Våra hjärnor existerar i ett tillstånd av kontrollerade hallucinationer

Tre nya böcker avslöjar det konstiga i hur våra hjärnor bearbetar världen omkring oss.

Förbi

• Matthew Hutson arkivsida

25 augusti 2021

Andrea Daquino

När du och jag tittar på samma föremål antar vi att vi båda ser samma färg. Oavsett våra identiteter eller ideologier, tror vi att våra verkligheter möts på den mest grundläggande nivån av uppfattning. Men 2015 rev ett viralt internetfenomen sönder detta antagande. Händelsen var helt enkelt känd som Klänningen.

För den oinvigde: ett fotografi av en klänning dök upp på internet och folk var oense om färgen. Vissa såg det som vitt och guld; andra såg det som blått och svart. Under en tid var det allt vem som helst på nätet kunde prata om.

Den här historien var en del av vårt septembernummer 2021

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Så småningom kom synforskare på vad som hände. Det var inte våra datorskärmar eller våra ögon. Det var mentala beräkningar som hjärnor gör när vi ser . Vissa människor drog omedvetet slutsatsen att klänningen var i direkt ljus och mentalt subtraherad gul från bilden, så de såg blå och svarta ränder. Andra såg det som i skuggan, där blåaktigt ljus dominerar. Deras hjärnor drog mentalt bort blått från bilden och kom fram till en vit och guldklänning.

Tänkandet filtrerar inte bara verkligheten; den konstruerar den och drar slutledning av en omvärld från tvetydig input. I Vara dig , Anil Seth, en neuroforskare vid University of Sussex, berättar sin förklaring till hur det inre universum av subjektiv upplevelse relaterar till, och kan förklaras i termer av, biologiska och fysiska processer som utspelar sig i hjärnor och kroppar. Han hävdar att erfarenheter av vara dig , eller av att vara jag, kommer ur hur hjärnan förutsäger och kontrollerar kroppens inre tillstånd.

Förutsägelser har kommit på modet i akademiska kretsar de senaste åren. Seth och filosofen Andy Clark, en kollega vid Sussex, hänvisar till förutsägelser som görs av hjärnan som kontrollerade hallucinationer. Tanken är att hjärnan alltid konstruerar modeller av världen för att förklara och förutsäga inkommande information; den uppdaterar dessa modeller när förutsägelser och upplevelsen vi får från våra sensoriska input skiljer sig åt.

Stolar är inte röda, skriver Seth, precis som de inte är fula eller gammalmodiga eller avantgardistiska ... När jag tittar på en röd stol beror den rodnad jag upplever både på stolens egenskaper och på min hjärnas egenskaper. . Det motsvarar innehållet i en uppsättning perceptuella förutsägelser om hur en specifik typ av yta reflekterar ljus.

Seth är inte särskilt intresserad av rodnad, eller ens av färg mer allmänt. Snarare är hans större påstående att samma process gäller för all perception: Helheten av perceptuell upplevelse är en neuronal fantasi som förblir okad till världen genom ett kontinuerligt skapande och omarbetande av perceptuella bästa gissningar, av kontrollerade hallucinationer. Man kan till och med säga att vi alla hallucinerar hela tiden. Det är bara det att när vi är överens om våra hallucinationer, är det vad vi kallar verklighet.

Kognitionsforskare förlitar sig ofta på atypiska exempel för att få förståelse för vad som verkligen händer. Seth tar läsaren genom en rolig litania av optiska illusioner och demonstrationer, några ganska bekanta och andra mindre så. Rutor som i själva verket har samma nyans verkar vara olika; spiraler tryckta på papper verkar spontant rotera; en obskyr bild visar sig vara en kvinna som kysser en häst; ett ansikte dyker upp i ett handfat i badrummet. Genom att återskapa sinnets psykedeliska krafter i kisel, en artificiell intelligens-driven virtuell verklighetsuppsättning som han och hans kollegor skapade producerar ett Hunter Thompson-liknande menageri av djurdelar som dyker upp bitvis från andra objekt på ett torg på Sussex University campus. Den här serien av exempel, enligt Seths berättande, tar bort den förtrollande men ohjälpsamma intuitionen att medvetande är en sak – ett stort skrämmande mysterium på jakt efter en stor skrämmande lösning. Seths perspektiv kan vara oroande för dem som föredrar att tro att saker och ting är som de verkar vara: Upplevelser av fri vilja är uppfattningar. Tidens flöde är en uppfattning.

