Tietoisuus, holismi ja aivojen teatteri

Tietoisuus [ei näy kuvassa] esittää pääroolia aivojen teatterin näytelmässä, jonka ohjaaja on tuntematon ja jonka dramaturgia muuttuu jatkuvasti.

I
Tietoisuutta ei voi ymmärtää ja selittää fysikaalisella reduktionismilla ajautumatta maagiseen realismiin sekä jakomieliseen tieteenfilosofiaan. Reduktionismin sijaan tietoisuuden tieteen paradigmaattisina perusteorioina voidaan pitää holismia, kaaosteoriaa ja autopoiesista.

Päreessä siteerattu sosiaalipsykologi Kullervo Rainio osoittaa, miten Kurt Lewinin dynaaminen psykologia ja stokastinen teoria voivat toimia holistisen tietoisuuden tutkimuksen metodi- ja sovellutusmalleina.

Tämän päreen lähtökohta löytyy Tapsan Einesbaari-tekstin kommenteista [linkki alla].

II
Kohti tietoisuuden holistista teoriaa

Kullervo Rainio 

[Tieteessä tapahtuu 3/2002]

Viime aikoina virinnyt vahva kiinnostus tietoisuuden kysymyksiin - jopa debatiksi asti - lienee lähinnä osoitus siitä, että tällä alalla varsinainen tieteellinen tutkimus on vasta hahmottumassa. On runsaasti erilaisia filosofisia näkemyksiä tietoisuuden olemuksesta, mutta empiirinen tutkimus on tuskin päässyt alkuun tai - mikä pahempi - on suuntautumassa syrjään kohteesta. Tämä koskee erityisesti aivojen neurofysiologista tutkimusta, joka esiintyy mielellään tietoisuuden probleemin ratkaisijana, mutta josta voidaan kysyä, onko se tietoisuuden tutkimusta lainkaan.

Fysikalismin suosima ajatus, ettei olisi olemassakaan mitään tietoisuutta tutkittavaksi (eliminatiivinen materialismi) tai että tietoisuuden tutkimus olisi korvattavissa aivoilmiöiden tutkimuksella (reduktiivinen fysikalismi ja emergentismi), on filosofisesti kestämätön - kuten esimerkiksi meillä Lauri Rauhala on osoittanut (Rauhala 1995; ks. myös Lowe 2000). Fysikalismi johtaa yrityksiin selittää näennäiseksi kvalioitten ja intentioiden olemassaolo ja vapaa tahto täysin illusoriseksi. Fysikalistisissa suuntauksissa, selvimmin emergentismissä, rakennetaan olettamukselle, että tutkimus tuo tulevaisuudessa mukanaan löydöksiä, jotka todistavat lähtökohdan oikeaksi. Nobelisti Sir John Eccles kutsuu tällaista filosofiaa "juhlallisten lupausten materialismiksi" (promissory materialism). Se on suuntaus, jossa tieteellinen eteneminen rajaa pois ilmiöt, jotka vaatisivat mentaalisia termejä selityksekseen, niin että ajan mittaan kaikki on kuvattavissa neurotieteen materialistisin termein. Eletään uskossa kaikkien probleemojen ratkeamiseen tätä tietä tulevaisuudessa (Eccles 1994, s. 7).

Emergentti materialismi väittää, että tietoisuuden ilmiöt ovat "monimutkaisten" fysikaalisten ilmiöiden emergenttejä ominaisuuksia, mutta mitään olettamuksiakaan siitä, miten nämä ominaisuudet syntyvät, ei ole pystytty esittämään. Siitä ei ole siten teorianmuodostuksen perustaksi, vaikkakin se holistiselta tarkastelutavaltaan poikkeaa edukseen muista materialistisista suuntauksista.

