważniejsze są trzy następujące własności:
— sieć różnych rodzajów sprzężeń zwrotnych pomiędzy ich częściami (podukładami), które decydują o transformacjach sygnałów (danych, informacji)
z wejść z reakcjami (które też są informacją) na wyjściach;
— zdolność układu do r e g u l a c j i i s t e r o w a n i a swoim własnym
działaniem, niezależnie od istnienia zewnętrznych regulatorów informacyjnych
i energetycznych;
— h o m e o s t a z a układu polegająca na utrzymywaniu względnej równowagi wewnętrznego środowiska układu wobec zmiennych warunków jego zewnętrznego środowiska.
Powyższe własności dają się wymodelować. Każdy układ rozpatrywany
przez cybernetykę jest bowiem obrazowany za pomocą bądź fizycznego, bądź
teoretycznego modelu; cybernetyka sui generis jest modelowaniem. Modelowanie cybernetyczne jako metoda opisu i prognozowania zachowania się układu
służy ponadto, nawet wyłącznie, do zobrazowania szczególnej jego własności,
jaką jest tworzenie swoich własnych modeli, będących warunkiem efektywnego
działania jako całości; modele w tym znaczeniu są podukładami i spełniają rolę
sterującą wobec całego układu. W takim właśnie podwójnym znaczeniu —
m o d e l o u k ł a d z i e oraz m o d e l w u k ł a d z i e — można mówić o
modelowaniu cybernetycznym jako takim. Szczególną wartość poznawczą ma
zastosowanie tego modelowania do wzajemnego sprzężenia układu nerwowego
i umysłu człowieka.
Każdy układ cybernetyczny charakteryzuje się złożonością wewnętrznych i zewnętrznych oddziaływań. Oddziaływania wewnętrzne i zewnętrzne mają charakter sprzężeń zwrotnych między podukładami oraz sprzężeń zwrotnych między
układem a jego środowiskiem. Istotą oddziaływań każdego fizycznego układu jest
ich energetyczny charakter, polegający na przekazywaniu różnych postaci energii
zgodnie z zasadami termodynamiki. Cybernetyka jednakże abstrahuje od energetycznego i materialnego charakteru oddziaływań (sprzężeń) układów, które analizuje. Jej podstawowym pojęciem, służącym do opisu układu jest i n f o r m a c j a .
Nie jest to jednak pojęcie łatwo i prosto definiowalne. Jak podaje Mały słownik cybernetyczny: “Informacja — jedno z podstawowych pojęć cybernetyki nie jest
w pełni definiowalne z uwagi na jego pierwotny, elementarny charakter. W opisie
procesów łączności i sterowania pojęcie informacji zajmuje podobną pozycję jak
pojęcia masy i energii w fizyce. Wszystkie dotychczasowe próby zdefiniowania
pojęcia informacji uważa się powszechnie za niezadowalające, a co najwyżej za
ukazujące tylko niektóre aspekty informacji”5. Niemniej jednak za informację —
akcentujące jej ilościową a nie jakościową postać — uznać należy (jak ma to miej5 Mały słownik cybernetyczny, M. Kempisty (red.), Wiedza Powszechna, Warszawa 1973, s. 155.
sce w teorii informacji i komunikacji oraz w cybernetyce) szczególnie dwie własności każdego dowolnego układu.
Fakt, że każdy wyróżniony (odróżniający się od innego) stan układu i rozpoznany (zarejestrowany) przez jakiś inny układ zostaje przez niego odebrany
(odbity) jako informacja o nim; w tym sensie informacja jest związana z odwzorowaniem struktur dwu układów. Odbiór przez układ drugi zmiany
w układzie pierwszym jest ponadto — i jest to najważniejsza cecha informacji
— podstawą jego działania, które może przybrać formę sterowania i regulowania jego działaniem. W tym znaczeniu i n f o r m a c j ą j e s t t o, c o d z i a ł a,
czyli zmiana zachowania jednego układu ze względu na zachowanie układu
innego.
