آگاهی و مغز؛ مغز چگونه افکار را رمزگذاری می‌کند؛ استانیسلاس دهانه؛ نشانه های بارز تفکر آگاهانه

تکنیک‌های تصویربرداری مغز (Brain-imaging techniques) پیشرفت‌های چشمگیری در پژوهش‌های آگاهی (Consciousness research) ایجاد کرده‌اند. این تکنیک‌ها نشان می‌دهند که فعالیت مغزی (Brain activity) چگونه در لحظه‌ای که یک قطعه اطلاعات به آگاهی دسترسی پیدا می‌کند شکل می‌گیرد و چگونه این فعالیت در پردازش‌های ناآگاهانه (Unconscious processing) متفاوت است. مقایسه این دو حالت، آنچه من «نشانگرهای آگاهی (Signatures of consciousness)» می‌نامم، آشکار می‌کند: شاخص‌هایی قابل اعتماد که نشان می‌دهند محرک به‌صورت آگاهانه ادراک شده است. در این فصل، من چهار نشانگر آگاهی (Signatures of consciousness) را توصیف می‌کنم. نخست، هرچند یک محرک زیرآستانه‌ای (Subliminal stimulus) می‌تواند عمیقاً وارد قشر مغز (Cortex) شود، فعالیت مغزی (Brain activity) وقتی که آستانه آگاهی (Threshold for awareness) عبور می‌شود، به شدت تقویت می‌گردد. سپس این فعالیت به بسیاری از نواحی اضافی نفوذ می‌کند و منجر به جوشش ناگهانی مدارهای آهیانه‌ای و پیش‌پیشانی (Parietal and prefrontal circuits) می‌شود (نشانگر ۱). در الکتروانسفالوگرام (Electroencephalogram)، دسترسی آگاهانه به صورت یک موج آهسته دیررس به نام موج P3 (P3 wave) ظاهر می‌شود (نشانگر ۲). این رویداد تقریباً یک سوم ثانیه پس از محرک رخ می‌دهد؛ یعنی آگاهی ما همواره از جهان بیرون عقب‌تر است. با پایش فعالیت مغزی (Brain activity) از طریق الکترودهای کاشته شده در نواحی عمقی مغز (Electrodes placed deep inside the brain)، دو نشانگر دیگر قابل مشاهده است: یک انفجار دیررس و ناگهانی از نوسانات با فرکانس بالا (Late and sudden burst of high-frequency oscillations) (نشانگر ۳) و همزمانی تبادل اطلاعات میان نواحی دوردست مغز (Synchronization of information exchanges across distant brain regions) (نشانگر ۴). تمامی این رویدادها شاخص‌هایی قابل اعتماد برای پردازش آگاهانه (Conscious processing) فراهم می‌کنند.

انسان … سایه‌ای است که هیچ‌گاه نمی‌توان در آن نفوذ کرد؛ سایه‌ای که هیچ دانش مستقیمی از آن ممکن نیست.
– مارسل پروست، راه گورمانتس (The Guermantes Way)، ۱۹۲۱

استعاره پروست (Proust) دوباره یک کلیشه کهنه را نو می‌کند: ذهن (Mind) به مثابه یک دژ (Fortress). ما پشت دیوارهای ذهنی خود پنهان می‌شویم و از دیدگاه کنجکاو دیگران محفوظ می‌مانیم، و می‌توانیم آزادانه به هر آنچه بخواهیم بیندیشیم. آگاهی (Consciousness) ما یک مخفیگاه نفوذناپذیر است، جایی که ذهن به هر سو که بخواهد پرسه می‌زند، در حالی که همکاران، دوستان و همسران ما گمان می‌کنند ما به سخنان آن‌ها گوش می‌دهیم. جولیان جینز (Julian Jaynes) آن را چنین تصویر می‌کند: «یک تئاتر مخفی (Secret theater) از مونولوگ‌های بی‌صدا (Speechless monologue) و مشورت پیش‌آمده (Prevenient counsel)، یک کاخ نامرئی از همه حالات، تفکرات و اسرار (Invisible mansion of all moods, musings, and mysteries)، و یک پناهگاه بی‌پایان از ناامیدی‌ها و کشفیات (Infinite resort of disappointments and discoveries)». دانشمندان چگونه می‌توانند حتی به این دژ درونی (Inner bastion) نفوذ کنند؟