Uusi lähtökohta tutkimukselle holistiselta pohjalta

Usein tutkimus etenee ja saavuttaa tuloksia filosofisen keskustelun ollessa keskeneräistä - tätä voi pitää jopa sääntönä. Näin ei ole kuitenkaan tietoisuuden tutkimuksen laita. Tosin kognitiivinen psykologia on selvittänyt osakysymyksiä ilman yhtenäistä teoreettista käsitejärjestelmää, mutta tietoisuuden tutkimuksessa on nähtävissä suorastaan menetelmällinen taantuma - kahdessakin suhteessa:

1) Keinoälytutkimuksen piirissä kuvitellaan, että tietoisuutta - "ainakin osia siitä", kuten muka varovasti sanotaan - voitaisiin tuottaa ("emuloida") neuroniverkkojen avulla koodinmuunnos-prosesseina aivojen toimintojen neurofysiologisten mallien mukaan (esim. Igor Alexander). Tämä tekniikan piirissä syntynyt yltiöpäinen ajatus on peräisin jostakin hyvin kaukaa vuosisatojen takaa ja on ymmärrettävissä vain siksi, ettei sen esittäjille tietoisuuden perusolemus - tietoisuus holistisena, elämyksellisiä merkityksiä jäsentävänä kokonaisuutena - ole ollut vähimmässäkään määrin tunnettu. (On lisäksi kummallista, että tämän suuntauksen piirissä sivuutetaan kokonaan teon filosofinen analyysi. Koneet ohjelmineen eivät voi suorittaa tekoja, intentionaalisia, päämäärähakuisia toimintoja, niissä vain tapahtuu.)

2) Moderni, aivojen aktiviteettia verenkierron, sähköisten tai magneettisten muutosten avulla mittaava tutkimus pyrkii kartoittamaan aivoista alueita, joissa tietoisuuden toiminnot tapahtuvat. Tätä tutkimusta arvioi mm. Timo Järvilehto (2001) terävästi:

"Kognitiivisen toiminnan ja aivojen välisen suhteen tarkastelussa tutkimus on aivojen vuosikymmenen aikana taantunut 1800-luvun alun ajatuskuvioihin, frenologiseen aivotoiminnan tarkasteluun... Aivoissa ajatellaan todella olevan psyykkisen tai kognitiivisen toiminnan moduleita, jotka käytössä laajenevat ja joiden sijainti voidaan osoittaa rekisteröimällä jonkin aivojen osan aktivaatio erilaisten tehtäväsuoritusten yhteydessä... Kun siis esimerkiksi jonkin kognitiivisen toiminnon yhteydessä todetaan paikallisia muutoksia aivojen toiminnassa, näitä muutoksia pidetään riittävänä selityksenä tutkituille toiminnoille...[...]

Psyykkisen toiminnan sijainnin ja 'mekanismien' päätteleminen vain tietyistä aivojen osista suoritettujen rekisteröintien perusteella sisältää käsitteellisen sekasotkun, jossa psykologiset, koko ihmistä koskevat prosessit siirretään aivojen sisäisiksi prosesseiksi eli systeemin kokonaisuus identifioidaan yhden sen osan kanssa. Emme väitä, että kuvataiteilijan toiminta sijaitsee pensselin kärjessä, vaikka taulua maalattaessa juuri tuossa kohdassa tapahtuu selvästi havaittavia muutoksia."

Epäkypsää näissä tutkimuksissa on ennenkaikkea se, että tietoisuutta tarkastellaan - reduktionismin mukaisesti - additiivisena kokonaisuutena, mikäli se ollenkaan käsitetään kokonaisuudeksi. Kuitenkin jo hahmopsykologian perusoivalluksista lähtien (1912) pitäisi olla selvää, että elävä organismi on holistinen kokonaisuus, jossa kokonaisuus määrää osien aseman ja funktion. Tietoisuuden tutkimuksessa tämä merkitsee yksinkertaisesti sitä, että tietoisuutta on tarkasteltava mentaalisten kokonaistilojen prosessina ja käsitteet on luotava tällaisen prosessin analyysia silmällä pitäen. Kognitiivisten osatoimintojen tutkimuksessa on muistettava, että ne ovat välineen asemassa, minän välineitä ja siinä alisteisia tietoisuuden suorittamille valinnoille ja asettamille päämäärille. - On selvää, että tietoisuus ei voi olla välineittensä additiivinen kokonaisuus. (Kun puhutaan esimerkiksi ihmisen evoluutiosta, olisi erotettava toisistaan välineiden kehitys - johon darwinismin ajatus täsmää hyvin - ja nämä välineet käyttöönsä ottavan tietoisuuden synty ja oma kehitys. Viimeksi mainittua tunnetaan huonosti, mutta darwinismi siihen näyttää soveltuvan heikosti. Mainittakoon, että Ecclesillä on tietoisuuden syntyyn luonteva aivofysiologinen näkökulma.)