Seth står på en jämförelsevis solid mark när han beskriver hur hjärnan formar upplevelsen, det som filosofer kallar medvetandets lätta problem. De är lätta bara i jämförelse med det svåra problemet: varför subjektiv upplevelse överhuvudtaget existerar som ett inslag i universum. Här trampar han obekvämt och introducerar det verkliga problemet, som är att förklara, förutsäga och kontrollera de fenomenologiska egenskaperna hos medveten upplevelse. Det är inte klart hur det verkliga problemet skiljer sig från de enkla problemen, men på något sätt, säger han, kommer vi att ta itu med det en bit på väg mot att lösa det svåra problemet. Nu skulle det vara ett snyggt trick.

Där Seth för det mesta berättar om upplevelserna av människor med typiska hjärnor som brottas med atypiska stimuli, i Kommer till våra sinnen , Susan Barry, en emeritusprofessor i neurobiologi vid Mount Holyoke college, berättar berättelserna om två personer som fick nya sinnen senare i livet än vad som är vanligt. Liam McCoy, som hade varit nästan blind sedan han var ett spädbarn, kunde se nästan tydligt efter en serie operationer när han var 15 år gammal. Zohra Damji var djupt döv tills hon fick ett cochleaimplantat vid den ovanligt sena åldern av 12. Som Barry förklarar sa Damjis kirurg till sin moster att om han hade känt till längden och graden av Zohras dövhet, skulle han inte ha utfört operationen. Barrys medkännande, nyanserade och observanta framställning bygger på hennes egen erfarenhet:

Vid 48 års ålder upplevde jag en dramatisk förbättring av min syn, en förändring som upprepade gånger gav mig ögonblick av barnslig glädje. Ögonskadad från tidig barndom hade jag sett världen främst genom ett öga. Sedan, mitt i livet, lärde jag mig, genom ett program för synterapi, att använda mina ögon tillsammans. För varje blick fick allt jag såg ett nytt utseende. Jag kunde se volymen och 3D-formen av det tomma utrymmet mellan saker. Trädgrenar sträckte sig mot mig; armaturer flöt. Ett besök på varuavdelningen i snabbköpet, med alla dess färger och 3D-former, skulle kunna få mig till en sorts extas.

Barry var överväldigad av glädje över sina nya kapaciteter, som hon beskriver som att se på ett nytt sätt. Hon anstränger sig för att påpeka hur annorlunda detta är från att se för första gången. En person som har vuxit upp med syn kan förstå en scen med en enda blick. Men där vi förnimmer ett tredimensionellt landskap fullt av föremål och människor, ser en nysynt vuxen ett myller av linjer och färgfläckar dyka upp på ett plant plan. Som McCoy beskrev sin upplevelse av att gå upp och ner för trappor till Barry:

På övervåningen finns stora omväxlande barer av ljus och mörker och nedervåningen är en serie små linjer. Mitt huvudsakliga fokus är att balansera och kliva IN MELLAN raderna, aldrig på en ... Naturligtvis när du går ner kliver du in mellan varje rad men på övervåningen hoppar du över varannan takt. Hela tiden, när jag rör på mig, skevar trappan och förändras.

Även en trottoar var till en början svår att navigera. Han var tvungen att bedöma om en linje indikerade korsningen mellan plana trottoarblock, en spricka i cementen, konturerna av en pinne, en skugga som kastades av en upprätt stolpe eller närvaron av ett trottoarsteg, förklarar Barry. Ska han kliva upp, ner eller över linjen, eller ska han ignorera det helt? Som McCoy säger kan komplexiteten i hans perceptuella förvirring förmodligen inte helt förklaras i termer som seende människor är vana vid.

