Hogyan észlelhető a tudat emberekben, állatokban vagy akár a mesterséges intelligenciában?

2005 végén, öt hónappal egy autóbaleset után, egy 23 éves nő eszméletlenül feküdt egy kórházi ágyon. Súlyos agysérülést szenvedett, és nem mutatott aktív tudatra utaló jeleket. Ám mikor az agyát vizsgáló kutatók azt „súgták” a fülébe, hogy képzelje el, ahogyan teniszezik, valami megdöbbentő történt: a mozgással kapcsolatos agyi területek „felvillanyozódtak” a vizsgálat során.

A neurológus Adrian Owen és kollégái által elvégzett kísérlet arra utalt, hogy a nő megértette az utasításokat és úgy döntött, hogy együttműködik – annak ellenére, hogy látszólag nem reagált. Owen, aki jelenleg a kanadai Londonban található egyetemen (Western University) dolgozik, és kollégái egy új módszert vezettek be a tudat vizsgálatára. Míg egyes korábbi tesztek az általános agyi aktivitás megfigyelésén alapultak, ez a technika közvetlenül a kutató verbális utasításához kapcsolódó aktivitásra összpontosított.

A módszert azóta több száz nem reagáló emberen alkalmazták, és kiderült, hogy sokan közülük legalább bizonyos mértékben tudatában vannak a körülöttük lévő világnak.

Egy 2024-es tanulmány megállapította, hogy a fizikailag nem reagáló emberek negyede olyan agyi aktivitást mutat, mely arra utal, hogy képesek megérteni és követni az utasításokat, hogy elképzeljenek bizonyos tevékenységeket, például a teniszezést vagy egy ismerős helyen sétálást.

A tesztek fejlett agyi képalkotási technikákon (neuroimaging) alapulnak, ezért a magas költségek és a szükséges szakértelem miatt többnyire a laboratóriumra korlátozódnak. 2018 óta azonban az orvosi irányelvek már javasolják e teszteknek a klinikai gyakorlatban való alkalmazását is.

E technikák megjelenése óta a kutatók olyan módszereket fejlesztettek ki, amelyekkel még rejtettebb tudatrétegek is vizsgálhatók. A tét nagy. Világszerte sok tízezer ember él jelenleg tartósan eszméletlen állapotban. Tudatuk felmérése fontos kezelési döntésekhez vezethet, például ahhoz, hogy életben tartsák-e őket.

A tanulmányok azt is sugallják, hogy a kórházban fekvő, nem reagáló emberek, akiknél rejtett tudat jelei mutatkoznak, nagyobb eséllyel gyógyulnak meg, mint azok, akiknél ilyen jelek nem láthatók.

A jobb tudattesztek iránti igény nemcsak az emberekre korlátozódik. Más fajok tudatának felismerése – amelynek formája nagyon eltérő lehet – segít megérteni, hogy ezek az élőlények hogyan tapasztalják meg a világot, ami hatást gyakorol az állatjóléti politikákra is.

A kutatók pedig aktívan vizsgálják, hogy a tudat egy napon megjelenhet-e – a sci-fikben már jól ismert módon – a mesterséges intelligencia (MI) alapú rendszerekben. Tavaly egy különböző szakterületek kutatóiból álló csoport közleményt adott ki, amelyben sürgette az MI-vel foglalkozó vállalatokat, hogy kezdjék el tesztelni rendszereiket a tudat jeleinek kimutatására, és dolgozzanak ki irányelveket e rendszerek megfelelő kezelésére vonatkozóan.

Anil Seth, az egyesült királyságbeli Brighton közelében található Sussexi Egyetem kognitív idegtudományi kutatója. Áprilisban Seth és más kutatók az egyesült államokbeli Durhamban, Észak-Karolinában gyűltek össze a Duke Egyetemen tartott konferencián, hogy megvitassák az emberi tudat (beleértve az agykárosodással élőket, valamint a magzatokat és csecsemőket), más állatok és a mesterséges intelligencia rendszerek tudatának vizsgálatát.

Bár a kutatók egyetértenek abban, hogy még sok a fejlődési lehetőség, sokan a funkcionális mágneses rezonanciavizsgálat (fMRI) és az elektroenkefalográfia (EEG) alapú tudattesztek fejlesztését tartják a szakterület egyik legjelentősebb előrelépésének. „Negyven évvel ezelőtt elképzelhetetlen volt, hogy számos gyakorlati módszer álljon rendelkezésünkre a tudat vizsgálatára nem reagáló személyek esetében” – mondta Christof Koch idegtudományi kutató, a washingtoni Seattle-ben található agykutatási intézet (Allen Institute for Brain Science) munkatársa.

