Nakon što mu je metalna šipka prošla kroz lijevo oko, Phineas Gage, željeznički građevinski radnik iz 19. stoljeća, od pristojnog i urednog obiteljskog čovjeka pretvorio se u rasipnika, kockara i bludnika, što je tadašnje znanstvenike natjeralo da posumnjaju u to da se osobnost krije u orbitalnom dijelu prefrontalnog korteksa mozga. Stoljeće kasnije, još jednog pristojnog obiteljskog čovjeka, kako ga naziva literatura, tumor na prefrontalnom korteksu pretvorio je u seksualnog ovisnika kojem je sudskim putem naloženo liječenje od te ovisnosti, a iz sudnice je izbačen jer je svima u prostoriji nudio seks. Znanstvenici su sada postali sigurni da se naša pojedinačna ličnost krije negdje u prednjem dijelu mozga.

Trećeg čovjeka udarila je munja i nakon toga je postao matematički genije. Četvrti je postao vrstan slikar, a peti je nakon prometne nesreće i traumatske ozljede mozga postao poznati koncertni pijanist. Djevojčica iz Knina probudila se 2010. u splitskoj bolnici razumjevši svoj materinji hrvatski jezik, ali je odgovarala samo na njemačkome, koji je prethodno učila u školi, nesposobna da izgovori i riječ na hrvatskom. Strukture mozga su jako važne za našu svijest i više kognitivne procese.

No, s pojavom suvremene tehnologije dolazimo do novih otkrića. Plastično je to pokazao primjer jednog neuroznanstvenika koji je nekim od prvih tehnika za snimanje mozga snimio i vlastiti, spoznavši s grozom da mu nedostaje doslovno polovica mozga te da ga to nije spriječilo da postane profesor na nekom od najprestižnijih britanskih sveučilišta. Snimke mozga jednog 44-godišnjaka objavljene u časopisu New Scientist pokazale su šokantno otkriće: čovjek ima mikroskopski mozak, a živi potpuno normalno. Jedna američka višeklasna djevojčica kojoj se u majčinoj utrobi omotala pupčana vrpca oko vrata rođena je bez lijeve polutke mozga. Po logici struktura mozga – lijeva polutka čuva gotovo sve centre važne za produkciju i razumijevanje jezika – ova djevojčica ne bi mogla ni čitati ni pisati ni govoriti. Pa ipak, uz strogo roditeljsko praćenje i visok standard života, u ranoj pubertetskoj dobi pokazuje natprosječne matematičke sposobnosti i više kognitivne funkcije.

Prosječna je samo u čitanju i sintaksi – a s "krivom" polovicom mozga. Mozak je dakle neuroplastičan i lako se mijenja. Pokazuju to i brojni primjeri pacijenata s hidrocefalusom koji nemaju problema u normalnom životu. Takvi primjeri doveli su do preispitivanja važnosti struktura u mozgu za više kognitivne funkcije i davanja prednosti funkcijama. Od tada do danas, broj teorija koje propituju um i mozak kao da se kontinuirano umnožava u nepreglednim smjerovima. Čini se stoga da teorija uma i svijesti ima koliko i zrna soli u moru. Šala, naravno, no recimo i da se posljednja na koju sam naišla zove "Teorija teorije" (na engleskom "Theory Theory"). "Teoretičari teorije pretpostavljaju da ljudi primjenjuju opća načela (npr. pravila koja dijele unutar vlastite kulture i prešutno poznate uzročne zakone) u vezi s društvenim odnosima kako bi postavili hipoteze o tuđem mentalnom razmišljanju", objašnjava američka Nacionalna biblioteka medicine. Drugim riječima, Teorija teorije kaže da teorije o drugima razvijamo na temelju vlastitih kulturnih obrazaca, odnosno vlastitih predrasuda o drugima. Zašto se taj koncept iz teorije uma ne zove teorija kulturnih obrazaca u svijesti, to STEM-ovci ne znaju. Većina teorija uma bavi se samo jednim aspektom ili s nekoliko njih, no gotovo nijedna još ne daje odgovore na sva pitanja vezana uz svijest.

