We zijn bewuste wezens. Tenminste, dat zeggen we over onszelf. Maar er zijn zoveel levende wezens om ons heen. Van planten tot dieren, tot microben en wat nog meer. Maar wanneer spreken we van ‘bewustzijn’? In de vorige post hadden we het over de vraag of bewustzijn ook na onze dood kon bestaan. We onderzochten tal van wetenschappelijke inzichten hierover, maar een belangrijke vraag lieten we onbeantwoord. Wat is bewustzijn?
Toen beloofde ik u een vervolg post over wat bewustzijn dan we niet is. Niet zozeer wat u en ik denken dat het is, maar wel wat de wetenschap denkt. Het is een verbazend moeilijke taak, om te definiëren wat bewustzijn is. Iets wat zo eenvoudig lijkt voor onszelf, blijkt veel moeilijker te zijn dan we denken.
U zou kunnen zeggen dat alles wat reageert op zijn omgeving een bewustzijn heeft; Maar is een steen dan ook bewust? Een steen zet immers uit bij warmte en krimpt bij koude. Ook dat is reageren op de omgeving. Laten we op speurtocht gaan naar hoe de wetenschap over bewustzijn denkt.
Sta me toe om me vooraf te excuseren voor de vele ‘moeilijke’ termen. Wetenschap heeft zijn eigen taal en voor ons ‘gewone stervelingen’, maakt het de zaken vaak verwarrend. Het is onmogelijk om alles in ‘mensentaal’ te duiden, zonder de correcte begrippen te gebruiken. Vooral in het eerste deel kan dit wat overdonderend overkomen. Laat de begrippen voor wat ze zijn, volg gewoon even de conclusies en u heeft de kern van de zaken mee.
Laat u niet ontmoedigen door termen of wetenschappelijke namen. Het is niet erg om een reeks zaken niet te begrijpen, de kern en conclusie van de zaken wordt telkens beschreven. De uitleg van het hoe en waarom is enkel van belang voor hen die zich er verder in willen verdiepen of zelf op speurtocht willen gaan.
Overzicht van Wetenschappelijke Inzichten over Bewustzijn
Inleiding
Bewustzijn is lange tijd een mysterieus onderwerp geweest op het grensvlak van filosofie en wetenschap. Tegenwoordig proberen neurowetenschappers, cognitief psychologen en zelfs AI-onderzoekers dit fenomeen systematisch te begrijpen. In algemene zin verwijst bewustzijn naar het vermogen van een organisme om zich bewust te zijn van zichzelf en van de omgeving – met andere woorden, de subjectieve ervaring van interne gedachten en externe prikkels ( Large-scale functional brain networks for consciousness – PMC ).
We ervaren bijvoorbeeld kleuren, geluiden, emoties en gedachten, en we zijn ons daar op een bepaalde manier van bewust. Ondanks die schijnbaar simpele beschrijving is bewustzijn moeilijk precies te definiëren en te meten.
In deze post bespreken we (1) gangbare definities van bewustzijn in de wetenschap, (2) belangrijke theorieën over het ontstaan en de werking van bewustzijn, (3) neurowetenschappelijke inzichten in waar en hoe bewustzijn in de hersenen ontstaat, (4) methoden om bewustzijnstoestanden te meten of te onderzoeken, (5) verschillende typen bewustzijn (zoals fenomenaal versus toegangsbewustzijn), (6) de relevantie van bewustzijnsonderzoek voor kunstmatige intelligentie, en (7) actuele debatten en controverses (waaronder het beroemde “hard problem” van Chalmers).
Definities van bewustzijn in de wetenschap
Er bestaat geen unanieme definitie van bewustzijn, maar wetenschappers gebruiken vaak werkdefinities om het fenomeen te kunnen onderzoeken. Een veelgebruikte omschrijving is de volgende: bewustzijn is het besef (de gewaarwording) van iets, hetzij intern (bijvoorbeeld gedachten of gevoelens) hetzij extern (waarneming van de omgeving) ( Large-scale functional brain networks for consciousness – PMC ). Anders gezegd, een organisme is bewust als het zich ergens bewust van is, zoals een pijn, een kleur, of een herinnering.
In de psychologie benadrukt men dat bewustzijn zowel een subjectieve ervaring omvat als de mogelijkheid om die ervaring te rapporteren of ernaar te handelen ( The claustrum and consciousness: An update – PMC ). Zo onderscheidde de filosoof Ned Block twee aspecten: het fenomenaal bewustzijn (de pure ervaring zelf, “hoe het voelt” om iets te ervaren) en het toegangsbewustzijn (informatie in de geest die beschikbaar is voor denken, spreken en het sturen van gedrag) ( Phenomenal consciousness and cognitive access – PMC ) .
In cognitieve psychologie is men het erover eens dat bewustzijn deze beide kanten heeft: er is enerzijds een kwalitatieve beleving (subjectieve gewaarwording van zichzelf en de wereld) én het uit zich in een gedrag/rapportage (we kunnen over bewuste ervaringen praten of er doelgerichte acties op baseren) ( The claustrum and consciousness: An update – PMC ).