A tudat rétegei

A kutatók nem értenek egyet abban, hogy mi is valójában a tudat, még humán esetben sem. Ám sokan úgy írják le, mint egy „belső én”-t. Ez pedig alapvetően intim jellegűvé teszi: az egyén csak a saját tudatáról lehet biztos. Mások viselkedése alapján következtethet tudatukra, de ez nem mindig hatékony olyan embereknél, akik súlyos agyi sérüléseket szenvedtek vagy idegrendszeri rendellenességekkel küzdenek, amik megakadályozzák őket abban, hogy megfelelően kifejezzék magukat.

Marcello Massimini, az olaszországi Milánói Egyetem idegtudományi kutatója e kihívást jelentő esetekben a tudat értékelését hagymahámozáshoz hasonlítja. Az első réteg – a klinikákon rutinszerűen elvégzett értékelések – a külső viselkedés megfigyelését jelenti. Például egy orvos megkérheti a beteget, hogy kétszer szorítsa meg a kezét, vagy a nevén szólítsa, hogy megnézze, elfordítja-e a fejét a hang irányába. Az ilyen utasítások követésének képessége a tudatot jelzi.

Az orvosok egy nem reagáló személyt hosszabb ideig is megfigyelhetnek, hogy észleljék, végez-e olyan következetes, önkéntes mozdulatokat, mint például szándékos pislogás vagy egy irányba nézés, amelyek kommunikációs eszközként szolgálhatnak. A kutatók hasonló teszteket alkalmaznak csecsemőknél is, például megfigyelik, hogyan mozog a szemük az ingerekre adott válaszként.

Azoknál, akik hallják és megértik a verbális utasításokat, de nem reagálnak azokra, a második réteg azt jelenti, hogy megfigyelik, mi történik az agyukban az utasítás fogadását követően, ahogyan az a 2005-ös kísérletben részt vevő nő esetében történt. „Ha olyan agyi aktivitást találunk, amely specifikus az adott aktív feladatra, például a teniszjátékhoz kapcsolódó premotoros kéreg aktivitására, az ugyanolyan jó indikátora a tudat jelenlétének, mint a kéz megszorítása” – mondja Massimini. Ezeket a betegeket kognitív motoros disszociációval, egyfajta rejtett tudattal rendelkezőként azonosítják.

Ám ezekkel a vizsgálatokkal a tudat kimutatása túl megterhelő, több percig tartó folyamatos koncentrációt igényel – mondja Nicholas Schiff, a New York-i Cornell Egyetem orvostudományi karának neurológusa és a 2024-es tanulmány társszerzője, amely szerint a nem reagáló emberek egynegyedének a tudata aktív lehet. A tanulmányban szerepelt egy külön csoport is, amelynek tagjai megfigyelhető, külső tudatjeleket mutattak. Közülük csak 38 teljesítette a tesztet. „Még az egészséges kontrollcsoport esetében is komoly problémát jelent a figyelem elkalandozása és a kimerültség” – mondja Schiff.

Az ilyen teszteken megbukók tudatállapotának értékeléséhez a harmadik réteget is le kell hámozni, mondja Massimini. Ilyen esetekben az orvosok nem kérik a pácienst, hogy aktívan vegyen részt bármilyen kognitív tevékenységben. Csak ingerekkel hatnak rájuk, és megfigyelik az agyuk aktivitását.

Egy 2017-es tanulmányban a kutatók egy 24 másodperces részletet játszottak le John F. Kennedy amerikai elnök beiktatási beszédéből olyan embereknek, akik súlyos, traumás agysérülést szenvedtek. A hangfelvételt visszafelé is lejátszották nekik. A két felvétel akusztikai jellemzői hasonlóak voltak, de csak az elsőnél várták a nyelvi feldolgozás beindulását az agyukban; a második kontrollként szolgált. Az fMRI segítségével a kísérlet négy olyan személynél segített kimutatni a rejtett tudatot, akik egyébként nem mutatták nyelvértés jeleit.

Az ilyen megközelítés laboratóriumi környezeten kívüli megvalósításának összetettsége nem az egyetlen kihívás. E tesztek megkövetelik a kutatóktól, hogy tudják, mely agyi aktivitási minták tükrözik valóban a tudatot, mert egyes ingerek tudat nélkül is kiválthatnak agyi reakciókat. A lényeg az tehát, hogy megértsék, mik a tudatos észlelés idegi összefüggései.