و با این حال، در تنها بیست سال، رخدادی شگفت‌انگیز به وقوع پیوست. در سال ۱۹۹۰، جمجمه شفاف شد (Skull became transparent): پژوهشگر ژاپنی سیجی اوگاوا (Seiji Ogawa) و همکارانش تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (Functional magnetic resonance imaging – fMRI) را اختراع کردند؛ تکنیکی قدرتمند و بی‌خطر که بدون هیچ نوع تزریق، امکان تصویرسازی فعالیت کل مغز (Activity of the whole brain) را فراهم می‌آورد. MRI عملکردی (Functional MRI) بر اساس همبندی نورون‌ها با رگ‌های خونی (Coupling of neuronal circuits with blood vessels) کار می‌کند. هرگاه یک مدار نورونی (Neuronal circuit) فعالیت خود را افزایش دهد، سلول‌های گلیالی (Glial cells) که اطراف این نورون‌ها را فرا گرفته‌اند، افزایش فعالیت سیناپسی (Synaptic activity) را حس می‌کنند. برای جبران سریع این مصرف انرژی افزایش یافته، این سلول‌ها سرخرگ‌های محلی (Local arteries) را باز می‌کنند. دو تا سه ثانیه بعد، جریان خون (Blood flow) در آن ناحیه افزایش می‌یابد تا اکسیژن و گلوکز (Oxygen and glucose) بیشتری به بافت مغزی برسد. گلبول‌های قرمز (Red blood cells) فراوان شده و مولکول‌های هموگلوبین (Hemoglobin molecules) حامل اکسیژن را منتقل می‌کنند. شاهکار fMRI در این است که ویژگی‌های فیزیکی مولکول هموگلوبین (Physical properties of the hemoglobin molecule) را از فاصله دور تشخیص می‌دهد: هموگلوبین فاقد اکسیژن مانند یک مغناطیس کوچک (Small magnet) عمل می‌کند، در حالی که هموگلوبین دارای اکسیژن چنین خاصیتی ندارد. ماشین‌های رزونانس مغناطیسی (Magnetic resonance machines)، آهنرباهای عظیمی هستند که برای تشخیص این اعوجاج‌های کوچک در میدان مغناطیسی (Small distortions in magnetic fields) طراحی شده‌اند و به این ترتیب به طور غیرمستقیم فعالیت اخیر نورون‌ها (Recent neuronal activity) در هر قسمت از بافت مغزی (Brain tissue) را بازنمایی می‌کنند.

MRI عملکردی (Functional MRI) به‌سادگی وضعیت فعالیت مغز زنده (State of activity of the living human brain) را با وضوح میلی‌متری (Millimeter resolution) و تا چند بار در ثانیه نمایش می‌دهد. متأسفانه این تکنیک نمی‌تواند زمان‌بندی شلیک نورون‌ها (Time course of neuronal firing) را ردیابی کند. اما اکنون تکنیک‌های دیگری وجود دارند که جریان‌های الکتریکی (Electrical currents) در سیناپس‌ها (Synapses) را با دقت زمانی بالا و بدون نیاز به باز کردن جمجمه ثبت می‌کنند. الکتروانسفالوگرافی (Electroencephalography – EEG)، همان ثبت سنتی امواج مغزی (Brain waves) که در دهه ۱۹۳۰ اختراع شد، به یک تکنیک مدرن و پیشرفته تبدیل شده است. امروزه می‌توان با استفاده از تا ۲۵۶ الکترود (Electrodes)، فعالیت مغز (Brain activity) را با کیفیت دیجیتال بالا و وضوح میلی‌ثانیه‌ای (Millisecond resolution) بر کل سر ثبت کرد. در دهه ۱۹۶۰، فناوری حتی دقیق‌تری به نام مگنتوانسفالوگرافی (Magnetoencephalography – MEG) پدید آمد؛ این تکنیک ثبت فوق دقیق امواج مغناطیسی (Ultra-precise recording of minuscule magnetic waves) است که با تخلیه جریان‌های نورونی در نورون‌های قشری (Discharge of currents in cortical neurons) همراه‌اند. خروجی هر دو روش، EEG و MEG، به سادگی قابل ثبت است: یا با قرار دادن سیم‌های الکتریکی کوچک روی سر (Small electrical leads on the head) در EEG، یا با استفاده از آشکارسازهای بسیار حساس میدان مغناطیسی (Very sensitive detectors of magnetic fields) در MEG.