Naast deze algemene omschrijvingen hanteert men in de neurologie vaak een praktisch tweedelig begrip van bewustzijn: (1) het niveau van bewustzijn (arousal) en (2) de inhoud van het bewustzijn (awareness) ( The claustrum and consciousness: An update – PMC ) ( The claustrum and consciousness: An update – PMC ). Niveau verwijst naar hoe wakker of alert iemand is (bijvoorbeeld het onderscheid tussen coma, slaap, waken), terwijl inhoud slaat op waar men zich van bewust is (de concrete ervaringen, gedachten en percepties). Beide componenten samen bepalen of en in welke mate iemand bewust is: iemand in diepe slaap is bijvoorbeeld niet (extern) bewust ondanks intacte hersenen, terwijl een wakker maar niet-responsieve patiënt wel wakker is maar mogelijk geen bewuste inhoud ervaart.
Samenvattend gebruikt de wetenschap operationele definities van bewustzijn als het subjectieve besef gepaard gaand met neurale toestanden die zowel een zekere waakzaamheid als bewuste inhoud impliceren.
Belangrijkste theorieën over het ontstaan en de werking van bewustzijn
Omdat bewustzijn niet direct zichtbaar of tastbaar is, zijn er verschillende theorieën ontwikkeld om te verklaren hoe bewuste ervaringen kunnen ontstaan uit neurale processen. Geen enkele theorie is tot dusver algemeen geaccepteerd; er zijn zelfs meer dan 20 serieuze theorieën in omloop die het debat domineren (What a Contest of Consciousness Theories Really Proved | Quanta Magazine).
We bespreken hier de meest invloedrijke benaderingen, waaronder de Global Workspace Theory (en de neurale variant daarvan), de Integrated Information Theory, en enkele andere prominente ideeën (zoals hogere-ordetheorieën). Ook lichten we kort toe hoe deze theorieën verschillen en welke voorspellingen ze maken over de hersenen.
Global Workspace Theory (GWT)
Global Workspace Theory (GWT), voorgesteld door Bernard Baars eind jaren 1980, ziet bewustzijn als een soort theater van de geest (Global workspace theory ). In deze metafoor zijn er veel onbewuste processen in de hersenen als “publiek in het duister”, terwijl een klein deel van de informatie in de schijnwerpers op het podium komt en zo bewust wordt. Alleen informatie die op het “podium” staat – de zogenaamde globale werkruimte – is toegankelijk voor het hele brein en kan worden gerapporteerd of gebruikt voor bewuste beslissingen.
In neurowetenschappelijke termen bestaat de hersenen uit vele gespecialiseerde modulen (voor visuele verwerking, taal, geheugen, etc.) die grotendeels onbewust en parallel met elkaar werken. Aandacht fungeert als de schijnwerper: het selecteert bepaalde informatie (bijv. een stimulus of gedachte) en brengt die in de globale werkruimte, waar de informatie breed wordt uitgezonden (broadcast) naar andere hersensystemen (Fame in the Brain—Global Workspace Theories of Consciousness | Psychology Today).
Dit brede delen van informatie maakt integratie tussen verschillende modules mogelijk en correspondeert met wat wij ervaren als bewuste inhoud. Stanislas Dehaene en Jean-Pierre Changeux hebben GWT verder uitgewerkt tot de Global Neuronal Workspace Theory (GNWT), met concrete voorspellingen over de specifieke hersengebieden: zij postuleren dat een netwerk van vooral frontaal-pariëtale gebieden de “hub” vormt die informatie-uitwisseling orkestreert en zo bewustzijn tot stand brengt (Fame in the Brain—Global Workspace Theories of Consciousness | Psychology Today) (Fame in the Brain—Global Workspace Theories of Consciousness | Psychology Today).
Wanneer een stimulus bewust wordt waargenomen, ziet men volgens deze theorie een karakteristiek patroon: een plotselinge toename en verspreiding van activiteit (ook wel neurale ignitie genoemd) die via lange-afstandsverbindingen vele hersengebieden omvat. Dit gaat gepaard met een versterkte, langer durende neurale respons (vergeleken met kortstondige of lokale activiteit bij onbewuste prikkels).
Een belangrijk kenmerk van GWT/GNWT is dat informatieverwerking die niet tot de globale workspace doordringt, onbewust blijft. Veel prikkels worden door onze hersenen lokaal verwerkt zonder ooit het “bewuste theater” te bereiken – denk aan automatische processen of subtiele waarnemingen die we niet opmerken. Pas als informatie de globale broadcast bereikt, dringt het tot ons bewustzijn door.
GWT verklaart zo waarom we ons maar van een beperkte hoeveelheid informatie tegelijk bewust kunnen zijn: de capaciteit van de werkruimte is beperkt (slechts één spot op het podium), dus er is competitie tussen inkomende informatie waarbij aandacht bepaalt wat “fame in the brain” krijgt.
Empirisch wordt GWT gesteund door studies die bewuste waarneming koppelen aan wijdverspreide hersenactiviteit en synchronisatie tussen verre gebieden (zoals frontaal en pariëtaal). Tegelijk is er hierover een debat: critici wijzen erop dat frontale activiteit misschien meer met rapporteren te maken heeft dan met ervaring zelf, en dat bewustzijn wellicht ook inde posterior (achterliggende) gebieden al ontstaat . We komen hierop terug bij neurowetenschappelijke bevindingen. Desondanks blijft de Global Workspace Theory een invloedrijke verklaring dat bewustzijn verschijnt wanneer informatie breed gedeeld en geïntegreerd wordt in de hersenen.