Massimini szerint létezik egy negyedik, még nehezebben megfogható tudatréteg, amelyet a kutatók csak most kezdenek el feltárni. Lehetséges, hogy egy nem reagáló személy akkor is tudatánál marad, ha agya teljesen el van gátolva a külvilágtól, és képtelen érintéseket, hangokat, illatokat, vagy bármilyen más érzékszervi ingert fogadni vagy feldolgozni. Az élmény hasonló lehet például az álmodozáshoz, vagy ahhoz, amikor teljesen sötét és csendes szobában fekszünk, és néhány pillanatig hirtelen nem tudjuk mozgatni a testünket. Bár külső érzékelésektől megfosztva vagyunk, az elménk továbbra is aktív marad, gondolatokat és belső élményeket generál. Ebben az esetben a kutatóknak kizárólag az agy belső tulajdonságaiból kell meghatározniuk a tudat jeleit.

Massimini és kollégái a transzkraniális mágneses stimuláció (TMS) nevű eljárást alkalmazzák, amely pulzáló mágneses mezőt használ, mint lehetséges technikát a tudat értékelésére. Miután ilyen módon „megrázkódtatták” az agyat, EEG segítségével mérik annak reakcióját. Egészséges embereknél összetett reakciókat figyelnek meg, amelyek az agyi régiók közötti gazdag párbeszédet tükrözik. Ezt az összetettséget egy új mérőszámmal, az úgynevezett perturbációs komplexitási index-szel számszerűsítik, amely ébren lévő, egészséges egyéneknél magasabbnak bizonyult, mint alvás közben vagy altatásban lévő embereknél. Kísérletek kimutatták, hogy a mérőszám segítségével még nem reagáló embereknél is feltárható a tudat jelenléte. Más kutatók pedig ezt a tesztet javasolták annak vizsgálatára, hogy mikor alakul ki a tudat a magzatokban.

Az emberi világon túl

A tudat értékelése annál nehezebbé válik, minél távolabb kerülnek a kutatók az emberi elmétől. Az egyik probléma az, hogy az állatok nem tudják közölni szubjektív élményeiket. A másik pedig az, hogy más fajok tudata olyan különféle formákat ölthet, amelyek az emberek számára felismerhetetlenek.

Az emberi tudatot értékelő egyes vizsgálatok más fajokon is kipróbálhatók. A kutatók patkányokon alkalmazták a már említett perturbációs komplexitási index-et, és olyan mintákat találtak, amelyek hasonlítanak az embereknél megfigyeltekhez.

A legjellemzőbb tesztek azonban olyan kísérleteken alapulnak, amelyek az érzékelésre utaló viselkedést keresik – vagyis azt a képességet, hogy az egyén közvetlenül megtapasztalja az érzelmeket és érzéseket, beleértve a fájdalmat is.

Az érzékelés, amelyet egyes kutatók a tudat alapjának tekintenek, nem feltétlenül jár együtt az érzelmek reflektálásának képességével.

Egy kísérletben a polipok következetesen elkerülték azt a kamrát, amelybe fájdalmas ingert követően kerültek, annak ellenére, hogy korábban azt a kamrát részesítették előnyben.

Amikor ezeknek az állatoknak később fájdalomcsillapítót adtak, inkább abban a kamrában töltötték az idejüket, amelybe a gyógyszer beadása után kerültek. Ez a viselkedés arra utal, hogy ezek az állatok nemcsak az azonnali fájdalmat érzik, hanem a vele járó folyamatos szenvedést is, és hogy emlékeznek erre az élményre, emiatt úgy cselekszenek, hogy elkerüljék annak ismételt bekövetkezését.

Az ilyen megállapítások már jelenleg is alakítják az állatjóléti politikát. Egy független vizsgálat, amely az állatok, például a homárok, polipok és rákok „érzékenységére” vonatkozó bizonyítékokat vizsgálta, hozzájárult ahhoz, hogy e fajok 2022-ben az Egyesült Királyság állatjóléti törvénye alapján a gerincesek mellett nagyobb védelmet kapjanak.

A kutatók most arra hívják fel a figyelmet, hogy komolyan el kell gondolkodni azon, hogy egyes biológiai felépítmények, például az agyi organoidok esetében kialakulhat-e tudat, valamint hogy milyen lehet a gépi tudat. Ha ezek a rendszerek öntudattal bírnak, akkor szerintem érdekünkben áll tudni róla – mondja Liad Mudrik, az izraeli Tel Aviv-i Egyetem idegtudományi kutatója.