با در اختیار داشتن fMRI، EEG و MEG، اکنون می‌توانیم کل توالی فعال‌سازی مغز (Entire sequence of brain activation) را ردیابی کنیم؛ از لحظه‌ای که یک محرک دیداری (Visual stimulus) وارد شبکیه (Retina) می‌شود تا رسیدن به بالاترین سطوح قشر پیش‌پیشانی (Frontal cortex). ترکیب این ابزارها با تکنیک‌های روانشناسی شناختی (Cognitive psychology) پنجره‌ای تازه به سوی ذهن آگاه (Conscious mind) گشوده است. همان‌طور که در فصل ۱ اشاره شد، بسیاری از محرک‌های آزمایشی (Experimental stimuli)، تضادهای بهینه‌ای بین حالت‌های آگاه و ناآگاه ایجاد می‌کنند. با استفاده از پنهان‌سازی (Masking) یا حواس‌پرتی (Inattention)، می‌توان هر تصویری را از دید افراد ناپدید کرد. حتی می‌توان تصویر را در آستانه ادراک (Threshold) قرار داد، طوری که تنها نیمی از بارها ادراک شود و بنابراین تفاوت آن تنها در آگاهی ذهنی (Subjective awareness) نمایان شود. در بهترین آزمایش‌ها، محرک (Stimulus)، وظیفه (Task) و عملکرد (Performance) تا حد امکان همسان می‌شوند. بدین ترتیب، آگاهی (Consciousness) تنها متغیری است که به‌صورت تجربی دستکاری می‌شود: در یک وضعیت آزمودنی ادراک می‌کند و در وضعیت دیگر آن را نمی‌بیند.

آنچه باقی می‌ماند، بررسی تأثیر آگاهی (Consciousness) بر سطح مغز (Brain level) است. کدام مدارها (Circuits)، در صورتی که وجود داشته باشند، تنها در آزمون‌های آگاهانه (Conscious trials) فعال می‌شوند؟ آیا ادراک آگاهانه (Conscious perception) موجب رویدادهای مغزی خاص (Unique brain events)، امواج (Specific waves) یا نوسانات (Oscillations) می‌شود؟ چنین نشانگرهایی (Markers)، اگر قابل شناسایی باشند، می‌توانند به عنوان نشانگرهای آگاهی (Signatures of consciousness) عمل کنند. حضور این الگوهای فعالیت نورونی (Patterns of neural activity)، مانند امضایی روی سند (Signature on a document)، می‌تواند به‌طور قابل اعتماد نشانگر ادراک آگاهانه (Conscious perception) باشد.

در این فصل خواهیم دید که چندین نشانگر آگاهی (Signatures of consciousness) قابل شناسایی هستند. به لطف تصویربرداری مغزی (Brain imaging)، رمز و راز آگاهی (Consciousness) سرانجام گشوده شده و امکان بررسی آن فراهم آمده است.

فوران آگاهی

(The Avalanche of Consciousness) 

آزمون پنهان‌سازی و بررسی آستانه آگاهی

کالانیت گریل و سپکتور در سال ۲۰۰۰ در مؤسسه علمی وایزمن، یک آزمون پنهان‌سازی ساده طراحی کردند. در این آزمایش، تصاویری برای مدت‌زمانی کوتاه (بین یک‌هشتم تا یک‌پنجاهم ثانیه) به آزمودنی‌ها نمایش داده شد و بلافاصله پس از آن، یک تصویر درهم جایگزین شد.

نتایج:

• برخی از تصاویر قابل تشخیص بودند، درحالی‌که برخی دیگر نامرئی می‌ماندند.

• این نشان می‌داد که تصاویر یا بالای آستانه آگاهی قرار می‌گیرند و ادراک می‌شوند، یا زیر آن باقی می‌مانند و نادیده می‌مانند.

• نمودار پاسخ‌های آزمودنی‌ها، یک منحنی جالب را نشان داد:

  • تصاویر با نمایش کمتر از ۵۰ میلی‌ثانیه به‌سختی قابل دیدن بودند.

  • تصاویر با مدت نمایش بیش از ۱۰۰ میلی‌ثانیه، بهتر دیده می‌شدند.

این یافته‌ها به درک آستانه آگاهی و مکانیسم‌های پردازش ادراکی کمک کرده و نشان می‌دهند که مدت‌زمان ارائه محرک، نقش کلیدی در آگاهی از آن دارد.

نقش نواحی مختلف قشر بینایی در آگاهی

پس از آزمایش پنهان‌سازی، گریل و سپکتور قشر بینایی آزمودنی‌ها را اسکن کردند. در آن زمان، تصویربرداری از کل مغز چالش‌برانگیز بود، اما یک تفاوت آشکار در الگوهای فعالیت مغزی مشاهده شد:

• در نواحی اولیه بینایی، فعالیت مغزی بدون نیاز به آگاهی رخ می‌داد.

  • قشر اولیه بینایی و نواحی اطراف آن تقریباً برای تمام تصاویر (حتی آن‌هایی که پنهان شده بودند) فعال می‌شدند.

