آگاهی و مغز؛ مغز چگونه افکار را رمزگذاری می‌کند؛ استانیسلاس دهانه؛ نظریه پردازی درباره آگاهی
دعای مطالعه [ نمایش ]
بِسْمِ الله الرَّحْمنِ الرَّحیمِ
اَللّهُمَّ اَخْرِجْنى مِنْ ظُلُماتِ الْوَهْمِ
خدایا مرا بیرون آور از تاریکىهاى وهم،
وَ اَکْرِمْنى بِنُورِ الْفَهْمِ
و به نور فهم گرامى ام بدار،
اَللّهُمَّ افْتَحْ عَلَیْنا اَبْوابَ رَحْمَتِکَ
خدایا درهاى رحمتت را به روى ما بگشا،
وَانْشُرْ عَلَیْنا خَزائِنَ عُلُومِکَ بِرَحْمَتِکَ یا اَرْحَمَ الرّاحِمینَ
و خزانههاى علومت را بر ما باز کن به امید رحمتت اى مهربانترین مهربانان.
» کتاب آگاهی و مغز
مغز چگونه افکار را رمزگذاری می‌کند
استانیسلاس دهانه
» » فصل ۵: نظریه پردازی درباره آگاهی؛ قسمت دوم
»»» همراه با توضیحات و ویرایش استاد محترم جناب آقای دکتر محمدتقی جغتایی
در حال ویرایش
CONSCIOUSNESS AND THE BRAİN: Deciphering How the Brain Codes Our Thoughts
STANISLAS DEHAENE
»» Theorizing Consciousness
پیکرتراشی تفکر آگاهانه
بی‌کرانگی افکار آگاهانه و رمز نورونی آن
تنوع بی‌پایان افکار آگاهانه
افکار آگاهانه ما طیف گسترده‌ای از اطلاعات را در بر می‌گیرد؛ از چهره‌ها و اشیا گرفته تا احساسات متنوع مانند خشم و شادی، دانش جغرافیایی و تاریخی، مفاهیم ریاضی، گفتگوهای روزمره و حتی تلفظ و معانی واژگان در زبان‌های مختلف. این فهرست چنان وسیع است که شمارش تک‌تک موارد آن غیرممکن به نظر می‌رسد.
رمزگذاری در شبکه فضای کاری
هر یک از این افکار در هر لحظه می‌توانند در کانون آگاهی ما قرار گیرند. اما چگونه این حالت‌های نامحدود در شبکه فضای کاری مغز رمزگذاری می‌شوند؟
چالش رمز نورونی مختص آگاهی
رمز نورونی مسئول آگاهی چیست و چگونه می‌تواند این حجم عظیم از اطلاعات را پردازش و مدیریت کند؟ این پرسش اساسی نشان‌دهنده‌ی پیچیدگی و ظرفیت بی‌نظیر مغز انسان در پردازش داده‌های آگاهانه است.
رمز نورونی افکار آگاهانه
دیدگاه گیولیو تونونی درباره رمزگذاری افکار
گیولیو تونونی، عصب‌پژوه، بر این باور است که مجموعه بی‌پایان ایده‌ها، رمز نورونی افکار آگاهانه را تعیین می‌کند.
ویژگی اصلی رمز نورونی
رمز نورونی به درجه تفاوت گسترده‌ای که میان این افکار وجود دارد، وابسته است. ترکیب نورون‌های فعال و غیرفعال در فضای کاری مغز باید قادر باشد میلیاردها الگوی فعالیت با درجات متفاوت ایجاد کند.
مرزبندی دقیق افکار آگاهانه
هر حالت آگاهانه به یک الگوی متمایز نسبت داده می‌شود. از این‌رو، افکار آگاهانه باید مرزهای مشخصی داشته باشند؛ یعنی یک فکر نمی‌تواند همزمان هم پرنده باشد، هم هواپیما و هم سوپرمن.
ارتباط میان ذهن و مغز
یک ذهن روشن که سرشار از افکار بالقوه است، نیازمند مغزی با قابلیت تولید بی‌شمار حالت بالقوه می‌باشد.
نظریه دونالد هب درباره رمزگذاری افکار
مفهوم انجمن‌های سلولی
دونالد هب در کتاب ساختمان رفتار (۱۹۴۹)، نظریه‌ای آرمانی درباره نحوه رمزگذاری افکار توسط مغز ارائه داد. او مفهوم «انجمن‌های سلولی» را مطرح کرد که به مجموعه‌ای از نورون‌های به‌هم‌پیوسته از طریق سیناپس‌های تحریکی اشاره دارد.
تداوم فعالیت نورونی در غیاب محرک خارجی
این نورون‌ها حتی پس از ناپدید شدن محرک خارجی، همچنان فعال باقی می‌مانند. هب فرض کرد که تکرار یک محرک می‌تواند به شکل‌گیری این انجمن‌های سلولی منجر شود.
ساختار و عملکرد انجمن‌های سلولی
این انجمن‌ها ساختارهایی پراکنده هستند که شامل نورون‌هایی در قشر مخ، دیانسفال و احتمالاً هسته‌های قاعده‌ای‌اند و به‌عنوان یک نظام بسته عمل می‌کنند.
نقش انجمن‌های سلولی در رمزگذاری اطلاعات
حمایت متقابل نورون‌ها
تمامی نورون‌های یک انجمن سلولی با ارسال پالس‌های تحریکی از یکدیگر حمایت می‌کنند. این انجمن‌ها می‌توانند به‌صورت مستقل در بخش‌های مختلف مغز فعال شوند.
رمز ترکیبی و ظرفیت بازنمایی بالا
از آنجا که این انجمن‌های سلولی به‌صورت ترکیبی رمزگذاری می‌شوند، توانایی بازنمایی میلیاردها حالت مختلف را دارند.
بازنمایی ابژه‌های دیداری
هر ابژه دیداری از طریق ترکیبی از ویژگی‌هایی همچون رنگ، اندازه و اجزا در مغز رمزگذاری می‌شود. ثبت تصاویر از قشر بینایی نشان داده است که برای مثال، تصویر یک کپسول آتش‌نشانی در مغز با فعال‌سازی بسته‌های نورونی متعددی ثبت می‌شود. هر یک از این بسته‌ها شامل صدها نورون فعال است که بخش خاصی از تصویر (مانند دسته، بدنه یا شلنگ) را بازنمایی می‌کند.