Jedna američka djevojčica rođena je bez lijeve polutke mozga. Po logici struktura mozga, ona ne bi mogla ni čitati ni pisati ni govoriti. Pa ipak, uz roditeljsko praćenje i visok standard života, u ranoj pubertetskoj dobi pokazuje natprosječne matematičke sposobnosti i više kognitivne funkcije. Mozak je dakle neuroplastičan i lako se mijenja

Teorije svijesti su veoma raznolike, izgrađivane su u okviru mitologija, kozmogonija, religija, filozofija, znanosti (prirodnih, tehničkih i društvenih), književnosti, znanstvene fantastike i tako dalje. No, postoji nekoliko osnovnih zamjedbi oko kojih se sve one grade. Jedna od dominantnih je da je svijest fenomen centralan za ljudsko iskustvo. Svijest se odnosi na našu sposobnost da mislimo o sebi i o drugima; da budemo svjesni okruženja, misli, osjećaja i vlastitog postojanja. Svi pristupi prihvaćaju da iskustvo ima ključnu ulogu u razumijevanju svijesti. Bez iskustava teško je govoriti o svijesti.

Danas najprihvaćeniji okvir za razmišljanje o svijesti u kontekstu znanosti postavio je australski filozof uma David Chalmers 1994. na prvoj (danas) legendarnoj konferenciji "Prema znanosti svijesti" u Tuscsonu na Sveučilištu u Arizoni, čiji je organizator bio Stuart Hameroff, kojemu ćemo se još vratiti. Tada mladi Chalmers podijelio je promišljanje o svijesti na dvije razine: laki i teški problem svijesti. Laki problem tiče se mehaničke analize neuroloških procesa koji prate ponašanje. Kako funkcioniraju senzorni sustavi, kako mozak obrađuje senzorne podatke, kako ti podaci utječu na percepciju, ponašanje, komunikaciju, misli i emocije itd. To su problemi koji se mogu analizirati kroz "strukture i funkcije". Laki problem nazvan je tako jer mu se može pristupiti korištenjem znanstvenih metoda poput neuroznanosti, psihologije i kognitivnih znanosti. "Iako nije nužno lako riješiti ga, lako je zamisliti kako bi se mogao riješiti korištenjem postojećih znanstvenih alata i metoda", objašnjava Chalmers. Naspram njega stoji težak problem svijesti. On se odnosi na objašnjavanje subjektivnog iskustva ili kvalija – iskustva bivanja svjesnim. To uključuje subjektivno iskustvo (poput boje, zvuka, boli ili zadovoljstva) i kvalije, odnosno specifična kvalitativna svojstva svjesnih iskustava, poput crvenosti crvene ili osjećaja boli. Teški problem svijesti nazvan je tako jer, za razliku od lakog problema, nije jasno kako se može riješiti korištenjem trenutnih znanstvenih metoda. Chalmers tvrdi da čak i ako razumijemo sve fizičke procese u mozgu, još uvijek ne bi bilo jasno zašto i kako ti procesi generiraju subjektivna iskustva. Drugim riječima, teški problem svijesti je kako misliti o svijesti u okviru svijesti. Na filozofskoj razini on postavlja pitanje koja su ograničenja svijesti koja misli o sebi. Može li svijest misliti o ičemu izvan svijesti, izvan iskustva?

Osnovno pitanje svijesti je kako fizički procesi u mozgu rezultiraju subjektivnim iskustvima. Kako fenomen omogućava iskustvo, kako fizikalno, materijalno i objektivno omogućava subjektivno iskustvo i kvalije? Konsenzus ipak postoji da se sve to odvija u mozgu