On siis erittäin perusteltua etsiä holistiselta pohjalta uusi lähtökohta sekä tietoisuuden käsitteelliselle analyysille että tietoisuusprosessin empiiriselle tutkimukselle. On luonnollista menetellä tieteellisen teorian yleistä rakennustapaa käyttäen: asetetaan hypoteesit abstrakteja teoreettisia käsitteitä käyttäen ja johdetaan niistä estimaatit annetuissa tilanteissa havaittavien variaabelien arvoille. (Mallina tässä voi hyvin olla kvanttimekaniikan teoria, jonka peruskäsitteet ovat täysin teoreettisia, ei-havainnollisia matemaattisia suureita. Matemaattisesti määriteltyjen olettamusten mukaisesti johdetaan teoreettisesti oletetuista asiaintiloista estimaatit havaittavien suureiden arvoille. Jos estimaatit vastaavat havaintoja, päätellään, että teoreettinen lähtökohtatilanne ja prosesseja koskevat hypoteesit ovat oikein asetettuja. Itse prosessia ei havaita!)

Holistisuuden periaate merkitsee siis sitä, että tietoisuus on kuvattava kokonaistiloina ja tietoisuusprosessit siirtyminä, transitioina, näiden kokonaistilojen välillä. Tietoisuuden tilat, mentaaliset tilat, ovat toki jäsentyneitä osiin, mutta nämä osat saavat merkityksensä kokonaistilasta - ne ovat olemassa vain kokonaistilojen jäsentyneinä osina. Uudella tavalla jäsentynyt tila on aina eri tila ja osilla on uusi merkitys uuden kokonaisuuden osina. (Siten edellä esitetty siirtymä kokonaistilasta toiseen voi tarkoittaa tilan uudelleenjäsentymistä.)

Ei voida mitenkään vaatia, että tietoisuuden tilat olisivat havaittavia. Voimme rakentaa teoriaa, vaikka ajattelemme mentaaliset tilat täysin teoreettisiksi. - Mutta kypsältä tieteelliseltä teorialta on vaadittava, että sillä on jokin yhteys empiriaan. Mitä ovat siis tietoisuuden teorian observoitavat suureet (observables)?

Jälleen on pidettävä silmällä teorian holistisuutta. Observaabelit voivat siten olla vain käyttäytymisen kokonaistiloja. Se, että ne ovat käyttäytymistiloja, tarkoittaa, että ne on voitava havaita intersubjektiivisesti, mutta myös, että ne on tulkittu niiden sisältämän merkityksen mukaisesti. Havainnontekijän on oltava selvillä siitä, mikä on relevanttia tutkimuskohteen kannalta - siis oletettujen mentaalisten tilojen käyttäytymiseen vaikuttamisen kannalta. Mikä tahansa käyttäytymisen ulkoisten piirteiden rekisteröinti ei kelpaa. Se saattaa olla täysin irrelevanttia. Tässä valossa tarkastellen aivotilojen diffuusi, hyvin summittainen rekisteröinti on juuri tuollaista irrelevanttia ulkoisten piirteiden kirjaamista.

Lewinin dynaaminen psykologia

Ainoaksi vakavaksi käyttäytymisen holistisen teorian yritykseksi lienee katsottava Kurt Lewinin dynaamisen psykologian käsitejärjestelmä ja psyykkisten voimien teoria (erityisesti Lewin 1938). Tunnusomaista sille on sellaisten voimien postuloiminen, jotka kohdistuvat nimenomaan persoonaan ajattelevana ja käyttäytyvänä kokonaisuutena. Psykologisen tarkastelun kohteena ovat siinä yksilön transitiot tilasta toiseen ja psyykkiset voimat näiden siirtymien syynä. Fyysisen, euklidisen avaruuden sijasta transitiot tapahtuvat hodologisessa (topologisessa) diskreetissä avaruudessa - nykyään sanottaisiin: graafissa.