Integrated Information Theory (IIT)
Een heel andere benadering is de Integrated Information Theory (IIT), oorspronkelijk voorgesteld door Giulio Tononi in 2004. IIT probeert bewustzijn kwantitatief te definiëren in termen van informatieverwerking binnen een fysiek systeem. Centraal staat het idee dat een systeem bewust is voor zover het een hoeveelheid geïntegreerde informatie bezit, aangeduid met de parameter Φ (phi) (Consciousness and Integrated Information Theory).
Eenvoudig gesteld: als verschillende onderdelen van een systeem samen meer informatie genereren dan de som van wat de onderdelen los van elkaar zouden genereren, dan is die extra, niet reduceerbare informatie-inhoud een maat voor bewustzijn. Een systeem met veel onderlinge koppelingen en complexe causale interacties – bijvoorbeeld het menselijk brein – heeft volgens IIT een hoge Φ en daarmee een rijk bewustzijn.
Omgekeerd zou een puur feedforward systeem (waar informatie maar één kant op stroomt zonder terugkoppeling), of een verzameling losse modules die niet samenwerken, Φ = 0 hebben en dus totaal geen bewustzijn (The unfolding argument: why Integrated Information Theory is not scientific – SelfAwarePatterns).
IIT vertrekt vanuit een paar fundamentele axioma’s over bewuste ervaring (zoals: bewustzijn bestaat, is gestructureerd, geïntegreerd, etc.) en leidt daaruit af welke fysische vereisten een systeem moet hebben om daaraan te voldoen. Het benadrukt vooral integratie (onderdelen moeten samen één geheel vormen) en differentiatie (het systeem kan een groot aantal verschillende toestanden aannemen).
Het menselijk brein zou daaraan voldoen door de enorme complexiteit en onderlinge verbondenheid van neuronen. Zo heeft de neocortex een zeer hoge integratie, terwijl bijvoorbeeld het cerebellum (kleine hersenen) – hoewel net zo veel neuronen – veel sterker modulair georganiseerd is en volgens IIT nauwelijks bijdraagt aan bewuste ervaring (een opvallende constatering is dat mensen met beschadigde of verwijderde kleine hersenen geen groot bewustzijnsverlies rapporteren).
IIT maakt de prikkelende uitspraak dat bewustzijn identiek is aan een dergelijk geïntegreerd informatiepatroon van een fysiek systeem (Integrated information theory). Dit betekent dat, in principe, elke fysieke structuur met niet-nul Φ enige mate van bewustzijn zou hebben (zij het wellicht extreem minimaal), wat leidt tot panpsychistische implicaties (dat bewustzijn misschien een wijdverspreid eigenschap van materie is) – een punt dat controversieel is.
IIT is aantrekkelijk omdat het in theorie een antwoord biedt op welke systemen bewust zijn en in welke gradatie. Het biedt zelfs algoritmen om voor een gegeven netwerk Φ te berekenen. Zo kan men voorspellen dat een klassiek AI-systeem dat louter feedforward informatie verwerkt geen bewustzijn heeft (Φ = 0), terwijl een gelijk presterend netwerk met terugkoppelingen en integratie dat wel zou kunnen hebben (The unfolding argument: why Integrated Information Theory is not scientific – SelfAwarePatterns).
In de praktijk is Φ berekenen voor een complex brein echter uiterst moeilijk, en IIT wordt bekritiseerd omdat veel van zijn beweringen lastig te toetsen of bijzonder extreem zijn. Zo is gesteld dat IIT in zijn huidige vorm niet falsifieerbaar is en dus geen goede wetenschappelijke theorie zou zijn . Sommige wetenschappers gaan zelfszo ver het pseudowetenschap te noemen. Dit vanwege het speculatieve karakter en omdat het bijna elk systeem (desnoods het universum als geheel) bewustzijn kan toedichten zonder enig duidelijk criterium.
Toch erkent men algemeen dat IIT waardevolle inzichten biedt. Het benadrukt terecht de rol van brain integration in een gezond bewustzijn. Klinisch onderzoek bevestigt dat wanneer integratie in de hersenen sterk verstoord is (bijvoorbeeld door anesthesie of coma), het bewustzijnsniveau drastisch daalt – een idee dat in lijn is met IIT’s kerngedachten. IIT blijft dus een veelbesproken theorie: ambitieus en provocatief, maar tevens onderwerp van levendig debat over toetsbaarheid en interpretatie ervan.
Overige theorieën en benaderingen over bewustzijn
Naast GWT/GNWT en IIT zijn er nog andere prominente theorieën die elk een deel van het bewustzijnsraadsel proberen te verklaren:
Hogere-ordetheorieën (Higher-Order Theories, HOT):
Deze stellen dat een mentaal proces pas bewust is als er een tweede-orde representatie van dat proces in de geest bestaat. Met andere woorden, een gedachte wordt bewust als je er een gedachte over hebt – een soort interne monitoring. Bijv. volgens de Higher-Order Thought theorie van Rosenthal is een visuele perceptie pas bewust als er in je brein een hogere-orde “gedachte” ontstaat in de trant van “ik zie X”.