استعاره «دیو سرا» و مدل سلسله‌مراتبی مغز
جان سلفریج در سال ۱۹۵۹ استعاره «دیو سرا» را برای توصیف مغز به‌عنوان سلسله‌مراتبی از «دیو»ها معرفی کرد. در این مدل، هر دیو تفسیری احتمالی از ورودی دارد و تفسیر خود را به دیوهای دیگر در سطوح بالاتر انتقال می‌دهد.
پشتوانه علمی ایده «دیو سرا»
تحقیقات نوروفیزیولوژی، از جمله کشف نورون‌های دیداری مختص خط، رنگ، چشم، چهره، رئیس‌جمهورهای ایالات متحده و ستارگان هالیوود، این ایده را تأیید کرده‌اند. این یافته‌ها نشان می‌دهند که مغز ویژگی‌های انتزاعی تصویر را با استفاده از این ساختار سلسله‌مراتبی رمزگذاری می‌کند.
نحوه پردازش اطلاعات در استعاره «دیو سرا»
دیوها با فریاد زدن تفسیرهای خود، باعث تحریک دیوهای انتزاعی‌تر می‌شوند. برای مثال، اگر دیوهای مرتبط با چشم، بینی و مو فعال شوند، دیو سطح بالاتر حضور یک چهره را رمزگذاری می‌کند.
نتیجه‌گیری و تأثیر بر ادراک در استعاره «دیو سرا»
نظام تصمیم‌گیری مغز، با شنیدن پرغوغاترین دیوها، تصویری کلی از ورودی ایجاد کرده و در نهایت به ادراکی آگاهانه منجر می‌شود.
بهبودهای مدل «دیو سرا»
در نسخه پیشرفته‌تر مدل «دیو سرا» که توسط سلفریج ارائه شد، تغییرات مهمی اعمال گردید. در نسخه اولیه، ساختار این مدل کاملاً یک‌طرفه بود؛ دیوها فقط اطلاعات خود را به مافوق‌هایشان منتقل می‌کردند، اما دیوهای سطوح بالاتر نه با زیردستان خود ارتباط داشتند و نه با هم‌رده‌هایشان تعامل می‌کردند.
تعامل دوسویه در شبکه‌های عصبی
در حالی که مدل اولیه ارتباطات را یک‌طرفه در نظر می‌گرفت، تحقیقات نشان داده‌اند که نورون‌ها نه‌تنها به نورون‌های بالادستی گزارش می‌دهند، بلکه ارتباطات متقابل و دوطرفه نیز میان آنها برقرار است. قشر مغز مملو از مسیرهای حلقوی و ارتباطات بازگشتی است که امکان تبادل اطلاعات در هر دو جهت را فراهم می‌کند.
بازخورد در سیستم عصبی
زمانی که نورون آلفا (α) سیگنالی را به نورون بتا (β) ارسال می‌کند، معمولاً پاسخی از نورون بتا به نورون آلفا بازمی‌گردد. این نوع تعامل دوسویه باعث تقویت ارتباطات عصبی در تمام سطوح می‌شود. همچنین، نورون‌های سطح بالا می‌توانند با نورون‌های سطح پایین‌تر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را در هر دو مسیر ارسال و دریافت نمایند، که این امر نقش مهمی در پردازش شناختی و تصمیم‌گیری دارد.
مدل‌سازی ریاضی و شبیه‌سازی نظام پیوندگرا
تحلیل ریاضی و شبیه‌سازی عملی این نظام پیوندگرا، که دارای حلقه‌های ارتباطی فراوان است، نشان می‌دهد که این مدل از یک ویژگی اساسی برخوردار است.
حالت پایدار در فعالیت نورونی
هنگامی که یک زیرمجموعه از نورون‌ها تحریک شود، کل گروه وارد حالتی تحریکی می‌شود. در این وضعیت، گروه‌های نورونی الگویی از فعالیت ایجاد می‌کنند که برای مدت طولانی پایدار باقی می‌ماند.
پیش‌بینی‌های هب و انجمن‌های سلولی
این یافته با پیش‌بینی‌های دونالد هب همخوانی دارد؛ او معتقد بود که نورون‌های متصل به یکدیگر تمایل دارند «انجمن‌های سلولی» تشکیل دهند. این ویژگی به مغز امکان می‌دهد که اطلاعات را از طریق الگوهای پایدار نورونی پردازش و ذخیره کند.
شبکه‌های بازگشتی و همگرایی به اجماع
شبکه‌های بازگشتی در سیستم عصبی مانند یک طرح رمزگذاری عمل کرده و اغلب به یک اجماع همگرا می‌رسند. برخلاف مدل سلسله‌مراتبی سلفریج که در آن اطلاعات فقط در یک جهت جریان دارد، نورون‌ها در این شبکه‌ها به‌جای ارسال سیگنال‌های یک‌طرفه، به‌تدریج به یک تفسیر یکپارچه و هوشمندانه از صحنه ادراکی دست می‌یابند.
مکانیسم پالایش و حذف نویز
در این فرآیند، نورون‌های فعال‌تر یکدیگر را تقویت کرده و به‌مرور تفسیرهای اضافی را سرکوب می‌کنند. در نتیجه، بخش‌های از دست‌رفته تصویر قابل بازیابی شده و نویزهای موجود حذف می‌شوند. پس از چندین مرحله تکرار، بازنمایی نورونی به نسخه‌ای پالایش‌شده از محرک اولیه تبدیل می‌شود که دقیق‌تر و شفاف‌تر از ورودی اولیه است.
ائتلاف نورونی پیروز و نقش آن در آگاهی
فرانسیس کریک و کریستف کخ این فرآیند را «ائتلاف نورونی پیروز» نامیده‌اند. آنها معتقدند که این شیوه، مؤثرترین راه برای ایجاد بازنمایی‌های آگاهانه در مغز است، زیرا باعث می‌شود که این بازنمایی‌ها پایدارتر، مقاوم‌تر در برابر نویز، دارای انسجام درونی بیشتر و متمایز از سایر حالت‌های تحریکی شوند.
ائتلاف نورونی و یکپارچگی در کد نورونی آگاهانه
واژه «ائتلاف» به جنبه مهمی از کد نورونی آگاهانه اشاره دارد. حالت آگاهانه باید به شدت یکپارچه باشد؛ هر لحظه آگاهانه، تنها شامل یک قطعه منسجم از اطلاعات است. به عنوان مثال، هنگامی که به مونالیزای لئوناردو داوینچی فکر می‌کنیم، هیچ‌گاه تصویری شبیه به آثار پیکاسو که اندام‌ها از هم جدا شده‌اند به ذهن نمی‌آید. در عوض، تمامی عناصر حسی، مانند نام، معنا یا خاطره‌ای از نبوغ لئوناردو، به‌طور یکپارچه ادراک می‌شوند.