Svi pristupi priznaju da postoji veza između mentalnih stanja (kao što su misli i osjećaji) i fizičkih stanja (kao što su fiziološke aktivnosti u mozgu). Svim teorijama svijesti zajednički je pokušaj razumijevanja te dinamike, pa se i najvažnije teorije svijesti koje obrađujemo u ovom tekstu bave njenim istraživanjem. Osnovno pitanje svijesti je kako fizički procesi u mozgu rezultiraju subjektivnim iskustvima. Kako fenomen omogućava iskustvo, kako fizikalno, materijalno i objektivno omogućava subjektivno iskustvo i kvalije? Konsenzus ipak postoji da se sve to odvija u mozgu, a ne na primjer u drugim snopovima neurona koje imamo na drugim mjestima u tijelu. Spomenuti pristupi polaze od pretpostavke da mozak generira svijest, a ne da je svijest fundamentalno stanje svemira. U toj postavci leži i granica prihvaćenog znanstvenog okvira propitivanja svijesti, koji isključuje različite forme panpsihizma (svijest kao osnovna karakteristika svih stvari u svemiru) i razne filozofsko-religiozne koncepte. Znanstveni konsenzus stoga glasi da mozak ima ključnu ulogu u proizvodnji svijesti, iako konkretni mehanizmi kako mozak generira svijest još uvijek nisu razjašnjeni. Teorije svijesti bave se dakle različitim aspektima toga kako mozak i svijest međusobno djeluju i jesu li to dvije stvari, više njih, ili jedna.

Danas znanstveno najznačajnije teorije svijesti su Teorija integriranih informacija Giulija Tononija iz 2004., prema kojoj je svijest kvantificirana količina informacija integriranih u sustav, zatim Globalna teorija radnog prostora (GWT) Bernarda Baarsa iz 1980-ih, prema kojoj je svijest rezultat informacija koje se obrađuju i dijele unutar globalnog radnog prostora u mozgu, te sve manje kontroverzna Orkestrirana objektivna redukcija fizičara Rogera Penrosea i anesteziologa Stuarta Hameroffa, koja je postala temelj ideje kvantne svijesti. Kao što je već istaknuto, sve nabrojene i brojne nespomenute teorije nisu nužno nastale jedna iz druge niti su povezane, no ipak sadrže brojne zajedničke elemente.

No, krenimo redom samo s nekoliko osnovnih. Prema Teoriji integriranih informacija, stupanj svijesti ovisi o količini informacija koje sustav može obraditi i integrirati. Tom se teorijom predlaže da svaki fizički sustav koji ima odgovarajuću strukturu integriranosti informacija može biti svjestan, bez obzira na svoju fizičku prirodu. Njena možda najspornija tvrdnja je da svijest ima strukturu koja proizlazi iz međusobno povezanih dijelova sustava. Teorija integriranih informacija posebno je popularna jer je dobro oruđe za istraživanje različitih stanja svijesti, npr. poremećaja svijesti, sna ili anestezije. Također je relevantna za umjetnu inteligenciju i razmatranje može li umjetni sustav posjedovati svijest. Teorija integrirane informacije nudi kvantitativan pristup razumijevanju svijesti. Prigovori toj teoriji su nemjerljivost u kompleksnom sustavu poput mozga te pitanje načina na koji kvantifikacija informacija može dovesti do subjektivnih iskustava. Možda upravo na sustavima umjetne inteligencije vidimo da svijest ne slijedi iz integriranja informacija u neku konkretnu strukturu. Također, ova teorija ne uspostavlja kriterije za mjerenje svjesnog i nesvjesnoga u ljudskom mozgu.

Druga važna teorija je ona Globalnog radnog prostora, koja pokušava kvalitativno objasniti velik skup podudarnih parova svjesnih i nesvjesnih procesa. Ova teorija utjecajna je u modeliranju svijesti i viših kognitivnih procesa. Smatra da oni proizlaze iz integriranja tokova informacija kroz raširene, paralelne neuralne procese. Teorija uspostavlja analogiju između uma i kazališta, pri čemu je svjesna misao poput materijala osvijetljenog na glavnoj pozornici. Mozak sadrži mnoge specijalizirane procese ili module koji rade paralelno, od kojih je većina nesvjesna. Pozornost djeluje kao reflektor, dovodeći dio ove nesvjesne aktivnosti u svjesnu svijest na globalnom radnom prostoru. Globalni radni prostor funkcionalno je središte emitiranja i integracije koje omogućuje širenje informacija po modulima. GWT se stoga može klasificirati kao funkcionalistička teorija svijesti. Prema njoj, svijest omogućuje kontrolu pažnje, radne memorije, planiranja i rješavanja problema kroz razmjenu informacija. GWT nalikuje konceptu radne memorije i predlaže se da odgovara "trenutačno aktivnom, subjektivno doživljenom" događaju u radnom pamćenju. U praksi se koristi za izradu računalnih simulacija.