Własnością dowolnych układów o sprzężonych podukładach i sprzężeniu
z otoczeniem jest zatem to, że w ich strukturze i funkcjach zawarta jest pewna
określona informacja. Jest to informacja zarówno o strukturze i funkcjach wewnętrznych podukładów, jak i informacja o strukturze otoczenia, o związkach
z nim. Poprzez realizowanie i przyjmowanie oddziaływań w samym układzie,
w jego strukturze, powstaje informacja o nim samym i o jego otoczeniu. Jest ona
utrwalona i zapisana w strukturze, w wyróżnionych podukładach, dokładniej
mówiąc, w zmianach tej struktury. Odwzorowanie i utrwalenie w strukturze
układu własności jego podukładów i otoczenia jest równoznaczne z posiadaniem przez niego informacji. W tym sensie informacja jest o d w z o r o w a n i e m jednej struktury w drugą, jest zawarta w strukturze układu, w jej przekształceniach. Tę część struktury układu, która odzwierciedla zmiany otoczenia
i zmiany własnych podukładów można określić jako własny m o d e l c y b e r n e t y c z n y układu. Zwrot “model cybernetyczny” ma wówczas znaczenie odmienne od metodologicznego i jest synonimiczny z terminem “wzór”, czasami
“schemat”. Modelowanie w znaczeniu posiadania przez układ wewnętrznego
modelu jest, inaczej jeszcze mówiąc, wewnątrzukładowym odwzorowaniem
zmian struktury układu, głównie ze względu na jego sprzężenie ze środowiskiem. Model taki spełnia wówczas bardzo istotną rolę w działaniu układu, jest
bowiem reprezentacją środowiska (wewnętrznego i zewnętrznego)
uczestniczącą w sterowaniu jego działaniem, wobec działania spełnia funkcję
regulacyjną.
Model w powyższym znaczeniu ma zatem wyraźnie informacyjny charakter,
jest c y b e r n e t y c z n y m m o d e l e m i n f o r m a c y j n y m (w znaczeniu
pierwszym, wyróżnionym powyżej — jako model w układzie). Łączy się on z tą
częścią działania układu cybernetycznego, którą można w pełni określić mianem
“poznania”; działanie takie charakteryzuje przy tym tak samo naturalne, jak
i sztuczne układy. Wewnątrzukładowe modelowanie cybernetyczne właściwe
jest bowiem tym układom, które zdolne są do przyjmowania i wywoływania informacyjnych oddziaływań z otoczeniem. Istotą działania takich układów jest
bowiem a k t y w n o ś ć p o z n a w c z a — przyjmowanie oddziaływań (percepcja), ich przechowywanie i przetwarzanie (pamięć i myślenie), wywieranie oddziaływań na zewnątrz (komunikacja) oraz zmiana własnego działania w trakcie
jego wykonywania (uczenie się). W układach tych następuje odzwierciedlenie
w ich strukturze wewnętrznych i zewnętrznych oddziaływań w postaci określonej informacji, utrwalonej i zapamiętanej w ich budowie (strukturze i funkcjach)
i działaniu.
Z funkcjonalnego punktu widzenia informacja stanowi model (wzorzec)
zmian dotyczących układu — sprzężeń podukładów i sprzężeń z otoczeniem.
Zmiany te są właśnie odzwierciedlane (modelowane) w układzie w postaci określonej informacji. Każde oddziaływanie między podukładami i oddziaływanie
z otoczeniem wyraża się w określonej informacji powstałej w układzie. Informacja, będąc treścią oddziaływania, wyraża się zatem w konkretnych modelach
(wzorach, schematach) układu, w którym funkcjonuje. Nie jest ona możliwa bez
takiego modelowania, gdyż każde dowolne oddziaływanie wewnętrzne czy zewnętrzne układu, aby zostało odebrane i przekazane, musi zostać odwzorowane
i utrwalone w strukturze układu. W tym sensie wyróżniona część struktury
układu, w której utrwalone zostały różne oddziaływania, jest swoim własnym
cybernetycznym modelem.