پردازش مستقل عناصر حسی و اتصال گروه‌های نورونی
در حالی که هر یک از این عناصر توسط گروه‌های نورونی مستقل پردازش می‌شود، این گروه‌ها با وجود فاصله چندین سانتی‌متر از سطح قشر شکمی بینایی، به‌گونه‌ای با یکدیگر در ارتباط هستند. سوال اینجاست که چگونه این گروه‌های نورونی، با فاصله‌های فیزیکی قابل توجه، توانایی برقراری ارتباط و تشکیل یک تصویر منسجم از اطلاعات را دارند؟
نظام انجمن‌های عمومی و همگرایی اطلاعات
یک راهکار برای اتصال گروه‌های نورونی مستقل و ایجاد تفسیر منسجم در حالت آگاهانه، وجود انجمن‌های عمومی است که به لطف هاب‌های توسعه یافته در نواحی مرتبه بالاتر قشر مغز شکل می‌گیرند. این هاب‌ها که آنتونیو داماسیوی آنها را «مناطق همگرایی» نامیده، به ویژه در قشر پیش پیشانی، بخش‌هایی از لوب گیجگاهی قدامی، لوب آهیانه‌ای تحتانی و منطقه‌ای میانی به نام پیش‌گوه (پرکونئوس) قرار دارند.
کارکرد هاب‌ها در یکپارچه‌سازی اطلاعات
هاب‌ها با برون‌افکنی‌های متعددی که ارسال و دریافت می‌کنند، به نورون‌ها ظرفیت یکپارچه‌سازی اطلاعات را در زمان و مکان می‌دهند. این فرآیند باعث می‌شود که ماژول‌های حسی چندگانه بتوانند به صورت یک تفسیر واحد و منسجم ادراک شوند.
فرآیند بازگشت اطلاعات به نواحی حسی اولیه
این تفسیر عمومی، گاهی به نواحی‌ای بازمی‌گردد که در ابتدا سیگنال‌های حسی از آنجا سرچشمه گرفته‌اند. در این فرآیند، نورون‌هایی با آکسون‌های نزولی و طویل اطلاعات را به قشر پیش‌پیشانی ارسال کرده و از طرف دیگر، شبکه‌های مرتبه بالای قشر، اطلاعات را به نواحی حسی مرتبه پایین بازپس می‌فرستند.
نتیجه نهایی: ظهور آگاهی یکپارچه
این انتشار سراسری اطلاعات، منجر به ظهور یک حالت آگاهانه یکپارچه و کاملاً متمایز می‌شود که شامل یک تفسیر منسجم و هماهنگ از تمام ورودی‌های حسی است.
ارتباط بازگشتی و محاسبات پیچیده
جرالد ادلمن، برنده جایزه نوبل، ارتباط دوطرفه میان نورون‌ها را «ارتباط بازگشتی» نامیده است. طبق مدل شبکه‌های نورونی، این ویژگی بازگشتی بودن شرایط لازم را برای انجام محاسبات پیچیده و استخراج بهترین تفسیر آماری از صحنه دیداری فراهم می‌کند.
گروه‌های نورونی و همکاری برای تفسیر ورودی‌ها
هر گروه نورونی در این سیستم به‌عنوان یک «آماردان خبره» عمل می‌کند. چندین گروه نورونی برای تبیین ویژگی‌های مختلف ورودی با هم همکاری می‌کنند. برای مثال، یک کارشناس پردازش «سایه» تنها در صورتی که نور از بالا به شیء برخورد کرده باشد، می‌تواند اظهار نظر کند درباره نواحی تاریک تصویر. کارشناس «نور» با این تفسیر موافقت کرده و با استفاده از فرضیه کارشناس سایه، چرایی روشن بودن بخش‌های بالای تصویر را توضیح می‌دهد.
فرآیند تبادل نظر و رسیدن به تفسیر نهایی
پس از اینکه دو تفسیر قبلی توجیه شدند، کارشناس سومی وارد عمل شده و نتیجه می‌گیرد که ورودی تصویر یک چهره است. این تبادل نظر میان گروه‌های مختلف نورونی ادامه می‌یابد تا جایی که تمامی اطلاعات تصویر به یک تفسیر کلی و احتمالی تبدیل می‌شود.
قالب ایده
نظریه فضای کار سراسری و نظریات مختلف درباره آگاهی
مفاهیم مختلفی مانند انجمن سلولی، دیو سرا، ائتلاف‌های رقیب، گروه‌های تحریکی، مناطق همگرایی و شبکه‌های بازگشتی، همگی فرضیه‌هایی هستند که هرکدام جزئی از حقیقت را در بر دارند. نظریه فضای کار سراسری من نیز از این ایده‌ها سرچشمه گرفته است.
فعالیت‌های پایداری و رمزگذاری آگاهی
طبق این نظریه، حالت آگاهانه توسط فعالیت‌های پایداری رمزگذاری می‌شود که برای چند دهم ثانیه زیرمجموعه‌ای از نورون‌ها در فضای کاری مغز را فعال نگه می‌دارد. این نورون‌ها در نواحی مختلف مغز توزیع شده‌اند و هر کدام جنبه خاصی از بازنمایی ذهنی را رمزگذاری می‌کنند.
نمونه‌ای از آگاهی: مونالیزا
به عنوان مثال، آگاهی از نقاشی مونالیزا، به معنای فعال شدن مشترک میلیون‌ها نورون است که کارشناس‌های مختلفی مانند اشیاء، قطعه‌های معنادار و حافظه را فعال می‌کنند. این تعاملات میان نورون‌ها به‌طور همزمان تصویر یکپارچه‌ای از اثر هنری را در ذهن شکل می‌دهند.
فرآیند دسترسی آگاهانه و تبادل پیام‌های متقابل
در حین دسترسی آگاهانه، نورون‌های فضای کاری با استفاده از آکسون‌های طویل خود و مبادله پیام‌های متقابل، به‌طور موازی در تلاش هستند تا به یک تفسیر منسجم از داده‌های ورودی برسند. این فرآیند شامل تعاملات پیچیده میان گروه‌های نورونی است که به صورت هماهنگ برای پردازش و تفسیر اطلاعات عمل می‌کنند.