Lewinin klassisessa teoriaesityksessä on kuitenkin lukuisia heikkouksia, jotka tekevät ymmärrettäväksi, että kiinnostus sen käyttöön on hiipunut. Kohtalokkain on se piirre, ettei Lewin selvästi erottele käyttäytymistä ja kognitiivista tapahtumista toisistaan. Lisäksi hän olettaa psyykkiset voimat deterministisesti vaikuttaviksi - mikä luonnollisesti tekee käyttäytymisprosessin estimoinnin jo periaatteessa virheelliseksi.

Lewinin käsitejärjestelmä on kuitenkin modernisoitavissa ja saatettavissa käyttökelpoiseksi, mutta se merkitsee radikaaleja muutoksia. Olen tämän toteuttanut teoksissani Stochastic field theory of behavior (1986) ja Cognitive Process and Behavior; A Conceptual Framework and Simulations (2002).

Tärkeimmät radikaalit muutokset, jotka Lewinin järjestelmään tarvitaan, ovat seuraavat:

1) Kun psyykkiset voimat vaikuttavat käyttäytymistilanteessa, nimeää Lewin suurimman niistä resultanttivoimaksi ja olettaa, että käyttäytyminen saa aina tämän resultanttivoiman suunnan. Resultanttivoima siis määrää käyttäytymisen ja tästä seuraa mainittu Lewinin teorian deterministisyys. On selvää, että tämä johtaa virheelliseen estimointiin, sillä yksilön käyttäytyminen on toki selvästi indeterminististä, ts. kussakin tilanteessa useat käyttäytymisvaihtoehdot ovat mahdollisia - tosin niin, että niiden toteutumisen todennäköisyydet ovat eri suuruisia.

2) Lewin ajattelee psyykkisten voimien vaikuttavan joskus suoraan käyttäytymiseen, joskus kognitioon tekemättä selvää eroa tällaisten voimien välillä. Tietoisuuden teoriana Lewinin esitys on siten äärimmäisen diffuusi. - On lähdettävä siitä, että psyykkiset voimat määräävät kognitiivisia tapahtumia ja vasta niitä seuraava päätöksenteko panee alulle käyttäytymisen (verbaalisen tai motorisen toiminnan).

Kognition ja käyttäytymisen stokastinen teoria

Kehittämäni Kognition ja käyttäytymisen stokastinen teoria rakentuu seuraaville käsitteille ja olettamuksille. (Tarkat loogiset määritelmät ja hypoteesit, jotka ovat riittävän eksakteja mahdollistaakseen simulointimallien ohjelmoinnin, esitetään mainituissa teoksissa. Tässä niihin voidaan vain vihjeenomaisesti viitata.)

Kognitiivisessa prosessissa oletetaan tapahtuvaksi kunakin aika-askeleena diskreetissä ajassa yrityksiä siirtyä tilasta toiseen. Yritykset määräytyvät probabilistisesti (simuloinnissa: "arpomalla") todennäköisyyksien vektoreista. (Kukin vektorin elementti-todennäköisyys merkitsee siis yhtä psyykkistä voimakomponenttia, mutta mitään voimaresultanttia ei oleteta.)

Erityinen "onnistumis"-todennäköisyys määrää, toteutuuko yritetty kognitiivinen transitio vai ei. Kognitiivisen tapahtumisen ja käyttäytymisen yhteys saadaan aikaan olettamalla ensiksikin toimintakynnys (action threshold), kokonaisluku, joka määrää, kuinka monen peräkkaisen onnistuneen yrityksen jälkeen tapahtuu käyttäytymisyritys. Se mikä tämä käyttäytymisyritys on, määräytyy erityisestä vastaavuus- eli korrespondenssitodennäköisyyksien vektorista, joka ilmoittaa ko. kognitiivisen yrityksen ja useiden eri käyttäytymisvaihtoehtojen väliset todennäköisyydet.