Modelowanie zachodzące między różnymi informacjami — można je
zdefiniować jako komunikaty — powstającymi w układzie ma dużą wartość poznawczą. Fakt, że z cybernetycznego punktu widzenia jedne z komunikatów układu są modelami komunikatów drugich powoduje, że posiadają one dużą moc informacyjną. Modele te są dwoistej natury — powstają w układzie oraz dotyczą
układu. Wobec bardzo często występującej niewspółmierności (dysproporcji)
między rozmiarami nośnika informacji a pojemnością pamięci układu, fakt
modelowania informacyjnego jednych komunikatów przez drugie jest istotną
rekompensatą i wyrównaniem ilościowej różnicy. Sytuacja ta wygląda zresztą
różnie w poszczególnych układach cybernetycznych. Na szczególną uwagę zasługują pod tym względem mechanizmy tworzenia się modeli w mózgu i ich funkcjonalna własność, jaką jest uwaga czy pamięć, które stanowią istotę umysłu.
Wielka pojemność pamięci układu żywego, jakim jest człowiek, w stosunku
do względnie małego i prostego (rozmiarami i regułami działania) nośnika informacji, jakim jest pojedynczy neuron, wynika z faktu, że mózg posiada zdolność modelowania w swoich podukładach (np. w poszczególnych ośrodkach
kory mózgowej) tak samo wewnętrznego działania całego układu, jak i jego
działania wobec środowiska, łącznie z własnościami tego środowiska. Jeśli się
weźmie pod uwagę fakt, że modelująca (obrazująca) własność pamięci, jako
zdolność naturalna układu jakim jest człowiek, jest wzbogacana dodatkowo
sztucznymi (technicznymi) nośnikami informacji i wiedzy, które zostają
sprzęgnięte poznawczo z pierwszymi, to moc i znaczenie pamięci człowieka
wzrasta do skali nie spotykanej nigdzie indziej w przyrodzie. Ta własność poznania ma z kolei bezpośredni związek z cybernetycznym modelowaniem. Po
pierwsze, polega na wytwarzaniu przez sterujący działaniem człowieka mózg
własnych modeli (będących odwzorowaniem jednej struktury w drugą),
reprezentujących jego wewnętrzne stany, które biorą udział w regulacji tego
działania; stany te są utrwalane w strukturze mózgu jako wzory dla oceny in-
nych powstających w trakcie działania mózgu jego modeli. Po drugie, wyraża
się w tworzeniu i rozwoju stricte umysłowych modeli, czyli reprezentacji nie tylko już stanów mózgu i ciała, ale także, oraz przede wszystkim, własności rzeczy,
procesów i zdarzeń składających się na bliższe lub dalsze otoczenie, z którym
człowiek wchodzi w różnorodne relacje. Cybernetyczne oraz neurofizjologiczne
(jako jego konkretyzacja) podejście każe zresztą traktować oba rodzaje modeli
jako wzajemnie powiązane ze sobą i funkcjonalnie się warunkujące. “A zatem —
pisze w tej sprawie Antonio R. Damasio — moim zdaniem, posiadać umysł
znaczy być zdolnym do tworzenia neuronowych reprezentacji, mogących stać
się obrazami, które z kolei mogą podlegać manipulacjom określanym mianem
myślenia, by w końcu wpływać na zachowanie poprzez przewidywanie przyszłości, układanie zgodnych z tymi przewidywaniami planów i decydowanie
o kolejnych działaniach”6. Bez reprezentacji wewnątrzmózgowych i wewnątrzorganicznych nie byłoby zatem reprezentacji zewnętrznego środowiska i całej
złożonej strategii działania ludzkiego. Powiązane ze sobą obszary kory
mózgowej stanowią podstawę topograficznie zorientowanych reprezentacji
stricte umysłowych.