همگرایی نورون‌ها و تکمیل ادراک آگاهانه
زمانی که این نورون‌ها به‌طور کامل همگرا شده و به یک صدای واحد می‌رسند، ادراک آگاهانه تکمیل می‌شود. این همگرایی به‌عنوان نقطه‌ای در نظر گرفته می‌شود که سیستم عصبی یک تفسیر قطعی و منسجم از ورودی‌ها ارائه می‌دهد.
انتشار انجمن سلولی و همزمانی اطلاعات
انجمن سلولی که محتوای آگاهانه را رمزگذاری می‌کند، در سرتاسر مغز منتشر می‌شود. در این مرحله، قطعات اطلاعاتی مهم که هرکدام توسط بخش‌های مختلف مغز رمزگذاری شده‌اند، به‌طور همزمان و از طریق آکسون‌های طویل به‌صورت بالا به پایین و به‌طور منسجم ترکیب می‌شوند. این ترکیب منسجم باعث شکل‌گیری یک تفسیر کامل و هماهنگ از داده‌های حسی می‌شود.
همزمانی نورونی و انجمن‌های غول‌پیکر
همزمانی نورونی به‌طور فزاینده‌ای به‌عنوان یک مولفه کلیدی در پردازش اطلاعات مغزی شناسایی شده است. شواهد روزافزونی وجود دارد که نشان می‌دهد نورون‌های راه دور با اسپایک‌های همزمان و نوسانات الکتریکی پس‌زمینه، انجمن‌های غول‌پیکری تشکیل می‌دهند.
شبکه وب مغز و هماهنگی نورون‌ها
اگر این چشم‌انداز عصبی صحیح باشد، شبکه مغز شبیه به گروهی از کرم‌های شب‌تاب خواهد بود که تخلیه‌های نورانی خود را بر اساس الگوی کلی گروه هماهنگ می‌کنند. به عبارت دیگر، نورون‌ها به‌طور هماهنگ فعالیت می‌کنند تا یک تفسیر منسجم از اطلاعات حسی ایجاد شود.
انجمن‌های سلولی و آگاهی ناآگاهانه
در غیاب آگاهی، برخی از انجمن‌های سلولی با اندازه متوسط ممکن است به‌طور محلی با یکدیگر همگام شوند. به‌عنوان مثال، هنگامی که معنای یک واژه در شبکه زبانی لوب گیجگاهی چپ به‌طور ناآگاهانه رمزگذاری می‌شود، این همگامی اتفاق می‌افتد. اما چون قشر پیش‌پیشانی به این پیام دسترسی ندارد، نمی‌تواند آن را به اشتراک سراسری بگذارد، و از این‌رو، ادراک باقی‌مانده به‌صورت ناآگاهانه می‌ماند.
تصویر ذهنی از شبکه نورونی آگاهی
تصور کنید شانزده میلیارد نورون قشر مغز را که هر یک به محرکی خاص پاسخ می‌دهند. تنوع عملکردی این نورون‌ها بسیار شگفت‌انگیز است؛ به‌طور مثال، در قشر بینایی نورون‌هایی وجود دارند که به چهره‌ها، دست‌ها، اشیاء، مناظر، خطوط منحنی، رنگ‌ها، عمق سه‌بعدی و غیره پاسخ می‌دهند. این نورون‌ها تنها چند بیت اطلاعات از صحنه را پردازش می‌کنند.
ظرفیت جمعی و بازنمایی افکار
اگرچه هر نورون تنها یک بخش خاص از اطلاعات را پردازش می‌کند، اما جمع این نورون‌ها توانایی بازنمایی مجموعه‌ای وسیع از افکار را دارا هستند.
مدل فضای کار سراسری و گزینش ابژه تفکر
مدل فضای کار سراسری معتقد است که از این مجموعه بی‌پایان اطلاعات، در هر لحظه یک ابژه خاص برای تفکر انتخاب می‌شود و در کانون آگاهی قرار می‌گیرد. در این لحظه، نورون‌های مربوطه به‌طور تقریباً همزمان و تحت نظارت نورون‌های قشر پیش‌پیشانی فعالیت می‌کنند تا این ابژه تفکر به‌طور منسجم و هماهنگ پردازش شود.
نورون‌های ساکت و نقش آنها در رمزگذاری اطلاعات
شایان ذکر است که نورون‌های ساکت که در این فرآیند رمزگذاری فعال نمی‌شوند، نیز نقش مهمی در پردازش اطلاعات دارند. این نورون‌های گنگ سیگنالی ضمنی به نورون‌های دیگر ارسال می‌کنند که به‌طور غیرمستقیم به آنها اطلاع می‌دهند که ویژگی خاصی در محرک حاضر نیست یا ارتباطی با صحنه ذهنی کنونی ندارد.
تعریف حالت آگاهانه از طریق نورون‌های فعال و ساکت
بنابراین، یک حالت آگاهانه نه تنها از طریق نورون‌های فعال که اطلاعات خاصی را رمزگذاری می‌کنند، بلکه توسط نورون‌های ساکت نیز تعریف می‌شود. این نورون‌ها با عدم فعالیت خود اطلاعاتی را به‌طور غیرمستقیم به سایر نورون‌ها منتقل می‌کنند که در شکل‌گیری و محدود کردن محتواهای آگاهانه موثر است.
ادراک آگاهانه و پیکرتراشی ذهنی
در تحلیل نهایی، می‌توان ادراک آگاهانه را به پیکرتراشی یک مجسمه تشبیه کرد. هنرمند با یک بلوک سنگی پرداخت‌نشده کار خود را آغاز کرده و بخش‌های زیادی از آن را می‌تراشد تا به تدریج تصورات خود را به نمایش بگذارد. مشابه این فرآیند، مغز نیز با صدها میلیون نورون در فضای کاری خود سروکار دارد که ابتدا به‌طور بی‌هدف و سریع شلیک می‌شوند.
فعال‌سازی و ساکت‌سازی نورون‌ها برای شکل‌گیری ادراک
برای اینکه مغز قادر به ادراک جهان باشد، باید بیشتر این نورون‌ها ساکت شده و تنها تعداد محدودی فعال بمانند. این فرآیند باعث می‌شود که ادراک از طریق فعال‌سازی دقیق نورون‌ها امکان‌پذیر شود.
مجموعه فعال نورونی و مرزهای تفکر آگاهانه
در نهایت، این مجموعه فعال نورونی است که مرزهای تفکر آگاهانه را تعیین می‌کند. نورون‌ها با فعالیت خود، محتواهای مختلف ذهنی را شکل داده و پردازش‌های پیچیده‌ای را در مغز ایجاد می‌کنند که به ادراک آگاهانه و تجربه‌های ذهنی منجر می‌شود.