Dergelijke theorieën plaatsen bewustzijn in mechanismen van metacognitie en zelfreflectie, vaak gelokaliseerd in frontale associatiegebieden (die onze eigen mentale toestanden modelleren). HOT’s overlappen deels met de Attentie-schema theorie van Michael Graziano, die suggereert dat het brein een model maakt van zijn eigen aandachtstoestand en dat dit model (het “attentieschema”) de basis is van onze ervaring van bewust zijn – de hersenen “denken” dat ze iets waarnemen en daarmee ontstaat de subjectieve gewaarwording. Dit was ovigens de basisgedachte achte Descarte’s “Cogito, ergo sum” (ik denk dus ik besta)
Recurrente/verwerkings-theorie (Recurrent Processing Theory, RPT):
Voorgesteld door Victor Lamme en anderen, deze theorie benadrukt lokale terugkoppeling in sensorische gebieden. In plaats van een globale broadcast (zoals GWT), stelt RPT dat bewustzijn al ontstaat wanneer sensorische informatie in bijvoorbeeld de visuele cortex wordt teruggekoppeld binnen die regio (recurrente lussen tussen laagjes van de cortex). Dit zonder noodzakelijk een betrokkenheid van frontale gebieden.
Bewust waarnemen vereist dus re-entry of lusverwerking in de cortex, maar niet per se globale verspreiding. Dit is een meer “posterior georiënteerde” theorie: primaire en hogere visuele gebieden in de occipitale en temporale cortex kunnen volgens Lamme bewust waarnemen genereren zolang er lokale integratie is. De frontale cortex is meer nodig voor rapportage of verdere verwerking.
Interessant genoeg staat RPT lijnrecht tegenover theorieën die frontale activiteit essentieel achten. Er is experimenteel bewijs in beide richtingen, wat de discussie levendig houdt (sommige studies tonen bewuste reacties zonder veel prefrontale activiteit, andere tonen toch noodzaak van frontale “ignition” – zie neurowetenschappelijke bevindingen verderop).
Predictive Coding / Actieve inferentie:
Dit is een theoretisch kader (o.a. van Karl Friston) dat niet exclusief voor bewustzijn is ontwikkeld. Maar het is invloedrijk bij hoe men over hersenfunctie denkt. Het idee is dat de hersenen continu voorspellingen genereren over inkomende sensorische input en het verschil (foutsignalen) bijstuurt.
Sommigen hebben gesuggereerd dat bewustzijn te maken heeft met het bekendmaken van onvoorspelbare informatie in zo’n predictief model. Bewuste waarneming zou bijvoorbeeld optreden bij verrassende of relevante afwijkingen die hogere gebieden moeten bereiken om modellen bij te stellen. De Predictive Global Neuronal Workspace is een poging tot synthese: een model waarin de globale werkruimte werkt op basis van voorspellingen en foutsignalen. Hoewel deze benadering nog conceptueel is, geeft het een mechanistische insteek dat bewustzijn emergent kan zijn uit het voortdurend inferentieproces van het brein.
Orch-OR (Orchestrated Objective Reduction):
Ten slotte noemen we een omstreden hypothese van natuurkundige Roger Penrose en anesthesist Stuart Hameroff. Voor meer informatie kan u de vorige post bekijken, waar deze uitgebreider besproken werd.
Zij zochten de verklaring van bewustzijn op quantum-niveau in de hersenen. De Orch-OR-theorie stelt dat bewustzijn ontstaat door kwantumprocessen (zoals quantumverstrengeling of -coherentie) in microtubuli (structuren in neuronen) die op een nog onbekende manier ineenstorten tot bewuste momenten. Met andere woorden, het combineren van Penrose’s zwaartekracht-gebaseerde instorting van de kwantumgolffunctie met door Hameroff veronderstelde vibraties in neuronale microtubuli.
Dit idee is in de midden jaren 1990 gelanceerd en is omstreden (Orchestrated objective reduction). De meesten zien het als speculatief: er is weinig experimenteel bewijs dat zulke quantumtoestanden lang genoeg standhouden in de warme, natte omgeving van de hersenen, of dat microtubuli inderdaad als “qubit-achtige” elementen fungeren. Orch-OR wordt dan ook vaak bekritiseerd op zowel biologische gronden (neurale activiteit kan prima verklaard worden klassiek, en anesthesie-effecten op microtubuli zijn niet aangetoond) als fysische gronden.
Toch heeft de theorie de discussie aangewakkerd over of we traditionele neurobiologie als voldoende achten om bewustzijn te begrijpen, of dat misschien nieuwe natuurkunde nodig is – een gedachte die vooral Penrose uitdroeg omdat hij bewustzijn zag als iets wat niet algoritmisch verklaarbaar is. Vooralsnog blijft Orch-OR een minderheidsstandpunt in de wetenschap, maar het vormt een interessante controverse: de clash tussen puur klassiek-neurale theorieën en exotische quantumverklaringen.
Theorieën over bewustzijn
Samengevat bestaan er uiteenlopende theorieën over bewustzijn. Sommige leggen nadruk op brede integratie en cognitieve toegang (GWT, hogere-orde), andere op lokale geïntegreerde structuren (IIT, recurrente verwerking), weer andere op compleet nieuwe principes. Recent is geprobeerd deze theorieën experimenteel tegen elkaar uit te spelen. Zo financierde de Templeton Foundation een vijfjarig “adversarial collaboration” project dat vooraanstaande theorieën head-to-head test.
In 2023 zijn de eerste resultaten verschenen van een directe vergelijking tussen GNWT (Global Neuronal Workspace) en IIT: hierbij werden experimenten ontworpen om voorspellingen van beide te toetsen. De uitkomst was gemengd – er was géén duidelijke winnaar – beide theorieën kregen deels bevestiging en deels uitdaging (What a Contest of Consciousness Theories Really Proved | Quanta Magazine) .