UMYSŁ JAKO MODEL DZIAŁANIA CZŁOWIEKA WOBEC ŚWIATA
— OD WIELOŚCI DO JEDNOŚCI
Modelowy charakter umysłu (dwoisty charakter tego modelu) jako powstającego w mózgu, w celu sterowania, dla reprezentacji jego wewnętrznych stanów i powiązania ze środowiskiem ma szczególne własności i przyjmuje różnorodne sposoby realizacji. Jak wszystkie modele cybernetyczne, modele umysłowe muszą być w jakiś sposób w układzie, jakim jest człowiek, utrwalone; muszą
być utrwalone w strukturze układu i wyrażać się w jego sprzęgnięciach ze
środowiskiem. Inaczej mówiąc (już nie w języku cybernetycznym), umysł człowieka jest funkcjonalną reprezentacją tak samo ciała, jak i ogółu rzeczy i procesów, i czynów, które składają się na świat człowieka, wobec którego on działa.
Znaczy to, że jego istotę stanowią procesualne (fizyczne, biologiczne czy
neurologiczne), przedmiotowe i czynnościowe (np. praca, komunikowanie,
twórczość) uwarunkowania, które realizując się na różne sposoby wszystkie razem muszą być uwzględnione w teorii umysłu (psychiki). Zdzisław Cackowski,
odpowiednio do tak rozumianej i postulowanej przez siebie złożoności, rzeczywisty problem umysłu formułuje w następujący sposób: “Tu dochodzimy do
istoty sprawy: powstanie, rozwój i istnienie psychiki (w tym świadomości) ludzkiej było, jest i będzie zawsze warunkowane procesualnie, ale powstawała ona
(psychika ludzka i świadomość), istniała i rozwijała się w obszarze i za sprawą
a k t y w n o ś c i l u d z k i e j, czyli w obszarze [warstwy aktywnościowej, po6 Ibid., s. 110.
zacielesnych obiektów ludzkiej aktywności i środków ludzkiej aktywności]”7.
Problem umysłu to tym samym zagadnienie ciała człowieka, jego różnorodnego
działania oraz wytworów tych działań, zarówno przedmiotów, jak i znaków czy
symboli; dobra i bogata teoria umysłu nie może abstrahować od żadnego z tych
elementów. Tak rozbudowana dziedzina zjawisk stanowiących umysł wymaga
również, dopowiadając powyższe postawienie problemu, wielu rodzajów
wiedzy, różnych metod badawczych i teorii, także tych, które nie należały dotychczas do dziedziny nauk zajmujących się umysłem. Idzie tu głównie, na co
warto zwrócić uwagę, o dyscypliny naukowe dotyczące techniki i komunikacji,
w tym o cybernetykę, teorię informacji i komunikowania, nauki o komputerach,
które dostarczają teoretycznych i praktycznych narzędzi opisu i modelowania
układu samosterującego, jakim jest człowiek (z tym jednakże zastrzeżeniem, że
modeli tych nie można brać jako dosłownych symulacji (duplikacji) ludzkiego
myślenia, które dałoby się tym samym zrealizować w dowolnym fizycznym
układzie innym niż ciało ludzkie). Uwzględnienie techniki i różnorodnych
maszyn, w tym komputerów i komputerowych środków komunikacji, współpracujących z człowiekiem, pozwoli ponadto na uchwycenie własności ludzkiego
umysłu (drugiego znaczenia w dwoistej modelowej naturze umysłu) do obrazowania i przedstawiania złożonych relacji ze światem. “Logika dziejów rozumu
coraz bardziej wyznaczana jest przez logikę rozwoju cywilizacji i kultury, czyli
przez ciąg zewnętrznych przedmiotowych (także komputerowych) działań człowieka”8.
Do zakresu badań nad umysłem, jego teorii, wchodzić zatem powinna nie
tylko biologia, neurologia czy fizyka (jak postuluje np. Roger Penrose) mózgu,
nie tylko psychologia (co najbardziej oczywiste i najczęściej stosowane) czy medycyna, ale również językoznawstwo (psycho-, etno- czy socjolingwistyka),
socjologia, antropologia kulturowa, etnografia, czy w końcu teorie kultury, techniki, masowej komunikacji itp. W zasadzie ciąg nauk mających coś ważnego do
powiedzenia na temat ludzkiego umysłu nie ma swojego kresu, a tylko pewne
ukierunkowanie w stronę interdyscyplinarnych badań i teorii nad całokształtem
działania człowieka jako jednostki i społeczności.