نورون‌های فعال و غیرفعال: تبیین نشانگر آگاهی (موج P3)
منظره نورون‌های فعال و غیرفعال می‌تواند تبیینی برای دومین نشانگر آگاهی، یعنی موج P3، باشد که پیشتر در فصل ۲ به آن اشاره شده است. مجموعه‌ای از نورون‌ها در حین ادراک آگاهانه فعال شده و محتوای افکار را تعیین می‌کنند، در حالی که سایر نورون‌ها مهار می‌شوند.
فرآیند انتشار سیگنال‌ها و مهار نورون‌ها
نورون‌های فعال پیام‌های خود را از طریق ارسال اسپایک‌ها با آکسون‌های طویل به سرتاسر قشر مغز منتشر می‌کنند. این سیگنال‌ها در اکثر نواحی به نورون‌های مهاری می‌رسند و مانند یک “صداخفه‌کن” عمل می‌کنند که گروه بزرگی از نورون‌ها را ساکت می‌کند. این پیام به‌طور غیرمستقیم به نورون‌ها می‌گوید: «لطفاً سکوت کنید، فعلاً به شما نیازی نیست.»
بازنمایی ایده آگاهانه و همزمانی نورونی
بنابراین، یک ایده آگاهانه توسط بسته‌های نورونی فعال و همزمان و نیز گروه‌های پرجمعیتی از نورون‌های مهاری به رمز در می‌آید. این تعامل دقیق میان نورون‌ها باعث می‌شود که محتوای آگاهانه به‌طور واضح و متمایز از دیگر فعالیت‌های ذهنی شکل بگیرد.
طرح هندسی جریان سیناپسی و تولید موج P3
طرح هندسی فعلی از سلول‌ها نشان می‌دهد که جریان سیناپسی در یک نورون فعال از سطح دندریت به سمت جسم سلولی می‌رود. این جریان در نورون‌های فعال به‌طور موازی با یکدیگر همزمان می‌شود و به تدریج بر جریان الکتریکی آنها افزوده می‌شود، که در نواحی مرتبط با ادراک آگاهانه، موج منفی کندی ایجاد می‌کند.
سلول‌های مهاری و تولید پتانسیل مثبت
در این منظره، نورون‌های مهاری غالب‌تر از نورون‌های فعال هستند و فعالیت جمعی آنها موجب ایجاد پتانسیل الکتریکی مثبت می‌شود. از آنجایی که تعداد نورون‌های مهاری بیشتر از نورون‌های فعال است، این ولتاژهای مثبت موج بزرگی را در سر ایجاد می‌کنند. این موج بزرگ، همان موج P3 است که در هنگام ادراک آگاهانه به‌راحتی قابل شناسایی است.
تبیین دومین نشانگر آگاهی (موج P3)
با این توضیحات، دومین نشانگر آگاهی، یعنی موج P3، به‌خوبی تبیین شده است. این موج ناشی از فعالیت همزمان نورون‌های فعال و مهاری است که در نهایت موجب تشکیل پتانسیل‌های الکتریکی مثبت و منفی می‌شود و در سطح سر به‌صورت موجی مشخص ظاهر می‌کند.
پیش‌بینی موج P3 و ارتباط آن با محتوای آگاهانه
این نظریه به‌سادگی توضیح می‌دهد که چرا موج P3 آنقدر نیرومند، عمومی و تجدیدپذیر است. در واقع، این موج از آنچه که فکر آگاهانه درباره آنها نیست حکایت می‌کند. به عبارت دیگر، موج P3 نه‌تنها در هنگام ادراک آگاهانه، بلکه در فرآیندهای ذهنی مختلف نیز ظاهر می‌شود که ممکن است به‌طور ناخودآگاه پردازش شوند.
مطالعات ادوارد و گل و ولتاژهای منفی قشر آهیانه‌ای
در تأیید این ایده، ادوارد و گل و همکارانشان در دانشگاه اورگان تصاویری از ولتاژهای منفی قشر آهیانه‌ای ترسیم کرده‌اند که با محتوای آگاهانه حافظه کاری و الگوهای فضایی مرتبط هستند. هرگاه آرایه‌ای از اشیاء را به حافظه می‌سپاریم، ولتاژهای منفی دقیقاً تعداد و مکان آن اشیاء را نشان می‌دهند. این ولتاژها تا زمانی که اشیاء در حافظه باقی بمانند، همچنان فعال می‌مانند.
تأثیر تغییرات حافظه بر ولتاژهای منفی
اگر اشیاء حافظه افزایش یابند، این ولتاژها نیرومندتر می‌شوند. در صورتی که نتوان چیزی در حافظه ذخیره کرد، ولتاژها اشباع می‌شوند و اگر چیزی فراموش شود، این ولتاژها فرو می‌ریزند. در نهایت، این ولتاژهای منفی بیانگر تعداد آیتم‌های موجود در حافظه هستند.
تأکید بر بازنمایی‌های آگاهانه
مطالعات ادوارد و گل، همانطور که نظریه ما پیش‌بینی می‌کرد، نشان دادند که ولتاژهای منفی نمایانگر بازنمایی‌های آگاهانه‌اند. این ولتاژها به‌طور مؤثر به رمزگذاری و پردازش اطلاعات در حافظه و آگاهی کمک می‌کنند.
شبیه سازی اشتعال آگاهانه
دیدگاه باشلار درباره علم و حقیقت
گاستون باشلار، شکل‌گیری ذهن علمی (۱۹۳۸): «علمی که در جستجوی حقیقت است دیگر به پدیدارشناسی صرف قانع نیست و به دنبال مدل‌های ریاضی مطلوب می‌گردد.»
باشلار در این جمله بر توسعه علم تأکید می‌کند و معتقد است که علم فقط به مشاهده پدیدارها اکتفا نمی‌کند، بلکه برای درک عمیق‌تر حقیقت، به مدل‌های ریاضی و نظریه‌های دقیق‌تری نیاز دارد که بتوانند واقعیت‌ها را به شکلی جامع‌تر و منظم‌تر توصیف کنند.