IIT-voorstanders zagen hun idee bevestigd dat posterior cortex voldoende is voor bewustzijn (prefrontale activatie bleek in sommige taken niet nodig), terwijl GNWT-voorstanders erop wezen dat “ignitie” in frontale gebieden onder bepaalde condities toch optrad en cruciaal was. De projectleiders concludeerden diplomatiek dat beide theorieën deels gelijk en deels ongelijk hebben, en dat de data zowel GNWT als IIT voorspellingen ondersteunen maar ook voor allebei problemen opleveren. Dit initiatief illustreert hoe het veld evolueert: van veel theorieën naar poging tot convergentie via data. Voorlopig is er echter nog geen consensus-theorie; bewustzijn blijft een actief onderzocht fenomeen met meerdere plausibele maar onvolledige verklaringsmodellen.
Neurowetenschappelijke inzichten: bewustzijn en het brein
Uit neurowetenschappelijk onderzoek is gebleken dat bewustzijn geen éénduidige plek in de hersenen heeft, maar voortkomt uit dynamische interacties tussen verschillende structuren en netwerken. Toch hebben studies naar de neurale correlaten van bewustzijn (NCC) – de minimale neurale gebeurtenissen die samengaan met bewuste ervaring – belangrijke aanwijzingen opgeleverd over waar en hoe het brein bewustzijn genereert.
Ten eerste is duidelijk dat een basisniveau van arousal (waakzaamheid) noodzakelijk is. Structuren diep in de hersenstam, met name de formatio reticularis en het ascenderende reticulaire activatiesysteem (ARAS), fungeren als “aan-knop” voor de cortex. Schade aan deze gebieden of aan bepaalde kernen in de thalamus (zoals de intralaminaire nuclei) kan leiden tot coma – een toestand van ogen-dicht niet-reactiviteit waarin geen tekenen van bewust bewustzijn zijn.
Deze gebieden zorgen voor de verticale connectiviteit: zij sturen prikkels naar de cortex om deze te activeren ( Large-scale functional brain networks for consciousness – PMC ). Klinisch onderscheidt men inderdaad wakefulness van awareness. Patiënten in een niet-responsief waaksyndroom (voorheen vegetatieve toestand genoemd) kunnen ogen openen en slaap-waak cycli hebben (dus wakker lijken), maar tonen geen tekenen van bewuste gewaarwording of reactie . Ze missen bewustzijnsinhoud . Omgekeerd zijn er situaties (zoals slaapwandelen of bepaalde neurologische stoornissen) waarin iemand wel complexe handelingen uitvoert maar achteraf geen bewuste herinnering of ervaring rapporteert. Dit illustreert dat wakker zijn op zich niet genoeg is; er moet ook inhoud zijn die doordringt tot ervaring.
Die bewustzijnsinhoud wordt geassocieerd met gecoördineerde activiteit in de hersenenschors (cortex). Belangrijk hierbij is de horizontale connectiviteit – de onderlinge communicatie tussen corticale gebieden. Bevindingen wijzen erop dat bewuste perceptie samenvalt met breed verspreide, gesynchroniseerde activiteit tussen meerdere hersen gebieden. Vaak in de hogere-orde associatiecortex (frontaal, pariëtaal, temporaal) en sensorische gebieden.
Zo toont neuroimaging dat wanneer proefpersonen een stimulus bewust waarnemen (in tegenstelling tot exact dezelfde stimulus die onbewust bleef door bijv. masking), er na ~300 milliseconden een plotse toename is van activiteit in fronto-pariëtale netwerken, samen met een zogenaamde P3-golf in het EEG – een laat positief event-related potential signaal. Dit wordt gezien als neurale handtekening van het globaal delen van de info (consistent met de Global Workspace “ignition”).
Er is echter debat over welke cortexgebieden essentieel zijn. Traditioneel werd veel nadruk gelegd op de frontale cortex als zetel van hogere cognitie en bewust inzicht. De Global Neuronal Workspace hypothese voorspelt dat bewuste verwerking vooral optreedt als frontale en pariëtale gebieden betrokken raken om informatie te integreren. Deze evidentie komt uit bijvoorbeeld fMRI-studies waar frontale activering samenhangt met bewuste rapportage, of patiënten met frontale laesies die moeite hebben met bepaalde bewuste taken.
Maar meer recent wijzen Tononi, Koch en collega’s op een mogelijke “posterior hot zone” – een gebied in de posterieure cortex (pariëtaal-occipitaal-temporaal junction) dat wellicht direct de inhoud van bewuste ervaring draagt, vooral voor zintuiglijke kwaliteiten. Zo kan elektrische stimulatie van specifieke plekken in de posterieure cortex bij geopereerde patiënten een reeks rijke bewuste sensaties oproepen (beelden, geluiden, etc.), terwijl stimulatie van de frontale cortex zelden tot duidelijke bewuste ervaringen leidt. In tegendeel, ze bieden vaak alleen abstracte of geen gewaarwording.
Bovendien blijven sommige patiënten met zware frontale schade toch bij bewustzijn (zij het met cognitieve beperkingen), terwijl uitgebreide schade aan de achterste cortex (bijv. zware diffuse axonale schade) vaak bewustzijnsverlies geeft. Dit heeft geleid tot twee kampen: “voor-brein” versus “achter-brein” theorieën.