Ale czy w ogóle możliwe jest zintegrowanie, w ramach jednej, w miarę jednolitej metodologicznie teorii, tak wielu różnorodnych aspektów działania człowieka, które mają swój związek z jego umysłem? Czy istnieją już co najmniej zalążki takiej teorii, wielu teorii? Trzeba stwierdzić uczciwie, że nie ma tu jeszcze
odpowiedzi pozytywnej. Ambitny problem badawczy, który w powyższym
sformułowaniu wydaje się być najbardziej rzetelnym i bogatym ujęciem umysłu,
może okazać się nie do zrealizowania. Można więc spytać: co po takim zadaniu,
skoro jest ono nie do wykonania? Czy uwzględnienie jednoczesne biologicznej,
społecznej i kulturowej wiedzy o zależnościach między mózgiem, umysłem
i środowiskiem wchodzi w ogóle w rachubę? Zauważa to Antonio R. Damasio:
7 Z. Cackowski, Rozum między chaosem a “Dniem Siódmym” porządku, Kategorie Ludzkiego
Doświadczenia, Wydawnictwo UMCS, Lublin 1997, s. 89.
8 Ibid., s. 61.
“By w zadowalającym stopniu zrozumieć działanie mózgu, który tworzy ludzki
umysł i steruje ludzkim zachowaniem, koniecznie trzeba brać pod uwagę
kontekst społeczny i kulturowy. I to czyni zadanie prawdziwie
przytłaczającym”9.
Nie wszystko w tej sprawie jest jednak beznadziejne. O ile rzeczywiście
zbudowanie jednolitej teorii umysłu, która sprostałaby przedstawionym merytorycznym wymogom, nie wydaje się łatwe do zrealizowania, o tyle sformułowanie problemu i wskazanie na jego złożoność, wieloaspektowość i interdyscyplinarność samo w sobie jest już ważne poznawczo. Wobec dotychczasowych,
jednostronnych i spekulatywnych koncepcji umysłu może to być istotny krok do
przodu. Zadanie powinno być realizowane w kierunkach, których zarys mógłby
wyglądać następująco:
Po pierwsze, należy odstąpić od traktowania umysłu jako samoistnej substancji, niezależnej od ciała, która bądź nie ma z nim żadnego przedmiotowego
oddziaływania, bądź wpływa nań okazjonalnie i właściwie bez żadnego
znaczenia. Słowem, należy porzucić wszelkie wersje starego Kartezjańskiego
mitu “ducha w maszynie” (według określenia Gilberta Ryle’a). Nie do utrzymania są także równie radyklane i jednostronne próby potraktowania umysłu
(poszczególnych zjawisk umysłowych) jako “sekrecji mózgu”, które powstają w
ramach tzw. teorii stanu centralnego. Właściwe tym koncepcjom przeciwstawianie samoistnego umysłu zjawiskom neurologicznym czy redukcja pierwszych do drugich mają za wspólny mianownik, gubienie i niedocenianie właściwych relacji i proporcji między zjawiskami umysłowymi i fizjologicznymi. One
wszystkie umysł zestawiają t y l k o z mózgiem i to właśnie jest ich zasadniczym
błędem.