دسترسی آگاهانه و پیکرتراشی شبکه‌های نورونی
دسترسی آگاهانه از طریق پیکرتراشی نورون‌های فعال و غیرفعال در شبکه فضای کاری شکل می‌گیرد. اگرچه این تصویر استعاری به درک شهودی از ماهیت آگاهی کمک می‌کند، اما برای توضیح دقیق‌تر و علمی‌تر این فرآیند، باید آن را با نظریه‌های ریاضی مربوط به عملکرد شبکه‌های نورونی جایگزین کرد. این جایگزینی به ما کمک می‌کند تا چرایی ظهور نشانگرهای ماکروسکوپی مرتبط با آگاهی را توضیح دهیم.
مدل‌سازی و شبیه‌سازی شبکه‌های نورونی
برای کشف ویژگی‌های دقیق دسترسی آگاهانه، من و ژان پیر شانژو به شبیه‌سازی شبکه‌های نورونی در کامپیوترها روی آوردیم. این شبیه‌سازی‌ها به ما این امکان را می‌دهند که پیچیدگی‌های فرآیند دسترسی آگاهانه را به‌صورت ریاضی و مدل‌شده بررسی کنیم و نحوه عملکرد جمعی نورون‌ها برای تولید آگاهی را درک کنیم.
بررسی رفتار نورون‌های هم‌پیوند در فضای کار سراسری
هدف اصلی ما بررسی دقیق رفتار نورون‌های هم‌پیوند بر اساس نظریه فضای کار سراسری بود. برای بازسازی عملکرد ائتلافی از نورون‌ها در کامپیوتر، کار خود را با مدل‌سازی نورون‌های «یکپارچه و شلیک» آغاز کردیم. این مدل‌ها معادلات ساده‌شده‌ای بودند که اسپایک‌های سلول‌های عصبی را شبیه‌سازی می‌کردند.
شبیه‌سازی سیناپس‌ها و نوروتراسمیترها
هر نورون در این شبیه‌سازی‌ها دارای سیناپس‌ها و پارامترهایی بود که انواع و اقسام گیرنده‌ها را برای نوروتراسمیترهای مغز زنده شبیه‌سازی می‌کردند. این شبیه‌سازی‌ها به ما کمک می‌کردند تا تعاملات پیچیده نورونی و نحوه هم‌پیوندی آنها را برای درک دقیق‌تر فرآیندهای آگاهی بررسی کنیم.
مدل‌سازی ستون‌های قشری و تالاموس در شبیه‌سازی نورونی
پس از ایجاد نورون‌های مجازی، آنها را به ستون‌های قشری متصل کردیم تا لایه‌های قشری سلولی را شبیه‌سازی کنیم. مفهوم «ستون» نورونی از این واقعیت نشأت می‌گیرد که نورون‌هایی که عمود بر سطح قشر قرار دارند، برای واکنش‌های مشابه به شدت هم‌پیوند هستند و همه از یک نوع سلول می‌باشند. مدل ما وفادار به این آرایش زیستی باقی ماند، به‌طوری که نورون‌هایی که در ستون‌های شبیه‌سازی‌شده قرار دارند، تمایل به حمایت از یکدیگر داشتند و به ورودی‌های مشابه پاسخ می‌دادند.
شبیه‌سازی تالاموس و اتصالات مغزی
در این مدل، تالاموس کوچکی را طراحی کردیم که شامل هسته‌های متعدد بود، که هرکدام به‌طور قوی با بخشی از قشر مغز یا آرایه‌ای گسترده از مکان‌های قشری متصل می‌شدند. این شبکه را با اتصالات قوی و تأخیرهای زمانی واقعی پایه‌ریزی کردیم تا فاصله واقعی مسیر اسپایک در آکسون‌های طویل شبیه‌سازی شود.
نتیجه‌گیری از شبیه‌سازی
خروجی این شبیه‌سازی، مدلی از اصلی‌ترین واحد محاسباتی مغز پستانداران عالی، یعنی ستون تالامو-کورتیکال بود. ما از عملکرد نزدیک به واقع این مدل اطمینان حاصل کردیم، به‌طوری که نورون‌های مجازی حتی در غیاب ورودی‌ها، شلیک‌های همزمان داشتند و الکتروآنفالوگرام‌هایی بسیار شبیه به قشر مغز تولید می‌کردند.
اتصال به شبکه‌های عملکردی دوردست مغز
پس از آنکه مدل مطلوبی از ستون تالامو-کورتیکال به دست آمد، بخش‌هایی از آن را به شبکه‌های عملکردی دوردست مغز متصل کردیم. در واقع، سلسله‌مراتبی از چهار ناحیه مغزی را شبیه‌سازی کردیم و فرض کردیم که هر یک از ستون‌ها وظیفه رمزگذاری یک حس خاص را بر عهده دارد؛ به‌طور مثال، یکی برای رمزگذاری صدا و دیگری برای رمزگذاری نور.
ساده‌سازی برای ردیاب‌پذیری شبیه‌ساز
شبکه مجازی ما تنها قادر بود بین دو ادراک (صدا و نور) تمایز قائل شود. این ساده‌سازی بی‌نهایت برای ردیاب‌پذیر کردن شبیه‌ساز ضروری بود. به عبارت دیگر، ما به‌طور ساده فرض کردیم که با افزایش مجموعه حالات، ویژگی‌های فیزیولوژیک تغییر چندانی نخواهد داشت.
عملکرد موازی ادراکات دوگانه
این ادراکات دوگانه به صورت موازی عمل می‌کردند؛ به این معنا که نورون‌های مخصوص صدا و نور می‌توانستند بدون تداخل و به‌طور همزمان فعال شوند. هر کدام از این شبکه‌ها به‌طور مستقل از دیگری فعالیت می‌کردند و این امکان را فراهم می‌کرد که هر یک از این ادراکات به‌طور جداگانه پردازش شوند.
مهار در سطوح بالاتر سلسله مراتب
با این حال، در سطوح بالاتر سلسله مراتب، قشر مغزی به‌طور فعالانه یکدیگر را مهار می‌کردند. این مهار متقابل باعث می‌شد که فقط یک حالت شلیک نورونی یکپارچه در هر لحظه شکل بگیرد؛ بدین ترتیب، یک تفکر واحد و منسجم در مغز تولید می‌شد که موجب یکپارچگی و انسجام در ادراک و فرآیندهای ذهنی می‌گردید.
انتقال اطلاعات به شیوه پیش خوران و سریالی
در مدل قشری ما، اطلاعات به شیوه پیش خوران و سریالی از یک ناحیه به ناحیه دیگر منتقل می‌شد. به این صورت که ناحیه اولیه ابتدا ورودی‌های حسی را دریافت کرده و اسپایک‌های نورونی خود را به ناحیه ثانویه ارسال می‌کرد. ناحیه ثانویه نیز به نوبه خود این سیگنال‌ها را به نواحی سوم و چهارم پیش‌افکنی می‌کرد. این انتقال اطلاعات به‌طور مداوم از یک لایه به لایه بعدی ادامه می‌یافت.