• در نواحی مرتبه بالاتر قشری، مانند شکنج دوکی‌شکل و ناحیه پس‌سری-گیجگاهی جانبی، همبستگی قوی‌ای بین فعالیت مغزی و گزارش‌های آگاهانه آزمودنی‌ها مشاهده شد.

  • این نواحی مسئول مقوله‌بندی تصاویر در دسته‌های چهره، شیء، واژه و مکان هستند.

  • همچنین، این نواحی بازنمایی‌های تغییرناپذیری از محرک دیداری تولید می‌کنند.

نتیجه: به نظر می‌رسد که هرگاه فعالیت مغزی تا این نواحی مرتبه بالاتر گسترش می‌یابد، احتمال آگاهانه شدن تصویر نیز افزایش می‌یابد.

مطالعات مشابه در بررسی ادراک واژگان پنهان شده

در حالی که گریل در حال انجام آزمایش‌های پنهان‌سازی بود، من نیز در همان زمان آزمون‌های مشابهی برای بررسی ادراک واژگان پنهان‌شده انجام می‌دادم. در اسکنر من، تصاویر کلی از نواحی فعال شده مغز ثبت می‌شد و نتایج نشان می‌داد که حتی نواحی بینایی مرتبه بالای قشر، مانند شکنج دوکی‌شکل، در غیاب هر نوع گزارش آگاهانه فعال بودند.

در حقیقت، حتی عملیات انتزاعی‌تر که توسط لوب‌های آهیانه‌ای و گیجگاهی اجرا می‌شوند، در تصاویر زیر مرز آگاهی نیز فعال می‌شدند. به‌طور خاص، این نواحی در فرآیند تشخیص شباهت‌ها مانند شناسایی اینکه PIANO و piano یا ارقام ۳ و three یکسان هستند، فعال می‌شدند.

این نتایج نشان می‌دهند که فعالیت‌های مغزی مرتبط با پردازش واژگان و مفاهیم حتی در غیاب آگاهی نیز می‌توانند رخ دهند.

تغییرات عمده در نواحی مغزی با عبور از آستانه آگاهی

وقتی ادراک از آستانه آگاهی عبور می‌کرد, دو تغییر عمده در نواحی مغزی بالاتر مشاهده می‌شد:

1. تقویت شدید فعالیت در نواحی بالاتر:
   فعالیت مغزی در نواحی بالاتر به طور قابل توجهی تقویت می‌یافت. به‌ویژه در ناحیه‌ای که در تشخیص حروف تخصص دارد (یعنی ناحیه ریخت‌شناسی واژگانی)، فعالیت به میزان دوازده برابر افزایش می‌یافت.

2. فعال شدن نواحی جدید در مرحله آگاهی:
   مجموعه‌ای از نواحی مغزی دیگر که در مرحله عرضه واژه فعال نبودند، در مرحله آگاهی فعال می‌شدند. این نواحی عمدتاً در لوب‌های آهیانه‌ای و پیشانی قرار داشتند و در برخی موارد، به شکنج سینگولیت قدامی که نزدیک به خط واسط دو نیمکره مغز است، گسترش می‌یافتند.

این تغییرات نشان می‌دهند که با عبور از آستانه آگاهی, فعالیت مغزی به سطح بالاتری از پردازش و فعال‌سازی نواحی مختلف مغز منتقل می‌شود.

تفاوت‌های فعالیت مغزی در ادراک آگاهانه و ناآگاهانه

با اندازه‌گیری دامنه این فعالیت‌ها, متوجه شدیم که عامل تقویت‌کننده‌ای که فرآیند آگاهانه را از ناآگاهانه متمایز می‌کند, در نواحی مسیر ورودی قوه بینایی متغیر است.

• فعال‌سازی ناشی از واژه پنهان‌شده در قشر بینایی اولیه به اندازه‌ای است که می‌تواند واژه را به راحتی قابل مشاهده کند.

• با این حال، وقتی این فعال‌سازی تا سطح قشر پیش می‌رود, عمل پنهان‌سازی باعث کاهش قدرت آن می‌شود.

این تفاوت‌ها در ادراک می‌تواند به شکلی مقایسه شود:

• ادراک زیر مرز آگاهی شبیه به موجی است که با قدرت به سنگ‌ها برخورد می‌کند اما وقتی به ساحل می‌رسد, قدرت آن به سختی تا نوک انگشتان شما می‌رسد.