Jos toimintakynnys ylitetään, käyttäytymisyritys tapahtuu tiettynä (diskreetin) reaalisen ajan hetkenä ja jos se onnistuu, yksilö käyttäytyy tämän yrityksen mukaisesti seuraavana aika-askeleena. (Huomattakoon, että Lewin käsitteli vain avaruutta diskreettinä tilana, mutta tässä uudistetussa teoriassa myös aika on diskreetti variaabeli. Se mahdollistaa todennäköisyyksien käytön.)

Jonkinlainen edellä esitetyn mukainen korrespondenssi-olettamus on välttämätön, jotta mentaalisista tiloista voitaisiin johtaa seurauksia käyttäytymiseen. Kysymys ei ole vähäisempi kuin psykofyysisen probleeman ratkaisu. Formaali ratkaisumme on niin joustava, että se ei edellytä mitään etukäteistietoa mentaalisten tilojen ja käyttäytymisen tarkasta vuorovaikutuksesta. Rakennettaessa sovellusmalleja täytyy luonnollisesti tietää tai olettaa jotakin mainitusta vastaavuudesta. Niissä yksinkertaisissa kokeissa, pelitilanteissa, joihin tutkimuksen on pakko alussa rajoittua, voidaan olettaa yksi-yksinen vastaavuus: tiettyä mentaalista tilaa, "päätöstä tehdä tietty siirto", vastaa käyttäytymistila "yrittää tehdä tuo siirto" (todennäköisyydellä 1).

Sinänsä mielenkiintoinen kysymys, mitä tapahtuu aivoissa toimintapäätöksen pannessa käyttäytymisyrityksen liikkeelle, ei lainkaan kuulu tarkastelumme piiriin! Olemme tehneet ontologisen olettamuksen vain (ei-havaittavista) mentaalisista tiloista ja (havaittavista) käyttäytymistiloista sekä niitä yhdistävistä korrespondenssi-todennäköisyyksistä. Teorian estimaatiokyky osoittaa vähitellen, ovatko tehdyt mallinrakennusratkaisut varteenotettavia.

Jos kuitenkin jonkinlaista "selitystä" psykofyysiseen vastaavuuteen aivotutkimuksen kannalta välttämättä etsitään, kiintoisimman ja aukottomimman esityksen tarjoaa John Eccles (1994). Hänen mukaansa mentaaliset tilat muuttavat synapseissa sitä eksosytoosin todennäköisyyttä, jonka erityinen laukaisija (trigger) laukaisee - viimeksimainitun ollessa suuruusluokaltaan kvantti-ilmiö. Kun eksosytoosi tapahtuu samaan aikaan koko dendronissa, suuressa mutta suhteellisen eristetyssä joukossa neuroneja, vaikutus on riittävän suuri muuttamaan aivoaktiviteettia jollakin aivojen alueella. Mentaaliset tilat eivät itse ole fysikaalisia. Ecclesin mukaan mentaalisten tilojen vaikutus fysikaalisiin (aivo-) tiloihin ei järkytä fysikaalisia säilymislakeja, koska ainoastaan todennäköisyydet muuttuvat.

Ottamalla huomioon, että todennäköisyydet voivat olla monella tavalla ehdollisia, edellä tarkasteltu käsitteellinen viitekehys antaa mahdollisuuden rakentaa mitä moninaisimpia kognitiivisten prosessien teoreettisia malleja - erityisesti probleemanratkaisua koskevia. Edellä mainituissa teoksissani on esitetty yksityiskohtaisesti näitä malleja ja niiden simulointien antamia tuloksia. On selvää, että kuitenkin vain varsin yksinkertaiset laboratoriokokeissa esitetyt probleemanratkaisu-tilanteet ovat näin empiirisesti tutkittavissa. Kokeellisen tutkimuksen tavoite on ollutkin selvittää, ovatko teoreettiset lähtökohdat oikeaan osuvia.