بازخوردهای راه دور و حلقه‌های پس‌خوران
مهم‌ترین ویژگی این مدل، بازخوردهای راه دوری بود که در شبکه اطلاعات را به نواحی اولیه و حسی که ابتدا آنها را تحریک کرده بودند، بازمی‌گرداند. این بازخوردها موجب ایجاد یک فرآیند تکاملی از پردازش اطلاعات می‌شد که در آن، هر لایه می‌توانست به‌طور پویا و مداوم بر اطلاعات ورودی اثر بگذارد.
نتیجه نهایی: فضای کاری سراسری
حاصل نهایی این فرآیندها، یک فضای کاری سراسری ساده‌شده بود که شامل سامانه‌ای از ارتباطات پیش خوران و پس‌خوران می‌شد. این سامانه متشکل از چندین لایه تو در تو از نورون‌ها، ستون‌ها، نواحی مغزی و ارتباطات دوربرد بین آنها بود که همکاری مشترک آنها در ایجاد ادراک و پردازش اطلاعات آگاهانه نقش اساسی داشت.
تقلید ادراک و مشاهده خروجی نورون‌های مجازی
پس از مدت‌ها تلاش و برنامه‌نویسی، مشاهده خروجی مدل، یعنی نحوه روشن شدن نورون‌های مجازی، یک تجربه سرگرم‌کننده و آموزنده بود. برای شبیه‌سازی ادراک، جریان ضعیفی به نورون‌های بینایی تالامیک تزریق کردیم. این اقدام باعث فعال‌سازی گیرنده‌های نوری در شبکیه و سپس تحریک نورون‌های رله‌کننده در جسم زانویی جانبی تالاموس شد. با انجام این فرایند، شبیه‌سازی ابتدایی ادراک بصری به‌طور موثری انجام شد.
شبیه‌سازی و نتایج آن
پس از این مرحله، اجازه دادیم که مدل مطابق با معادلات تعریف‌شده خود کار کند. نتیجه این که همانطور که انتظار می‌رفت، مدل به شدت ساده‌شده ما توانست بسیاری از خواص فیزیولوژیکی که در آزمایش‌های واقعی مشاهده شده بودند را شبیه‌سازی کند. این فرآیند نه‌تنها ویژگی‌های قابل پیش‌بینی سیستم را نمایان ساخت، بلکه تلاش‌های تجربی برای کشف ریشه‌های این ویژگی‌ها به نتایج ملموسی تبدیل شد.
اشتعال سراسری و ویژگی‌های فیزیولوژیکی شبکه نورونی
اشتعال سراسری یکی از مهم‌ترین و ابتدایی‌ترین ویژگی‌های فیزیولوژیکی مشاهده‌شده در این مدل بود. وقتی پالس تحریکی به سیستم داده می‌شد، مسیر آن به تدریج از نواحی اولیه به نواحی ثانویه منتقل می‌شد و در نهایت به یک وضعیت پایدار در سلسله مراتب قشری می‌رسید. این فرآیند تقلیدی از موج پیش‌خوران انتقال فعالیت نورونی در سطح سلسله مراتب نواحی بینایی بود.
فرآیند فعال‌سازی و تقویت سیگنال‌ها
پس از مدت کوتاهی، تمامی مجموعه ستون‌های رمزگذار شیء ادراکی شروع به اشتعال و فعالیت می‌کردند. نورون‌های مخصوص رمزگذاری ورودی‌های ادراکی در نتیجه اتصالات پس‌خوران گسترده، سیگنال‌های تحریکی یکدیگر را تقویت کرده و به اشتعال ناگهانی فعالیت‌ها منتهی می‌شدند. در این فرآیند، یکی از دو ادراک تعریف‌شده به طور فعالانه مهار می‌شد و این فعال‌سازی پایدار به مدت صدها میلی‌ثانیه ادامه می‌یافت. نکته جالب این بود که این مدت زمان فعال‌سازی به هیچ وجه وابسته به محرک اولیه نبوده و حتی یک پالس خارجی کوتاه می‌توانست حالت انعکاسی پایداری را در سیستم ایجاد کند.
نتایج تجربی و تبیین بازنمایی طولانی‌مدت
این آزمایش‌ها به وضوح نشان دادند که این مدل قادر است بازنمایی طولانی‌مدت تصاویر فلش‌شده و حفظ آنلاین آنها در مغز را شبیه‌سازی کند. این نشانگر از این واقعیت حکایت دارد که حتی محرک‌های کوتاه و ناپایدار نیز می‌توانند حافظه‌ای پایدار در سیستم‌های نورونی ایجاد کنند.
دینامیک مدل و تطبیق با مشاهدات الکتروانسفالوگرام
دینامیک این مدل به خوبی خواصی را که در مشاهدات الکتروانسفالوگرام (EEG) و درون‌جمجمه‌ای به وضوح مشاهده می‌شد، بازتولید کرد. بیشتر نورون‌های شبیه‌سازی‌شده فرآیندهای مشابهی از جمله افزایش جریان‌های سیناپسی تأخیری و ناگهانی را بازسازی می‌کردند. فرآیند تحریک به طور عمده روندی رو به جلو داشت و به نواحی حسی اولیه که تحریک از آنجا آغاز شده بود، بازمی‌گشت. این ویژگی تقویت تحریکی نواحی حسی در تجربه دسترسی آگاهانه را نیز شبیه‌سازی می‌کرد.
پژواک نورونی و افزایش نوسانات فرکانسی
حالات مشتعل در شبیه‌سازی ما همچنین به پژواک فعالیت نورونی در سرتاسر حلقه‌های تو در توی مدل منتهی می‌شد. این حلقه‌ها شامل اتصالات قشری تا تالاموس و بالعکس و نیز در سرتاسر نواحی دوردست قشر بودند. اثر شبکه به صورت افزایش نوسانات فرکانسی قابل مشاهده بود که به تدریج به حداکثر فرکانس در محدوده گاما (۳۰ هرتز و بالاتر) می‌رسید. اسپایک نورون‌های مخصوص بازنمایی آگاهانه در زمان اشتعال سراسری به شدت همزمان شده و جفت می‌شدند.