• در مقابل, ادراک آگاهانه شبیه یک سونامی عمل می‌کند, و احتمالاً «بهمن» استعاره مناسب‌تری برای این نوع ادراک است. یعنی **فعال‌سازی آگاهانه مانند گلوله‌ای برفی عمل می‌کند که با گذر از مسیر خود, نیروی بیشتری به دست می‌آورد و در نهایت ناحیه‌ای بزرگ را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

نتایج آزمایش تجربی در ارتباط با ادراک آگاهانه و ناآگاهانه

برای آزمایش تجربی این نکته, من واژه‌ها را تنها به مدت ۴۳ میلی‌ثانیه به افراد نشان دادم. در موارد آگاهانه, فعال‌سازی نورونی تا رسیدن به نواحی مختلف مغز تقویت می‌شد. همچنین, نواحی دوردست مغز در این آزمون به شدت با یکدیگر هم‌پیوند می‌شدند؛ موج ورودی به نقطه اوج خود می‌رسید و همزمان در تمامی نواحی فروکش می‌کرد.

این رخداد نشان داد که پیام‌هایی در این شرایط رد و بدل می‌شدند که یکدیگر را تا رسیدن به یک بهمن توقف‌ناپذیر تقویت می‌کردند. در هدف‌های آگاهانه, فعال‌سازی همزمان نورون‌ها بسیار قوی‌تر از هدف‌های ناآگاه بود و این رویداد حکایت از آن داشت که فعالیت‌های هم‌پیوند به عنوان یک مؤلفه مهم در ادراک آگاهانه عمل می‌کنند.

نشانه‌های بارز آگاهی و تقویت فعالیت مغزی

این آزمایش‌های ساده اولین نشانه بارز آگاهی را برای ما روشن کردند: تقویت فعالیت مغزی که به تدریج نیروی بیشتری گرفته و نواحی مختلفی از لوب‌های آهیانه‌ای و پیش‌پیشانی را اشغال می‌کند. این الگو حتی در آزمون‌های غیر دیداری نیز به وضوح تکرار می‌شد.

مثالی از آزمون شنیداری:
فرض کنید در یک ماشین پر سروصدای MRI نشسته‌اید و لحظه به لحظه از طریق هدفون پالس‌های صوتی اضافی می‌شنوید. صدای این پالس‌ها طوری تنظیم شده که بدون اینکه بدانید قادر به شنیدن نیمی از آنها می‌شوید. این روش ایده‌آل برای مقایسه ادراک آگاهانه و ناآگاهانه توسط محرک‌های شنیداری است.

نتیجه کار هم مشخص است:

• اصوات ناآگاه تنها قشر اولیه صوتی را فعال می‌کنند.

• در مقابل, اصوات آگاه بهمنی از فعالیت‌های مغزی ایجاد می‌کنند که از این قشر گرفته تا نواحی پیش‌پیشانی و آهیانه‌ای تحتانی را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

(برای مشاهده شکل ۱۶، لازم است که تصویر مربوطه بررسی شود.)

مثال سوم: مهار حرکتی و نشانه‌های بارز آگاهی

عمل حرکتی را به عنوان مثال سوم در نظر بگیرید. فرض کنید به شما گفته‌اند در صورت دیدن محرکی خاص، جایی از بدنتان را حرکت دهید، اما اگر قبل از هدف، هشدار تکان نخور (No-Go) به شما داده شد، باید جلوی حرکتتان را بگیرید. این تکلیف یکی از آزمون‌های متعارف برای بررسی واکنش‌های مهاری آزمودنی‌ها است. در واقع، شما برای مهار میل شدید به حرکت در آزمون‌هایی که بسامد محرک «تکان نخور» در آنها بیشتر است، به کنترل آگاهانه نیاز دارید.

حال تصور کنید هشدار تکان نخور در نیمی از آزمون‌ها زیر آستانه آگاهی باشد. در این شرایط، چگونه می‌توان به این هشدار ادراک نشده عمل کرد؟ جالب است بدانید که مغز شما در برابر چنین چالشی ایستادگی می‌کند. حتی در مواردی که هشدار زیر مرزآگاهی است، سرعت حرکت آزمودنی‌ها کند می‌شود و این یعنی مغز به طور ناآگاهانه نیرویی مهاری ایجاد کرده است. این پدیده را قبلاً در فصل ۲ نیز مشاهده کرده‌ایم.

تصویربرداری مغزی نشان داده که این مهار ناآگاهانه به دو ناحیه کنترل حرکتی بستگی دارد:

• ناحیه مکمل حرکتی

• اینسولای فوقانی

ادراک آگاهانه در این آزمون نیز تغییرات پردامنه‌ای ایجاد می‌کند. وقتی هشدار تکان نخور قابل دیدن باشد, فعال‌سازی در این دو ناحیه حرکتی دو برابر می‌شود و تا نواحی گسترده‌ای در لوب‌های پیش‌پیشانی و آهیانه‌ای پیش می‌رود. (شکل ۱۷)

تا اینجا لوب‌های پیش‌پیشانی و آهیانه‌ای را به خوبی شناخته‌ایم. فعال‌سازی ناگهانی و نظام‌مند این نواحی نشانه‌ای تکرارپذیر برای آگاهی است.