Tietoisuuden filosofian kannalta huomautettakoon vielä eräästä seikasta. Teoriassa oletettu tapahtumisen stokastisuus ei vielä merkitse sitä, että olisi oletettu yksilön vapaa tahto. Tapahtumat oletetaan vain tilastollisen kausaliteetin mukaisiksi. Tosin tietyn yksilön käyttäytymistä laboratoriokokeessa ei voida täsmälleen ennustaa, mutta se ei kuitenkaan ole myöskään hänen määrättävissään - mikäli se noudattaa yleisiä kokeessa käyttäytymisen lakeja. Mutta se, osallistuuko yksilö kokeeseen vai ei, jatkaako hän koetta vai keskeyttääkö sen ja yrittääkö mahdollisesti "sabotoida" koetta käyttäytymällä tietoisesti epänormaalisti, on yksilön määrättävissä, periaatteessa vapaasti. Lyhyesti sanoen sitoutuminen (commitment) käyttäytymistilanteeseen tai ajattelu- ja kuvittelu-teemaan on katsottava vapaan tahdon ilmenemiseksi. Tätä tietoista sitoutumista ei voida millään keinolla liittää teorian piirissä ennustettaviin asioihin. Silti sen olemassaoloa ei ole aihetta yrittää kieltää.

Yritys tietoisuuden holistisen teorian käsitejärjestelmän ja perusolettamusten luomiseksi on tehty. Se näyttää osoittavan, että käytännössä tietoisuuden prosessit ovat vain hyvin yksinkertaisissa muodoissa saatettavissa suoraan empiirisen tutkimuksen kohteiksi - ja että on tietoisuuden ilmiöitä, joita ei periaatteessakaan voida ottaa ulkopuolisen kokeellisen tutkimuksen kohteiksi. Filosofisesti se ei liene kovin yllättävää.

KIRJALLISUUTTA

Cunningham, Suzanne (2000): What is a Mind; An Integrative Introduction to the Philosophy of Mind. Hackett Publishing Company, Inc. Indianapolis/Cambridge.
Eccles, Sir John C. (1994): How the Self Controls Its Brain. Springer-Verlag.
Järvilehto, Timo (2001): "Geenit ja aivot epäterveiden elämäntapojen ja sairauksien syinä". Suomen Hammaslääkärilehti 6/2001, ss. 338-345.
Lewin, Kurt (1938): Conceptual representation and the measurement of psychological forces.
Lowe, E.J. (2000): An Introduction to the philosophy of mind. Cambridge University Press.
Rainio, Kullervo (1986): Stochastic field theory of behavior. Commentationes Scientiarum Socialium 34. Helsinki: Societas Scientiarum Fennica.
Rainio, Kullervo (2000): "Miten tietoisuus säätelee aivojaan?" Kanava 1/2000.
Rainio, Kullervo (2002): Cognitive Process and Behavior; A Conceptual Framework and Simulations. Research Reports 1/2002, Department of Social Psychology, Helsinki University. (E-kirja, luettavissa ja kopioitavissa osoitteesta:
http://ethesis.helsinki.fi/julkaisut/val/sosps/muut/rainio/ )
Rauhala, Lauri (1995): Tajunnan itsepuolustus. Yliopistopaino.

Kirjoittaja on Helsingin yliopiston sosiaalipsykologian emeritusprofessori.
*
http://fi.wikipedia.org/wiki/Kullervo_Rainio
http://fi.wikipedia.org/wiki/Holismi
http://fi.wikipedia.org/wiki/Tietoisuus
http://fi.wikipedia.org/wiki/Kaaosteoria
http://en.wikipedia.org/wiki/Autopoiesis
http://fi.wikipedia.org/wiki/Tieteess%C3%A4_tapahtuu
http://lukupiiri1.blogspot.com/2012/04/stephen-hawking-leonard-mlodinow-suuri.html
http://opinnot.internetix.fi/fi/materiaalit/ps/ps3/2_tietoisuus/01_aivot_ajattelu_tietoisuus?C:D=gjs5.eyct&m:selres=gjs5.eyct