Timp de decenii, un studiu de referință al creierului a alimentat speculații cu privire la faptul dacă ne controlăm propriile acțiuni. Se pare că a făcut o greșeală clasică.

poate

Moartea liberului arbitru a început cu mii de atingeri cu degetele. În 1964, doi oameni de știință germani au monitorizat activitatea electrică a creierului unei duzini de oameni. În fiecare zi, timp de câteva luni, voluntarii veneau în laboratorul oamenilor de știință de la Universitatea din Freiburg pentru a-și fixa firele pe scalp de pe o capetă de duș asemănătoare. Participanții s-au așezat pe un scaun, înfășurat cu grijă într-o cabină de taxare din metal, cu o singură sarcină: să-și flexeze un deget pe mâna dreaptă la orice intervale neregulate le-a plăcut, de mai multe ori, de până la 500 de ori pe vizită.

Scopul acestui experiment a fost de a căuta semnale în creierul participanților care au precedat fiecare atingere a degetului. La acea vreme, cercetătorii știau cum să măsoare activitatea creierului care a avut loc ca răspuns la evenimentele din lume - atunci când o persoană aude un cântec, de exemplu, sau se uită la o fotografie - dar nimeni nu și-a dat seama cum să izoleze semnele creierul cuiva inițiază de fapt o acțiune.

Rezultatele experimentului au apărut în linii punctate, zgârcite, reprezentând undele cerebrale în schimbare. În milisecundele care duceau până la atingerea degetelor, liniile arătau o creștere aproape nedetectabil slabă: un val care a crescut aproximativ o secundă, ca un tambur de neuroni care trag, apoi s-a încheiat într-un accident brusc. Această rafală de activitate neuronală, pe care oamenii de știință a numit-o potențialul Bereitschafts, sau potențialul de pregătire, a fost ca un dar al călătoriilor în timp infinitesimale. Pentru prima dată, au putut vedea creierul pregătindu-se pentru a crea o mișcare voluntară.

Această descoperire importantă a fost începutul multor probleme în neuroștiințe. Douăzeci de ani mai târziu, fiziologul american Benjamin Libet a folosit potențialul Bereitschafts pentru a argumenta nu numai că creierul prezintă semne ale unei decizii înainte ca o persoană să acționeze, ci că, incredibil, roțile creierului încep să se învârtă înainte ca persoana să intenționeze chiar și în mod conștient să facă ceva. . Dintr-o dată, alegerile oamenilor - chiar și o atingere de bază - păreau a fi determinate de ceva în afara voinței lor percepute.

Mai multe povești

Ce simt efectele secundare ale vaccinului

O zi de decese cu 25 la sută mai mare decât cea mai rea a primăverii

Teribilul Déjà Vu al COVID-19’s Winter Surge

Ai un milion de Crăciun mic

Ca întrebare filosofică, dacă oamenii au controlul asupra propriilor acțiuni, s-a luptat de secole înainte ca Libet să intre în laborator. Dar Libet a introdus un argument neurologic autentic împotriva liberului arbitru. Descoperirea sa a declanșat un nou val de dezbateri în cercurile științei și filozofiei. Și de-a lungul timpului, implicațiile s-au transformat în tradiție culturală.

Astăzi, noțiunea că creierul nostru face alegeri înainte de a fi conștienți de ele va apărea acum într-o conversație cu cocktail-uri sau într-o recenzie a Black Mirror. Este acoperit de principalele puncte de jurnalism, inclusiv This American Life, Radiolab și această revistă. Opera lui Libet este frecvent adusă de intelectuali populari precum Sam Harris și Yuval Noah Harari pentru a susține că știința a dovedit că oamenii nu sunt autorii acțiunilor lor.

Ar fi o realizare destul de mare pentru un semnal creier de 100 de ori mai mic decât undele cerebrale majore pentru a rezolva problema liberului arbitru. Dar povestea potențialului Bereitschafts are încă o întorsătură: ar putea fi cu totul altceva.