زمان سنجی بهمن آگاهی

FMRI و محدودیت‌های زمانی آن

اگرچه FMRI ابزاری قابل قبول برای تعیین موقعیت مکانی فعالیت‌های مغزی است، اما زمان دقیق وقوع این فعالیت‌ها را به ما نمی‌گوید. بنابراین از این تکنیک نمی‌توان برای سنجش سرعت و ترتیب روشن شدن نواحی مغز در مواجهه با محرک‌ها استفاده کرد. برای زمان‌سنجی دقیق بهمن آگاهی به تکنیک‌هایی مثل الکتروانسفالوگرافی (EEG) و مگنتوآنفالوگرافی (MEG) نیاز داریم.

با این فناوری‌ها و از طریق تعبیه الکترودها یا سنسورهای مغناطیسی بر روی پوست سر، می‌توانیم فعالیت مغزی را با دقت میلی‌ثانیه‌ای ردیابی کنیم.

مطالعه کلار سرجنت و طراحی آزمون سنجش دسترسی آگاهانه

در سال ۱۹۹۵، کلار سرجنت و من برای اولین بار یک مطالعه حساب شده را برای سنجش زمان شکل‌گیری دسترسی آگاه طراحی کردیم. هدف ما در این آزمون ردیابی یک محرک یکسان در ادراک آگاهانه و ناآگاهانه و تمرکز بر پدیده غیبت توجه بود. طبق این پدیده، در صورت فقدان توجه، ادراک محرک به طور موقتی با شکست مواجه می‌شود.

ما از آزمودنی‌ها خواستیم که واژه‌ها را در شرایطی شناسایی کنند که قبل از آن تکلیفی دیگر (گزارش دنباله‌ای از حروف) توجه آنها را جلب می‌کرد. آنها مجبور بودند برای به خاطر سپردن دنباله حروف بر آن متمرکز شوند، و این موضوع اغلب باعث می‌شد واژه هدف را از دست بدهند.

برای اطمینان از اینکه دقیقاً چه زمانی این ناکامی در درک هدف رخ می‌دهد، از آزمودنی‌ها خواستیم تا آنچه را که دیده‌اند با نشانگری مشخص کنند. آزمودنی‌ها می‌توانستند با حرکت نشانگر ماوس بگویند که واژه‌ای را ندیده‌اند، فقط دنباله حروف را دیده‌اند، یا اینکه بخش عمده‌ای از واژه را دیده یا کامل آن را ادراک کرده‌اند.

تنظیم پارامترها برای آگاهی و ناآگاهی

سرجنت و من پارامترها را طوری تنظیم کردیم تا واژه‌ها را به دلخواه آگاهانه یا ناآگاهانه عرضه کنیم. پس از تنظیم شرایط به شکلی متعادل، نتایج به وضوح نشان داد که در نیمی از آزمون‌ها، افراد گزارش می‌دادند که واژه را دیده‌اند و در نیمی دیگر چنین ادعایی نداشتند. در واقع، گزارش‌های آگاهانه آزمودنی‌ها به حالت «همه یا هیچ» درآمده بود؛ بدین معنا که یا واژه را به طور کامل می‌دیدند یا اصلاً متوجه آن نمی‌شدند. به ندرت پیش می‌آمد که فقط بخشی از حروف واژه را مشاهده کنند.

داده‌ها و تغییرات مغزی در فرآیند آگاهی

تغییرات ناگهانی مغزی
داده‌های ما نشان داد که مغز به طور ناگهانی از حالت ناآگاهانه به حالت آگاهانه تغییر می‌کند. این تغییرات در فرآیند آگاهی تأثیرگذار هستند و نشان می‌دهند که مغز قادر است به سرعت از حالت ناآگاهانه به آگاهانه جهش کند.

فعال‌سازی قشر اولیه بینایی
در مرحله اول، فعال‌سازی قشر اولیه بینایی برای محرک‌های دیده‌شده و دیده‌نشده هیچ تفاوتی نداشت. چه واژه‌های آگاهانه و چه ناآگاهانه، هر دو همان جریان بی‌تفاوت امواج مغزی را در بخش خلفی قشر بینایی ایجاد می‌کردند. این نشان می‌دهد که پیشرفت اولیه اطلاعات دیداری در مغز تحت تأثیر آگاهی قرار نمی‌گیرد.