Detsamma gäller förstås hörseln. Rått ljud kan vara svårt att reda ut. Barry beskriver sin egen förmåga att lyssna på radio medan hon arbetar, och skiljer utan ansträngning bakgrundsljuden i rummet från hennes eget skrivande och från flöjt- och fiolmusiken som kommer över radion. Liksom objektigenkänning beror ljudigenkänning på kommunikation mellan lägre och högre sensoriska områden i hjärnan ... Denna neurala uppmärksamhet på frekvens hjälper till med ljudkällaigenkänning. Släpp en sked på ett kaklat köksgolv och du vet omedelbart om skeden är av metall eller trä genom de hög- eller lågfrekventa ljudvågor den producerar vid stöten. De flesta människor förvärvar sådan kapacitet i spädbarnsåldern. Det gjorde inte Damji. Hon frågade ofta andra vad hon hörde, men hade lättare att lära sig att urskilja ljud som hon gjorde själv. Hon blev förvånad över hur bullrigt det var att äta potatischips och sa till Barry: För mig var potatischips alltid en så känslig sak, som de var så lätta och så ömtåliga att man lätt kunde bryta dem, och jag förväntade mig att de skulle vara mjuka. -lodning. Men mängden ljud de gör när du knäcker dem var något malplacerat. Så högljutt.

Som Barry berättar blev Damji först rädd av alla ljud, eftersom de var meningslösa. Men när hon vande sig vid sina nya förmågor, upptäckte Damji att ett ljud inte längre är ett ljud utan mer som en berättelse eller en händelse. Ljudet av skratt kom till henne som en fullständig överraskning, och hon sa till Barry att det var hennes favorit. Som Barry skriver, Även om vi kanske knappast är medvetna om bakgrundsljud, är vi också beroende av dem för vårt känslomässiga välbefinnande. En styrka med boken är djupet i hennes koppling till både McCoy och Damji. Hon tillbringade flera år med att prata med dem och korrespondera allteftersom de gick framåt genom sina karriärer: McCoy är nu ögonforskare vid Washington University i St. Louis, medan Damji är läkare. Av detaljerna om hur de lärde sig att se och höra, drar Barry övertygande slutsatsen att eftersom världen och allt i den hela tiden förändras, är det förvånande att vi kan känna igen vad som helst.

I Vad gör oss smarta Samuel Gershman, en psykologiprofessor vid Harvard, säger att det finns två grundläggande principer som styr organisationen av mänsklig intelligens. Gershmans bok är inte särskilt lättillgänglig; den saknar bindväv och är späckad med ekvationer som är ofullständigt förklarade. Han skriver att intelligens styrs av induktiv bias, vilket betyder att vi föredrar vissa hypoteser innan vi gör observationer, och approximationsbias, vilket innebär att vi tar mentala genvägar när vi står inför begränsade resurser. Gershman använder dessa idéer för att förklara allt från visuella illusioner till konspirationsteorier till utvecklingen av språk, och hävdar att det som ser dumt ut ofta är smart.

Hjärnan är evolutionens lösning på tvillingproblemen med begränsad data och begränsad beräkning, skriver han.

Han skildrar sinnet som en häftig kommitté av moduler som på något sätt hjälper oss att famla oss igenom dagen. Vårt sinne består av flera system för lärande och beslutsfattande som bara utbyter begränsade mängder information med varandra, skriver han. Om han har rätt är det omöjligt för ens de mest introspektiva och insiktsfulla bland oss ​​att helt förstå vad som pågår i vårt eget huvud. Som Damji skrev i ett brev till Barry:

När jag inte hade något annat val än att lära mig swahili på läkarutbildningen för att kunna prata med patienterna – det var då jag insåg hur stor potential vi har – speciellt när vi blir utkörda ur vår komfortzon. Hjärnan lär sig det på något sätt.

Matthew Hutson är en medverkande skribent på New Yorkern och en frilansande vetenskaps- och teknikskribent.

Dölj