Potențialul nu a însemnat niciodată să se încurce în dezbaterile de liber arbitru. În orice caz, a fost urmărit pentru a arăta că creierul are un fel de voință. Cei doi oameni de știință germani care l-au descoperit, un tânăr neurolog pe nume Hans Helmut Kornhuber și doctorandul său Lüder Deecke, deveniseră frustrați de abordarea științifică a epocii lor asupra creierului ca o mașină pasivă care produce doar gânduri și acțiuni ca răspuns la lumea exterioară. La masa de prânz din 1964, perechea a decis că își va da seama cum funcționează creierul pentru a genera spontan o acțiune. „Kornhuber și cu mine am crezut în liberul arbitru”, spune Deecke, care are acum 81 de ani și locuiește la Viena.

Pentru a-și încheia experimentul, duo-ul a trebuit să vină cu trucuri pentru a ocoli tehnologia limitată. Aveau un computer de ultimă generație pentru a măsura undele cerebrale ale participanților lor, dar a funcționat numai după ce a detectat o atingere a degetului. Deci, pentru a colecta date despre ceea ce s-a întâmplat în creier în prealabil, cei doi cercetători și-au dat seama că pot înregistra separat activitatea creierului participanților lor pe bandă, apoi pot reda rolele înapoi în computer. Această tehnică inventivă, denumită „inversare-mediere”, a dezvăluit potențialul de beneficii.

Descoperirea a atras o atenție largă. Premiul Nobel John Eccles și filosoful proeminent al științei Karl Popper au comparat ingeniozitatea studiului cu utilizarea de către Galileo a bilelor glisante pentru a descoperi legile mișcării universului. Cu o mână de electrozi și un magnetofon, Kornhuber și Deecke începuseră să facă același lucru și pentru creier.

Totuși, ceea ce însemna potențialul Bereitschafts era presupunerea oricui. Modelul său ascendent părea să reflecte domino-urile activității neuronale care cad una câte una pe o pistă către o persoană care face ceva. Oamenii de știință au explicat potențialul potențial ca semn electrofiziologic al planificării și inițierii unei acțiuni. În această idee a fost presupusă implicit faptul că potențialul Bereitschafts provoacă acțiunea respectivă. Presupunerea era atât de naturală, de fapt, nimeni nu a ghicit-o - sau a testat-o.

Libet, cercetător la Universitatea California din San Francisco, a pus sub semnul întrebării potențialul de Beneficii într-un mod diferit. De ce durează aproximativ jumătate de secundă între a decide să atingi un deget și să o faci efectiv? El a repetat experimentul lui Kornhuber și al lui Deecke, dar le-a cerut participanților să urmărească un aparat de ceas, astfel încât să-și poată aminti momentul în care au luat o decizie. Rezultatele au arătat că, deși potențialul potențial a început să crească cu aproximativ 500 de milisecunde înainte ca participanții să efectueze o acțiune, aceștia au raportat decizia lor de a întreprinde acea acțiune doar cu aproximativ 150 de milisecunde în prealabil. „În mod evident, creierul„ decide ”să inițieze actul” înainte ca o persoană să știe chiar că decizia a avut loc, a concluzionat Libet.

Pentru mulți oameni de știință, li s-a părut neverosimil că conștientizarea noastră conștientă a unei decizii este doar o gândire ulterioară iluzorie. Cercetătorii au pus la îndoială proiectarea experimentală a lui Libet, inclusiv precizia instrumentelor utilizate pentru măsurarea undelor cerebrale și acuratețea cu care oamenii își puteau aminti efectiv timpul de decizie. Dar defectele erau greu de identificat. Și Libet, care a murit în 2007, a avut atât de mulți apărători cât și critici. În deceniile de după experimentul său, studiu după studiu a replicat descoperirea sa folosind tehnologii mai moderne, cum ar fi fMRI.

Dar un aspect al rezultatelor lui Libet s-a strecurat în mare parte necontestat: posibilitatea ca ceea ce vedea el să fie corect, dar că concluziile sale s-au bazat pe o premisă nejustificată. Ce se întâmplă dacă potențialul nu a provocat acțiuni în primul rând? Câteva studii notabile au sugerat acest lucru, dar nu au reușit să ofere niciun indiciu cu privire la potențialul beneficiului. Pentru a demonta o idee atât de puternică, cineva a trebuit să ofere o alternativă reală.