Egyes MI-rendszerek, például a nagy nyelvi modellek (LLM), azonnal válaszolnak, ha megkérdezik, hogy rendelkeznek-e öntudattal. A kutatók szerint azonban a gépi szövegek nem tekinthetők a tudat bizonyítékának, mert az LLM-eket olyan algoritmusokkal tanítják, amelyek az emberi reakciókat hivatottak utánozni. „Nem gondoljuk, hogy a verbális viselkedés vagy akár a problémamegoldás jó bizonyíték lenne az MI-rendszerek tudatára, még akkor sem, ha ezeket a jellemzőket a biológiai rendszerek tudatának elég jó bizonyítékának tartjuk” – mondta Tim Bayne, a melbourne-i Monash Egyetem kutatója.

Egyes kutatók szerint a mesterséges intelligencia jelenlegi formájában soha nem képes „belső életet” kialakítani. Ugyanakkor a legújabb elméletek szerint a jövőbeli technológiák, például a kvantumszámítógépek egy napon valamilyen formában támogatni fogják ezt.

A gépi tudatra vonatkozóan nincsenek kialakult tesztek, bár a tudat biológiai alapjáról szóló elméletek alapján egy csoport kidolgozott egy kritériumrendszert, amelynek teljesülése esetén valószínűsíthető, hogy egy MI tudattal rendelkezik. Az ezeknek való bizonyos fokú megfelelés alapján lehetne következtetni arra, hogy rendelkezik-e tudattal. A legfőbb korlát azonban, hogy a kutatók még nem tudják, melyik elméletek írják le helyesen, ha egyáltalán léteznek ilyenek, hogy miként jön létre a tudat az emberekben.

Egy másik javaslat szerint a kutatók olyan adatokkal képeznék az MI-t, amelyek nem tartalmaznak tudatra vonatkozó információkat, vagy a belső én létezésével kapcsolatos tartalmakat. Ezután egy tudattesztben érzelmekkel és szubjektív élményekkel kapcsolatos kérdéseket tennének fel, és értékelnék a válaszokat. Egyes kutatók azonban szkeptikusak azzal kapcsolatban, hogy hatékonyan ki lehet-e zárni az összes tudattal kapcsolatos információkat, illetve, hogy általánosságban megbízhatók-e az MI válaszai.

Egy univerzális megközelítés

Jelenleg a legtöbb tudatteszt egy adott „ökoszisztémára” tervezett, legyen az ember, állat vagy mesterséges intelligencia. Ám ha a tudattal bíró rendszereknek létezik egy közös alapvető tulajdonságuk, ahogyan egyes kutatók állítják, akkor lehetséges, hogy ezeket a közös tulajdonságokat feltárhatják. Ez azt jelenti, hogy létezhet egy univerzális stratégia a tudat felismerésére.

E cél elérése érdekében az egyesült királyságbeli Londoni Egyetemen 2020-ban egy olyan megközelítést mutattak be, amely különböző mérőeszközök egymáshoz való viszonyításán alapul, elsősorban az emberekre összpontosítva, majd a nem emberi rendszerekre kiterjesztve.

A folyamat azzal kezdődik, hogy több meglévő tesztet alkalmaznak egészséges felnőttekre, akikről ugye a kutatók biztosan tudják, hogy tudattal bírnak. Azok a tesztek, amelyek sikeresek ebben a kezdeti csoportban, magas bizalmi pontszámot kapnak. Ezután a kutatók ezeket a validált teszteket egy kissé eltérő csoporton, például altatásban lévő embereken alkalmazzák. A kutatók összehasonlítják az eredményeket, és ennek megfelelően módosítják a bizalmi pontszámokat, vagyis azok a tesztek kapnak magasabb bizalmi pontszámot, amelyek eredményei a különböző csoportokban megegyeznek. E lépések egyre divergensebb csoportokban ismétlődnek, eljutva végül nem emberi rendszerekhez is.

Jelenleg azon dolgoznak, hogy a koncepciót olyan technikává alakítsák, amely a gyakorlatban is alkalmazható. Az első lépés az, hogy feltérképezzék a tudatzavarokkal küzdő embereken végzett különböző teszteket, és összehasonlítsák azok eredményeit. Az viszont, hogy mindezt kiterjesszék nem emberi csoportokra, még jelenleg is költséges és bonyolult lenne.

Egyes kutatók pedig szkeptikusak is azzal kapcsolatban, hogy létezhet-e valaha általános teszt. „Anélkül, hogy lenne egy széles körben elfogadott tudatelmélet, nem hiszem, hogy valaha is létezhetne általános teszt, és ez az elmélet végső soron csak emberekben igazolható, mert kétségtelen, hogy mi rendelkezünk tudattal” – mondja Christof Koch.