Front-brein theorieën (zoals GNWT, hogere-orde) stellen dat denken, taal en werkgeheugen integratie cruciaal zijn – “Cogito, ergo sum”(ik denk dus ik besta) – en koppelen bewustzijn aan cognitieve functies in frontale netwerken.
Achter-brein theorieën (zoals IIT, recurrente lokale theorieën) stellen dat bewuste ervaring vooral een gevoelsmatig/sensorisch fenomeen is – “Ik voel, dus ik besta” – en dat de achterste cortex (sensorische integratiegebieden) de kern is.
De waarheid zou kunnen liggen in een combinatie van de twee visies. Waarschijnlijk zijn verschillende netwerken verantwoordelijk voor verschillende aspecten van bewustzijn (sensorische kwaliteit vs. reflectie daarover). Recent onderzoek suggereert dat zelfs als frontale gebieden primair nodig zijn voor rapportage of gebruik van de bewuste info, de inhoud van de ervaring in elk geval sterke bijdragen uit de posterieure cortex vergt.
Belangrijke hersengebieden voor bewustzijn zijn onder meer de thalamus (een centraal doorgeefluik dat ook betrokken lijkt bij synchronisatie tussen cortexgebieden), specifiek de matrixcellen en intralaminaire nuclei die diffuus de cortex moduleren. De claustrum, een dunne laag neuronen onder de insula, heeft aandacht getrokken na een hypothese van Crick en Koch dat dit wel eens een “orkestdirigent” van het brein zou kunnen zijn die de verschillende componenten van ervaring bindt tot één geheel ( The claustrum and consciousness: An update – PMC ).
Deze gedachte kwam doordat de claustrum uitgebreide wederkerige verbindingen heeft met vrijwel de hele cortex. Eén enkel geval waarin elektrische stimulatie van de claustrum bij een epilepsiepatiënt leidde tot een momentaan bewustzijnsverlies, deed sommigen vermoeden dat de claustrum een schakelfunctie kon hebben. Hedendaags onderzoek is echter voorzichtig: de claustrum is erg klein en sluimerend actief, en mogelijk meer betrokken bij aandachtsprocessen dan direct de volledige inhoud van bewustzijn.
Meettechnieken
Neuroimaging-technieken (fMRI, PET) en elektrofysiologie (EEG, MEG) hebben de afgelopen decennia zeer veel data opgeleverd over bewustzijn. Onderzoekers gebruiken slimme experimentele ontwerpen zoals binoculaire rivaliteit (waar verschillende beelden aan elk oog gegeven worden en percept wisselt) of maskeringsparadigma’s (waar een beeld soms bewust, soms onbewust verwerkt wordt) om verschillen in hersenactiviteit te isoleren die specifiek met bewuste perceptie samenhangen.
Hieruit blijkt steevast dat bewuste perceptie samenhangt met sterkere, meer wijdverspreide en geïntegreerde neurale activiteit dan onbewuste verwerking. Met name oscillaties in bepaalde frequentiebanden lijken belangrijke markers: gamma-band synchronisatie (ongeveer 30–70 Hz) tussen verschillende hersen regio’s is herhaaldelijk gelinkt aan bewuste waarneming (Crick en Koch suggereerden al in de jaren ‘90 dat 40Hz-synchronisatie een NCC kan zijn). Daarnaast is de eerder genoemde P300/P3 ERP-component een signaal dat vaak alleen optreedt als de stimulus bewust is gedetecteerd (bijv. iemands eigen naam roept een P3 op als die persoon bij bewustzijn is).
Cruciaal is ook functionele connectiviteit: netwerken zoals het Dorsal Attention Network en Frontoparietal Executive Network zijn actief bij externe gerichte bewuste taken, terwijl het Default Mode Network (DMN), een verzameling gebieden waaronder mediale prefrontale cortex en posterieure cingulate, actief is bij interne gedachten en zelfreflectie (dagdromen, herinneringen ophalen).
Interessant genoeg kan men spreken van externe vs interne bewustzijnstoestanden: wanneer we naar buiten gerichte aandacht en waarneming hebben, zijn sensorische en attentienetwerken actief; wanneer we naar binnen gericht zijn (bijvoorbeeld filosoferen of onszelf evalueren), neemt DMN activiteit toe en dat correspondeert met zelfbewuste gedachten ( Large-scale functional brain networks for consciousness – PMC ).
Wat bij verlies van bewustzijn?
Tot slot heeft neurowetenschap ook onderzocht wat er gebeurt bij verlies van bewustzijn, zoals onder narcose of in een diepe slaap. Bij algemene anesthesie zie je dat de normale connectiviteit tussen hersengebieden verstoord raakt: activiteit wordt meer lokaal en er ontstaan langzaam oscillerende patronen (delta golven) waarbij neuronen massaal in fase aan/uit gaan. De communicatie tussen cortexgebieden vermindert drastisch, alsof de globale workspace “uitgeschakeld” raakt.
Dit levert ondersteuning voor het idee dat integratie nodig is voor bewustzijn (conform zowel GWT als IIT). Bijzonder innovatief was een experiment waarbij met TMS (transcraniële magnetische stimulatie) de cortex kort wordt gepulseerd en vervolgens de EEG-respons werd gemeten. In wakkere mensen leidt zo’n puls tot een ingewikkeld patroon dat zich over de cortex verspreidt; in mensen in diepe slaap of onder narcose blijft de respons lokaal en eenvoudig.