امواج مغزی P1 و N1
این امواج به نام‌های P1 و N1 شناخته می‌شوند. P1 در ۱۰۰ میلی‌ثانیه به اوج خود می‌رسد و N1 در ۱۷۰ میلی‌ثانیه به حداکثر مقدار خود می‌رسد. این امواج به نوعی نشان‌دهنده پیشرفت اطلاعات دیداری در سلسله مراتب نواحی بینایی مغز هستند.

عدم تأثیر آگاهی در مرحله اولیه
این روند اولیه در قشر بینایی به نظر نمی‌رسید که تحت تأثیر آگاهی باشد. فعال‌سازی نواحی اولیه در هر دو حالت (واژه‌های گزارش‌شده یا نامرئی) به میزان مشابهی نیرو و شدت داشت.

نفوذ محرک‌ها به قشر بینایی
در نهایت، چه آزمودنی واژه را می‌دید یا نه، محرک‌ها به قشر بینایی نفوذ می‌کردند و فرآیند اولیه فعال‌سازی مغزی بدون تغییر در حالت آگاهی اتفاق می‌افتاد.

داده‌های مغزی و تغییرات آگاهی

داده‌های پژوهش‌ها نشان می‌دهد که مغز در واکنش به محرک‌ها از حالت ناآگاه به حالت آگاهانه تغییر می‌کند. در مرحله اول، فعال‌سازی قشر بینایی در هر دو حالت (آگاه و ناآگاه) مشابه است. واژه‌های آگاه و ناآگاه باعث فعال‌سازی مشابهی از امواج مغزی در بخش خلفی قشر بینایی می‌شوند.

تفاوت‌های زمانی در فعالیت مغزی: آگاهی در مقابل ناآگاهی

این الگوی فعال‌سازی مغزی در مدت زمان بسیار کوتاهی تغییر می‌کند. حدود 200 تا 300 میلی‌ثانیه پس از ارائه واژه، در آزمون‌های ناآگاه، فعالیت مغزی به طور ناگهانی از بین می‌رود. اما در آزمون‌های آگاه، فعالیت مغزی به سمت نواحی بالاتر مغز حرکت می‌کند. این تفاوت در حدود 400 میلی‌ثانیه بعد از عرضه محرک به اوج خود می‌رسد.

فعال‌سازی در نواحی بالاتر مغز

در شرایط آگاهی، واژه‌ها باعث ایجاد فعالیت شدید در لوب‌های چپ و راست مغز، پیشانی، قشر سینگولیت قدامی و قشر آهیانه‌ای می‌شوند. سپس، حدود نیم ثانیه بعد، این فعال‌سازی دوباره به نواحی خلفی مغز از جمله قشر بینایی اولیه باز می‌گردد.

مفهوم حافظه موقت در آگاهی

پژوهشگران دیگر نیز مشابه این موج را ثبت کرده‌اند، ولی هنوز معنای دقیق آن مشخص نیست. احتمالاً این پدیده به وجود یک حافظه موقت از بازنمایی آگاهانه اشاره دارد.

سرعت گذار از حالت ناآگاه به آگاه

با توجه به اینکه محرک برای هر دو آزمون مرئی و نامرئی یکسان انتخاب شدند، سرعت گذار از حالت ناآگاه به آگاه بسیار چشمگیر بود. در کمتر از یک دهم ثانیه (حدود 200 تا 300 میلی‌ثانیه پس از آشکارسازی)، محرک خروجی از یک شکل کاملاً یکسان به اثری همه یا هیچ تبدیل می‌شد.

فعالیت مغزی در شرایط آگاه و ناآگاه

اگرچه به نظر می‌رسید فعالیت اولیه در مرحله اول در هر دو شرایط کاملاً یکسان باشد، زمانی که محرک به صورت آگاهانه درک می‌شد، موج فعالیت مغزی چنان نیرویی می‌گرفت که از سد شبکه‌های پیشانی و آهیانه‌ای عبور کرده و به یکباره در نواحی پردامنه قشر مغز طغیان می‌کرد. در مقابل، در موارد ناآگاه، این موج در نظام‌های خلفی مغز آرام می‌گرفت و بدون تاثیر بر ذهن آگاه باقی می‌ماند.

ادامه فعالیت ناآگاه در مغز

لیکن فعالیت ناآگاه به یکباره متوقف نمی‌شد. امواج ناآگاه برای مدت زمانی در حدود نیم ثانیه در لوب گیجگاهی چپ و در نواحی‌ای که با معنای واژه درگیر هستند، طنین می‌افکند. در فصل 2 مشاهده کردیم که واژه‌های دیده نشده چگونه در غیبت توجه تا رسیدن به معنای واژه پردازش می‌شوند.