نتیجه‌گیری
کوتاه سخن اینکه شبیه‌سازی کامپیوتری این مدل چهار نشانگر کلیدی دسترسی آگاهانه را به‌خوبی تقلید می‌کرد و با رفتارهای نورونی مشاهده‌شده در مغز واقعی تطابق داشت.
انتقال فازی و دسترسی آگاهانه
با شبیه‌سازی این فرآیند، دیدگاه ریاضی جدیدی نسبت به موضوع دسترسی آگاهانه به‌دست آوردیم و متوجه شدیم که این پدیده شباهت زیادی به آنچه فیزیکدانان نظری «انتقال فازی» می‌نامند دارد. انتقال فازی در واقع به تغییر ناگهانی یک سیستم فیزیکی از یک حالت به حالت دیگر اطلاق می‌شود. همانطور که در فصل ۴ نیز توضیح داده شد، انتقال فازی در حالت‌هایی مانند تبدیل آب به یخ مشاهده می‌شود؛ به‌طوری‌که وقتی مولکول‌های H₂O به‌طور ناگهانی به ساختاری سفت و سخت تبدیل می‌شوند، ویژگی‌های جدیدی به همراه خواص فیزیکی سیستم به‌وجود می‌آید.
تطبیق با شبیه‌سازی نورونی
در شبیه‌سازی کامپیوتری ما، فرآیند مشابهی مشاهده می‌شد. به‌طور خاص، اسپایک‌های نورونی از یک حالت فعالیت سریع و ناچیز به ناگاه به حالتی بسیار فعال و همزمان تبدیل می‌شدند. این تغییر ناگهانی و موقتی شباهت زیادی به فرآیندهای انتقال فازی در سیستم‌های فیزیکی داشت که در آن خواص سیستم به‌طور ناگهانی و ناپیوسته دگرگون می‌شوند.
علت ناپیوستگی تقریبی انتقال در سیستم نورونی
ناپیوستگی تقریبی انتقال در سیستم نورونی به راحتی قابل توضیح است. نورون‌های مرتبه بالاتر واحدهایی را که در ابتدا فعال کرده‌اند تحریک می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که سیستم دارای دو حالت پایدار باشد که توسط مرزی ناپایدار از یکدیگر جدا می‌شوند. در شبیه‌سازی انجام شده، سیستم یا در حالت فعالیت ناچیز قرار می‌گرفت، یا در صورتی که ورودی از آستانه خاصی عبور می‌کرد، بهمن خود تقویتی ایجاد می‌شد که در آن ناگهان زیرمجموعه‌ای از نورون‌ها شلیک می‌کردند.
در نتیجه، محرکی با نیروی متوسط به طور کاملاً غیرقابل پیش‌بینی رفتار می‌کند. به عبارت دیگر، فعالیت نورونی یا در سطح اولیه باقی می‌ماند یا به ناگهان به سطوح بالاتری می‌رسد.
همخوانی شبیه‌ساز با مفهوم آستانه آگاهی
این ویژگی شبیه‌ساز با ایده‌ای ۱۵۰ ساله در روان‌شناسی مطابقت دارد که آگاهی را دارای آستانه‌ای می‌داند که فرآیندهای ناآگاه (زیر مرزآگاهی) را از فرآیندهای آگاه (فرامرزآگاهی) جدا می‌کند.
در این چارچوب، پردازش ناآگاه با انتشار فعالیت نورونی در نواحی مختلف بدون ایجاد اشتعال سراسری تطابق دارد. در مقابل، دسترسی آگاهانه زمانی رخ می‌دهد که فعالیت نورونی به‌طور ناگهانی و همزمان در نواحی مرتبه بالاتر مغز گسترش یابد.
پیچیدگی دینامیک مغز و انتقال فازی در شبیه‌سازی‌ها
مغز بسیار پیچیده‌تر از یک سیستم ساده مانند گلوله برفی عمل می‌کند، و دستیابی به نظریه‌ای جامع از انتقال فازی که کاملاً با دینامیک شبکه‌های نورونی همخوانی داشته باشد، نیازمند سال‌ها تحقیق است.
در شبیه‌سازهای کنونی، دو انتقال فازی درهم‌تنیده وجود دارد. یکی از آنها اشتعال سراسری است که پیشتر توضیح داده شد، اما آستانه این اشتعال تحت تأثیر انتقال فازی دیگری قرار دارد که به «بیدار شدن» کل شبکه مربوط می‌شود.
در این مدل، نورون‌های هرمی قشر مغز یک سیگنال هشداردهنده، مشابه یک جریان کوچک، دریافت می‌کردند که به‌طور ساده‌شده بیانگر اثر فعال‌کننده انتقال‌دهنده‌های عصبی مانند استیل‌کولین، نورآدرنالین و سروتونین بود. این مواد از نواحی مختلفی چون ساقه مغز، مغز پیشانی قاعده‌ای و هیپوتالاموس ارسال شده و قشر را «روشن» می‌سازند.
در نتیجه، این مدل توانست گذار از حالت ناآگاه به آگاه را به‌طور دقیق شبیه‌سازی کند.
تأثیر سیگنال هشیاری بر فعالیت نورونی و اشتعال سراسری
زمانی که سیگنال هشیاری ضعیف بود، فعالیت خودانگیخته نورونی کاهش یافته و اشتعال سراسری تقریباً از بین می‌رفت. در این وضعیت، حتی یک ورودی قوی که نورون‌های تالامیک و قشری را در نواحی اولیه و ثانویه فعال می‌کرد، نمی‌توانست آستانه اشتعال را رد کند و در نتیجه، سیستم رفتاری مشابه یک مغز بیهوش یا در حال خواب نشان می‌داد.
در این حالت، پاسخ شبکه تنها به نواحی حسی محیطی محدود می‌شد و فعالیت نورونی قادر به گسترش به نواحی فضای کار نبود، بنابراین انجمن سلولی لازم برای اشتعال سراسری شکل نمی‌گرفت. اما با افزایش پارامتر هشیاری، الگوی الکتروانسفالوگرافی (EEG) ساختاریافته‌ای در مدل ظاهر شد که نشان‌دهنده بازیابی اشتعال توسط محرک‌های خارجی بود.
این مدل همچنین نشان داد که آستانه اشتعال بسته به سطح خواب‌آلودگی تغییر می‌کند و در حالت هشیاری کامل، حساسیت شبکه به ورودی‌های حسی -حتی ضعیف‌ترین آنها- افزایش می‌یابد.
»» تمامی کتاب