Op basis hiervan definieerden onderzoekers een Perturbatiecomplexiteitsindex (PCI) – hoe complex is de uitgelokte hersendynamiek – die heel goed correleert met bewuste staat (A theoretically based index of consciousness independent of sensory processing and behavior – PubMed). Wakkere proefpersonen hebben een hoge PCI (~0.5), tijdens diepe anesthesie zakt deze naar ~0.2; minimaal bewuste patiënten zitten er tussenin. Dit is een mooi voorbeeld hoe neurowetenschappelijke inzichten (integratie + differentiatie als signaal van bewustzijn) vertaald zijn naar een meetbare maat.
Al deze bevindingen schetsen een beeld waarin bewustzijn ontstaat uit grootschalige samenwerking in de hersenen. Er is geen enkel “bewustzijnscentrum” dat op zichzelf al het werk doet; in plaats daarvan is het een emergent fenomeen van voldoende complexe en geïntegreerde hersenactiviteit.
Wanneer de juiste hersennetwerken actief en verbonden zijn, treedt de ervaring op. Als die netwerken uiteenvallen (slaap, coma) of nooit betrokken raken (onbewuste prikkelverwerking), is er geen ervaring. Neurowetenschap blijft verfijnen welke netwerken kritiek zijn en hoe zij met elkaar interacteren om ons de rijke stroom van bewustzijn te geven.
Methoden om bewustzijn te meten en te onderzoeken
Het onderzoeken van bewustzijn is uitdagend, juist omdat het subjectief is. Toch zijn er de afgelopen jaren verscheidene methoden en meetinstrumenten ontwikkeld om bewustzijnstoestanden indirect in kaart te brengen – zowel in experimentele settings bij gezonde mensen als in klinische context (coma-patiënten, anesthesie, etc.). Hieronder een overzicht van belangrijke benaderingen:
Gedragsmatige schalen bij verminderd bewustzijn:
In de geneeskunde gebruikt men observatieschalen zoals de Glasgow Coma Scale (GCS) om het bewustzijnsniveau van patiënten te kwantificeren na hersenletsel. De GCS scoort iemands oogopenen, verbale reactie en motorische reactie op opdrachten/pijnprikkels. Een hoge score (max 15) betekent helder bewust en georiënteerd, terwijl een lage score (min 3) een diep coma aangeeft (Glasgow Coma Scale (GCS): What It Is, Interpretation & Chart).
Dit is een vrij grove maat, maar zeer nuttig als standaard. Daarnaast is er de meer gedetailleerde Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R) die verschillende modaliteiten test (auditief, visueel, motorisch, communicatief) om onderscheid te maken tussen vegetatieve toestand, minimaal bewustzijn, etc. Deze schalen zijn gebaseerd op observeerbaar responsief gedrag. Volgt de patiënt opdrachten, maakt hij doelgerichte bewegingen, reageert hij op zijn naam, enzovoort. Ze geven een klinische inschatting van de aan- of afwezigheid van bewustzijnsinhoud.
Electro-encefalografie (EEG) en hersengolven:
EEG meet de elektrische activiteit van de hersenen via elektroden op de schedel en is zeer bruikbaar om verschillende bewustzijnstoestanden te onderscheiden. Zo kenmerkt waakbewustzijn zich door overwegend snelle, lage amplitude golven (beta, gamma) die duiden op gedesynchroniseerde activiteit, terwijl diepe slaap of diepe anesthesie gepaard gaat met trage, hoge amplitude delta-golven (neuronen vuren synchroon en intermittend).
Tijdens dromen (REM-slaap) ziet het EEG er juist weer “wakker” uit met veel snelle activiteit. EEG wordt ook gebruikt bij operatiepatiënten: de Bispectrale Index (BIS) is een verwerkte EEG-maat die een getal 0–100 geeft voor sedatieniveau, en klinisch hanteert men vaak BIS ~40–60 als doel voor chirurgische anesthesie (wat correspondeert met bewusteloosheid) (BIS™ Monitoring System – Medtronic).
Verder geven event-related potentials (ERP’s) inzicht: bijvoorbeeld de P300 component (een piek ~300 ms na een betekenisvolle stimulus) verschijnt vaak alleen als de patiënt bewust oplet. Bij diagnostiek van comapatiënten past men soms een auditieve oddball ERP toe: men dient tonenreeksen toe met af en toe een afwijkende toon of de eigen naam, en kijkt of er een P300 optreedt – dit zou wijzen op enige bewuste detectie ondanks de gedragsmatige inertie.
Functionele MRI en PET imaging:
Neuro-imaging heeft spectaculaire voorbeelden opgeleverd van het detecteren van covert awareness – verborgen bewustzijn – bij patiënten die naar buiten toe niet reageren. In een beroemd experiment (Adrian Owen et al., 2006) werd een schijnbaar vegetatieve patiënt in de MRI-scanner gevraagd zich in gedachten voor te stellen dat ze tennis aan het spelen was, of zich voor te stellen dat ze door haar huis liep. Tot verbijstering van de onderzoekers lichten de hersengebieden van de patiënt op precies zoals bij gezonde vrijwilligers die die opdrachten uitvoeren (Detecting awareness in the vegetative state – PubMed).