مرزهای پردازش ناآگاه و آگاه

این تفسیر ناآگاه تنها به مرزهای لوب گیجگاهی محدود می‌ماند و تنها زمانی که سرریز آن به لوب‌های آهیانه‌ای و پیشانی برسد، تبدیل به آگاهی می‌شود.

موج P3 و ارتباط آن با آگاهی

بهمن آگاه نشانگری ضعیف تولید می‌کند که الکترودهای متصل به پوست سر به راحتی آن را دریافت می‌کنند. تنها در موارد آگاه است که یک موج پردامنه به این الکترودها می‌رسد. این موج بعد از ۲۷۰ میلی‌ثانیه تولید شده و در ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌ثانیه پس از ظهور محرک به حداکثر مقدار خود می‌رسد. این رویداد کند و دامنه‌دار را موج P3 یا P۳۰۰ نامیده‌اند (P3 به دلیل آنکه سومین موج مثبت پس از ظهور محرک است و P۳۰۰ به دلیل آنکه معمولاً از ۳۰۰ میلی‌ثانیه به بعد شروع می‌شود).

اندازه موج P3

اندازه این موج تنها چند میلی‌ولت یعنی یک میلیون بار کوچک‌تر از یک باتری AA است. لیکن اندازه‌گیری این فعالیت الکتریکی با تقویت‌کننده‌های مدرن و پیشرفته امکان‌پذیر است. موج P۳ دومین نشانه ادراک آگاهانه ماست. اکنون انواع و اقسام پارادایم‌ها به ما نشان داده‌اند که همواره هنگام ادراک آگاهانه چنین موجی پدیدار شده و قابل ثبت است.

تبیین پیشرفت موج P۳ و رابطه آن با غیبت آگاهی

با نگاهی دقیق‌تر به این یافته‌ها، متوجه شدیم پیشرفت موج P۳ همچنین تبیینی است برای این موضوع که چرا آزمودنی‌ها موفق به دیدن واژه هدف نمی‌شدند. موج P۳ اولیه را اولین رشته حروف فراخوانی می‌کرد، حروفی که برای منحرف کردن توجه به کار گرفته شده بودند و همواره آگاهانه درک می‌شدند. موج دوم وقتی ایجاد می‌شد که واژه هدف توسط آزمودنی قابل رویت بود.

عدم تقارن بین دو موج P۳

شگفت آنکه نوعی عدم تقارن بین این دو رویداد وجود داشت. هرگاه اولین موج P۳ بزرگ و طولانی بود، احتمال غیبت موج دوم در آزمون‌هایی که هدف دیده نمی‌شد، افزایش می‌یافت. می‌توان نتیجه گرفت دسترس آگاهانه در اینجا به شکل یک دستگاه فشار و کشش کار می‌کند؛ یعنی وقتی مغز برای مدتی طولانی توسط رشته اول اشغال می‌شد، نمی‌توانست همزمان به واژه دوم توجه کند. آگاهی نسبت به یک واژه باعث می‌شد آگاهی‌ای نسبت به واژه دیگر وجود نداشته باشد.

محدودیت‌های ظرفیت آگاهی و تطابق آن با یافته‌ها

یافته‌های ذکر شده احتمالاً رنه دکارت را به وجد می‌آورد؛ او نخستین کسی بود که اظهار داشت: «انسان نمی‌تواند به طور همزمان بر چند چیز مختلف تمرکز کند». در حقیقت، او با محدود کردن ظرفیت آگاهی به این نتیجه رسید که غده صنوبری تنها قادر است بر یک مورد خاص متمرکز شود. علیرغم نظریه دکارت درباره مقر روح در مغز، این نکته همچنان درست است. مغز آگاه نمی‌تواند همزمان دو نوع فعالیت مغزی را تجربه کند و تنها به تجربه یک تکه از آگاهی در هر لحظه می‌پردازد.

تأثیر تمرکز بر یک محرک و محدودیت‌ها

زمانی که لوب‌های پیش پیشانی و آهیانه‌ای در پردازش اولین محرک درگیر می‌شوند، آن‌ها نمی‌توانند به طور همزمان محرک دیگری را پردازش کنند. تمرکز بر اولین محرک موانعی برای ادراک آگاهانه موارد دیگر ایجاد می‌کند. البته گاهی اوقات توانایی درک آیتم‌های دیگر وجود دارد، اما این معمولاً زمانی است که موج P۳ مربوط به آن با تأخیر زیادی همراه باشد.

پدیده دوره مقاومتی

این دقیقاً همان پدیده دوره مقاومتی است که در فصل ۱ به آن اشاره شد. وقتی هدف دوم به آگاهی راه می‌یابد، باید برای تکمیل پردازش هدف اول صبر کند.