Posljednja i najkontroverznija među spomenutim teorijama je sretni brak britanskog fizičara nobelovca Rogera Penrosea i američkog neuroznanstvenika i anesteziologa Stuarta Hameroffa. Dok je Penrose ranih 1990-ih godina objavio knjigu "Carev novi um", u kojoj udara postulate kvantne teorije svijesti, nedostajalo mu je neurobiološko znanje o tome gdje bi se točno u mozgu i kada mogla događati kvantna koherencija. Dok su fizičari padali u nesvijest od ideje da nešto što koherentno može postojati samo na apsolutnoj nuli može ikada postojati u nečem tako vlažnom, vrućem i sluzavom kao što je mozak, hipi anesteziolog s Berkeleya mučio se s mikrotubulima – sitnim dijelovima piramidalnih neurona – smatrajući ih ključnim za svijest, ali ne znajući kako točno. Njihov spoj, koji i dan-danas nosi plodonosne rezultate, donio nam je teoriju u kojoj se kvantna funkcija svijesti događa uparivanjem određenog broja piramidalnih mikrotubula između dva nepolarizirana aromatična prstena benzena u svakom uparenom mikrotubulu, Drugim riječima, svijest je kvantna, ali leteća, trenutačna, i nije vezana ni za strukturu ni za funkciju, nego za trenutačnu potrebu. Orch-OR teorija pripisuje svijest "orkestriranim" kvantnim proračunima u mikrotubulama unutar moždanih neurona. Svijest je onda poput simfonije, a ne poput orkestra – ona je glazba, a ne hardware. Mikrotubuli kodiraju memoriju i obrađuju informacije, orkestriraju tj. stvaraju kvantne vibracijske superpozicije (qubiti) te ostvaruju elektronsku puninu nakon čega se urušavaju (reduciraju), zbog čega najvjerojatnije nastaje bogato svjesno iskustvo "u somama piramidalnih neurona petog kortikalnog sloja", piše Hameroff.

Budući da je kvantna funkcija slobodna od ograničenja i vremena i prostora, baš kao i u fotosintezi – kvantni val obuhvati cijeli mozak, ispita sve moguće puteve, nađe optimalni, uruši se, tj. dogodi se dekoherencija i onda nastane svjesni trenutak naše odluke. Iako su ta objašnjenja frapantna, postoji niz pragmatičnih i eksperimentalnih dokaza koji pokazuju da bi tome zapravo moglo biti tako. Najnovija studija koja to potvrđuje ima najnevjerojatnije ime po kojem nemate nikakve šanse saznati da se radi o kvantnoj funkciji svijesti jer se rad zove "Ultraljubičasto super zračenje iz mega-mreža triptofana u biološkim arhitekturama". A ono što je pjesnik zapravo htio reći je: Hameroff je vjerojatno u pravu, koherentna kvantna funkcija može nakratko postojati u nečem tako vlažnom, vrućem i sluzavom kao što je mozak. Svakako, Orch-OR ima moć objašnjavanja i može se testirati i replicirati. Može objasniti i komu, i anesteziju, i traumatske ozljede mozga, i druge poremećaje.

Iako nemamo prostora za prepričavanje gotovo fizičkih obračuna Hameroffa s fizičarem Maxom Tegmarkom, jednim od najvećih protivnika Orch-OR teze, kažimo samo da Hameroff i Penrose izvrsno brane tu teoriju već 30 godina te da ona posljednjih godina sve više dobiva na težini. Nijedna od tih teza još nije tako razvijena da bi objasnila sva pitanja koja proizlaze iz primjera s početka teksta, no na slična pitanja Hameroff u pravilu odgovara da dolazi do oštećenja u mikrotubulima koji su samo u mozgu nevjerojatno izmiješani i premreženi te se ti dijelovi ne mogu upariti s drugima. Ono što izaziva antagonizam prema orkestriranoj objektivnoj redukciji je filozofska izloženost panpsihizmu i drugim rubnim teorijama. Priupitan o tome, Penrose je samo kazao da ne vidi korist od rasprave. Interpretacije su onda drugi i društveni čin.