Po drugie, umysł należy traktować jako funkcję nie mózgu (centralnego
i obwodowego układu nerwowego), lecz organizmu ludzkiego. Organizmem
jest zaś mózg i ciało, czyli również inne układy i funkcje życiowe człowieka,
jak układ hormonalny czy odpornościowy, funkcja oddychania, rozmnażania,
ale także funkcja lokomocyjna czy posługiwanie się przez człowieka narzędziami. Takie szersze ujęcie zagadnienia organizmu wskazuje na konieczność uwzględnienia jego powiązań ze środowiskiem za pomocą rzeczy, jako
środków czy celów samego organicznego działania (np. żywność), ale również,
i przede wszystkim, społecznego i kulturowego działania. W przypadku drugim sfera rzeczy i obiektów niepomiernie wzrasta, co ma bezpośredni związek
z powstawaniem umysłu; im więcej sprzęgnięć ze środowiskiem, tym więcej
powstaje bogatych i różnorodnych modeli umysłu w celu sterowania tym
działaniem. Słowem, umysł jest funkcją układu, którego mózg jest tylko
częścią; inaczej mówiąc, granice umysłu daleko wykraczają poza obszar układu nerwowego, chociaż w tym najbardziej złożonym układzie wszechświata są
organicznie uwarunkowane.
Po trzecie, należy mówić nie o jednym umyśle, lecz o wielu umysłach9 Ibid., s. 289.
modelach, które powstają nieustannie w trakcie działania człowieka; ta wielość
in statu nascendi nie wyklucza zresztą mówienia o jedności umysłu w ogóle.
Z cybernetycznego punktu widzenia (potwierdzanego przez najnowsze analizy neurologiczne) istnieje konieczność funkcjonowania wielu (bardzo wielu)
modeli wewnętrznych, powstających w różnych ośrodkach kory mózgowej,
w których następuje kojarzenie sygnałów z receptorycznych wejść z efektorycznymi wyjściami i jednego modelu umysłowego integrującego te modele.
Eksperymentalne badania oparte na pozytonowej tomografii komputerowej
wyraźnie pokazują, że poszczególne modele sterujące powstają w bardzo
różnych miejscach kory mózgowej (starszych), zaś łączone są w obszarach innych (młodszych). Tę zasadę (strukturalny wymóg funkcjonowania każdego
samosterującego układu), którą stworzyła natura w procesie ewolucji mózgu
ludzkiego potwierdza dodatkowo subiektywne (analizowane z kolei przez
psychologię) odczucie jedności umysłu; ta anatomiczno-ewolucyjna (strukturalno-funkcjonalna) zgodność dowodzi zatem, że umysł człowieka powstaje
jako jedność w/poprzez różnorodność. Integracja wielu modeli mózgowych w
jednym modelu umysłowym jest faktem, który współczesna neurobiologia
wyjaśnia w ramach hipotezy o i n t e g r a c j i p r z e z s y n c h r o n i z a c j ę.
Powstające w różnych obszarach mózgu poszczególne modele są scalane, integrowane w jednym czasie.
Co jest stwierdzane na poziomie anatomicznym, jest również do zinterpretowania na poziomie czynnościowo-operacyjnym działania człowieka. Integracja i jedność są to bowiem, po czwarte, własności wszystkich poziomów —
procesualnych i czynnościowych — działania człowieka. Jedność działania
wobec przedmiotów jako narzędzi i środków, to warunek skuteczności i efektywności działania ludzkiego. Oznacza ona koordynację ruchów i planów własnego działania w stosunku do parametrów używanych środków, ich korygującej zmiany w trakcie wykonywania. Jest to wymóg, który człowiek stawia
sobie samemu, gdy podejmuje jakiekolwiek działanie (pracę fizyczną, tworzenie
artystyczne, obmyślanie itp.). Może to być też wymóg stawiany mu z zewnątrz
jako norma społeczna, wymóg instytucji (zakładu pracy, grupy współdziałania
w doraźnych celach), standard kulturowy, przykazanie lub wzorzec cywilizacyjny. W każdym z tych przypadków te wewnętrzne i zewnętrzne do działania
człowieka wymogi wymuszają i określają jego jednorodne, zintegrowane działanie; nawet przypadki dezintegracji czy trudu w jednolitym działaniu nie podważają tej zasady. Integracja poszczególnych planów (modeli) działania w jedną
strategię (model) działania jest tożsama z powstawaniem i funkcjonowaniem
umysłu ludzkiego; jest to jeden z ważniejszych jego aspektów. O jego istocie stanowi dwoista natura modeli, które powstają w trakcie działania człowieka.