În 2010, Aaron Schurger a avut o epifanie. În calitate de cercetător la Institutul Național de Sănătate și Cercetări Medicale din Paris, Schurger a studiat fluctuațiile activității neuronale, zumzetul care se agită în creier care apare din pâlpâirea spontană a sutelor de mii de neuroni interconectați. Acest zgomot electrofiziologic continuu crește și coboară în maree lente, ca suprafața oceanului - sau, de altfel, ca orice rezultat din multe părți în mișcare. „Aproape fiecare fenomen natural la care mă pot gândi se comportă așa. De exemplu, seria temporală financiară a pieței de valori sau vremea ”, spune Schurger.

Dintr-o vedere de pasăre, toate aceste cazuri de date zgomotoase arată ca orice alt zgomot, lipsit de model. Dar lui Schurger i-a venit în minte că, dacă cineva i-ar alinia după vârfuri (furtuni, înregistrări de piață) și le-ar fi făcut o medie inversă în modul abordării inovatoare a lui Kornhuber și Deecke, reprezentările vizuale ale rezultatelor ar arăta ca tendințe de escaladă (intensificarea vremii, creșterea stocuri). Nu ar exista un scop în spatele acestor tendințe aparente - niciun plan anterior care să provoace o furtună sau să susțină piața. Într-adevăr, modelul ar reflecta pur și simplu modul în care diverși factori s-au întâmplat să coincidă.

„M-am gândit, așteaptă un minut”, spune Schurger. Dacă ar aplica aceeași metodă zgomotului spontan al creierului pe care l-a studiat, ce formă ar avea? "M-am uitat la ecranul meu și am văzut ceva care semăna cu potențialul." Poate, și-a dat seama Schurger, modelul în creștere al potențialului Bereitschafts nu era deloc un semn al intenției de creștere a creierului, ci ceva mult mai circumstanțial.

Doi ani mai târziu, Schurger și colegii săi Jacobo Sitt și Stanislas Dehaene au propus o explicație. Neurologii știu că, pentru ca oamenii să ia orice tip de decizie, neuronii noștri trebuie să adune dovezi pentru fiecare opțiune. Decizia este luată atunci când un grup de neuroni acumulează dovezi peste un anumit prag. Uneori, aceste dovezi provin din informații senzoriale din afara lumii: dacă privești căderea zăpezii, creierul tău va cântări numărul fulgilor de zăpadă care se încadrează împotriva celor câțiva prinși de vânt și se vor stabili rapid pe faptul că zăpada se mișcă în jos.

Dar experimentul lui Libet, a subliniat Schurger, nu a oferit subiecților săi astfel de indicii externe. Pentru a decide când să-și atingă degetele, participanții pur și simplu au acționat ori de câte ori le-a lovit momentul. Aceste momente spontane, a argumentat Schurger, trebuie să fi coincis cu refluxul și fluxul întâmplător al activității creierului participanților. Ar fi fost mai probabil să-și bată degetele atunci când sistemul lor motor s-ar fi apropiat de un prag pentru inițierea mișcării.

Acest lucru nu ar implica, așa cum creduse Libet, că creierul oamenilor „decide” să-și miște degetele înainte să știe. Cu greu. Mai degrabă, ar însemna că activitatea zgomotoasă din creierul oamenilor se întâmplă uneori să încline balanța dacă nu există altceva pe care să se bazeze o alegere, salvându-ne de o nesfârșită nehotărâre atunci când ne confruntăm cu o sarcină arbitrară. Potențialul potențial ar fi partea în creștere a fluctuațiilor creierului care tind să coincidă cu deciziile. Aceasta este o situație foarte specifică, nu un caz general pentru toate, sau chiar pentru multe alegeri.

Alte studii recente susțin ideea potențialului potențial ca semnal de rupere a simetriei. Într-un studiu al maimuțelor însărcinat să aleagă între două opțiuni egale, o echipă separată de cercetători a văzut că viitoarea alegere a unei maimuțe corelată cu activitatea sa intrinsecă a creierului înainte ca maimuța să fie chiar prezentată cu opțiuni.

Într-un nou studiu analizat pentru publicare în Proceedings of the National Academy of Sciences, Schurger și doi cercetători din Princeton au repetat o versiune a experimentului Libet. Pentru a evita neintenționat zgomotul cerebral care culege cireșe, acestea au inclus o stare de control în care oamenii nu se mișcau deloc. Un clasificator de inteligență artificială le-a permis să afle în ce moment divergea activitatea creierului în cele două condiții. Dacă Libet avea dreptate, ar fi trebuit să se întâmple cu 500 de milisecunde înainte de mișcare. Dar algoritmul nu a putut face nicio diferență până la aproximativ 150 de milisecunde înainte de mișcare, momentul în care oamenii au raportat că au luat decizii în experimentul original al lui Libet.

Cu alte cuvinte, experiența subiectivă a oamenilor cu privire la o decizie - ceea ce studiul lui Libet părea să sugereze era doar o iluzie - părea să se potrivească cu momentul real în care creierul lor le-a arătat că iau o decizie.

Când Schurger a propus pentru prima dată explicația zgomotului neuronal, în 2012, lucrarea nu a primit prea multă atenție din exterior, dar a creat un buzz în neuroștiințe. Schurger a primit premii pentru răsturnarea unei idei de lungă durată. „A arătat că potențialul potențial nu poate fi ceea ce credeam că este. Că poate este într-un anumit sens artifactual, legat de modul în care ne analizăm datele ”, spune Uri Maoz, neurolog în calcul la Universitatea Chapman.

Pentru o schimbare de paradigmă, lucrarea a întâmpinat o rezistență minimă. Schurger părea că a dezgropat o greșeală științifică clasică, atât de subtilă, încât nimeni nu a observat-o și nicio cantitate de studii de replicare nu ar fi putut să o rezolve, decât dacă au început testarea cauzalității. Acum, cercetătorii care l-au pus la îndoială pe Libet și cei care l-au susținut se îndepărtează amândoi de la bazarea experimentelor pe potențialul Bereitschafts. (Câțiva oameni pe care i-am găsit încă în opinia tradițională au mărturisit că nu au citit lucrarea lui Schurger din 2012.)

„Mi-a deschis mintea”, spune Patrick Haggard, neurolog din cadrul University College London, care a colaborat cu Libet și a reprodus experimentele originale.

Este încă posibil ca Schurger să greșească. Cercetătorii acceptă în general că a dezumflat modelul lui Libet de potențial Bereitschafts, dar natura inferențială a modelării creierului lasă ușa crăpată pentru o explicație complet diferită în viitor. Și, din păcate, pentru conversația cu științe populare, lucrarea inovatoare a lui Schurger nu rezolvă problema greșită a liberului arbitru mai mult decât a făcut-o Libet. În orice caz, Schurger nu a făcut decât să aprofundeze întrebarea.

Tot ce facem este determinat de lanțul cauză-efect al genelor, mediului și celulelor care alcătuiesc creierul nostru sau putem forma liber intenții care ne influențează acțiunile în lume? Subiectul este extrem de complicat, iar dezmembrarea curajoasă a lui Schurger subliniază necesitatea unor întrebări mai precise și mai bine informate.

„Filosofii au dezbătut liberul arbitru de milenii și au făcut progrese. Dar neurologii au pătruns ca un elefant într-un magazin de porțelan și au susținut că l-au rezolvat dintr-o dată ”, spune Maoz. În încercarea de a atrage pe toți pe aceeași pagină, el conduce prima colaborare intensivă de cercetare între neurologi și filozofi, susținută de 7 milioane de dolari de la două fundații private, Fundația John Templeton și Institutul Fetzer. La o conferință inaugurală din martie, participanții au discutat despre planurile de proiectare a experimentelor informate din punct de vedere filosofic și au convenit în unanimitate asupra necesității de a identifica diferitele semnificații ale „liberului arbitru”.

În aceasta, ei se alătură lui Libet însuși. Deși a rămas ferm în interpretarea studiului său, el a crezut că experimentul său nu a fost suficient pentru a dovedi determinismul total - ideea că toate evenimentele sunt stabilite de cele anterioare, inclusiv funcțiile noastre mentale. „Având în vedere că problema este atât de importantă pentru viziunea noastră despre cine suntem, afirmația că liberul nostru arbitru este iluzoriu ar trebui să se bazeze pe dovezi destul de directe”, a scris el într-o carte din 2004. „O astfel de dovadă nu este disponibilă”.