Dit betekende dat de patiënt de instructies begreep en bewust volgde, hoewel haar lichaam niet reageerde. Zulke fMRI-communicatieparadigma’s hebben aangetoond dat ongeveer 15–20% van de patiënten die klinisch als “vegetatief” beschouwd worden, in feite minimaal bewust zijn en via hersenscanner “ja/nee” kunnen antwoorden door aan verschillende dingen te denken.
PET-scans (metabolische imaging) kunnen eveneens inzicht bieden. Vegetatieve patiënten vertonen vaak sterk gereduceerd wereldwijd hersenmetabolisme (bijv. 50% van normaal), terwijl minimaal bewuste patiënten een wat hoger en meer regionaal patroon laten zien. Imaging heeft zo diagnostische waarde gekregen, en ethische implicaties – het kan opsporen of iemand “erin zit” ondanks verlamming of gebrek aan responsiviteit (zoals bij locked-in syndrome of cognitief-motorisch dissociatiesyndroom).
Stimulatie en complexiteitsmetingen:
Zoals genoemd kan men met TMS en EEG samen de Perturbational Complexity Index (PCI) bepalen (A theoretically based index of consciousness independent of sensory processing and behavior – PubMed). Hierbij geeft men een kort magnetisch pulsje op de cortex en kijkt hoe complex de uitgelokte EEG-respons is.
Deze methode heeft onderzoeksgewijs onderscheid laten zien tussen verschillende bewustzijnsniveaus onafhankelijk van gedrag. Bij wakkere en dromende toestanden is de PCI hoog (veel informatie-uitwisseling), bij onbewuste toestanden (NREM-slaap, diepe narcose, VS) is hij laag. Dit biedt een potentieel objectieve maat voor bewustzijn aan het bed, waar klinisch veel behoefte aan is.
Paradigma’s voor bewuste vs onbewuste verwerking
In experimenteel onderzoek met gezonde proefpersonen hanteert men ook slimme psychologische testen om onbewuste verwerking te demonstreren en daarmee impliciet bewustzijn te meten. Bijvoorbeeld blindsight-patiënten (met beschadiging in de primaire visuele cortex) zeggen blind te zijn in een gedeelte van hun gezichtsveld, maar kunnen beter dan statistisch aanneembaar raden wat er getoond wordt – dit impliceert onbewuste visuele verwerking zonder bewuste ervaring.
Contrastieve methoden, waarbij een stimulus soms wel soms niet bewust wordt, in combinatie met neural recording, helpen de NCC te isoleren zoals eerder besproken. Deze methoden zijn geen directe “meter” van bewustzijn, maar leveren data om theorieën aan te toetsen.
Het combineren van bovengenoemde methoden geeft een steeds completer beeld. Men kan bijvoorbeeld bij een comapatiënt zowel een gedragsmeting (CRS-R score), een EEG-index (zoals ERP’s of PCI) als imaging uitkomst samen nemen om een diagnose en prognose te stellen. Ook voor fundamenteel onderzoek is multimodale monitoring waardevol: EEG geeft snelle tijdsdynamiek, fMRI de ruimtelijke details, TMS de causaliteit door te prikkelen. Zodoende schuift het onderzoek naar bewustzijn op van louter filosofische beschouwingen naar kwantificeerbare neurobiologische parameters.
Types van bewustzijn: fenomenaal, toegang, en zelfbewustzijn
In de wetenschappelijke literatuur onderscheidt men, zoals eerder aangegeven, verschillende “soorten” of aspecten van bewustzijn. Dit helpt om specifieke vragen preciezer te beantwoorden (bijv. kan een dier fenomenaal bewust zijn zonder zelfbewust te zijn?). We bespreken de belangrijkste categorieën:
Fenomenaal bewustzijn (P-bewustzijn)
Dit verwijst naar de ruwe ervaring zelf, vaak aangeduid met het begrip qualia. Het is hetgeen dat subjectief voelt op een bepaalde manier. Voorbeelden. Je ziet het rood van een zonsondergang, de pijnsensatie van je teen te stoten, of de zoete smaak van chocolade. Fenomenaal bewustzijn is de “wat-is-het-om” component – what it is like om die ervaring te hebben ( Phenomenal consciousness and cognitive access – PMC ).
Dit type bewustzijn is moeilijk objectief te beschrijven omdat het volledig intern en eerste-persoon is. David Chalmers’ “hard problem of consciousness” gaat in wezen hierover: hoe verklaar je dat fysieke processen zulke kwalitatieve gevoelens opleveren (meer hierover bij controverses). Vrijwel iedereen ervaart fenomenaal bewustzijn direct; het is het meest basale concept van bewustzijn.
Toegangsbewustzijn (A-bewustzijn)
Dit is geïntroduceerd door Ned Block als complement van P-bewustzijn . Toegangsbewustzijn betekent dat informatie toegankelijk is voor hogere cognitieve processen. Je kunt erover nadenken, je kan erop reageren, je kan erover praten. Het impliceert dat de informatie in het werkgeheugen zit en gebruikt kan worden om gedrag aan te sturen of om een beslissing te nemen.
Bijvoorbeeld: je ziet een rood verkeerslicht (fenomenaal rood), en beseft dat dit betekent dat je moet stoppen. Dat besef en het kunnen rapporteren “het licht is rood” vergt toegangsbewustzijn. Volgens sommigen (zoals Stanislas Dehaene) valt bewustzijn samen met dit cognitieve toegankelijkheidsaspect. Datgene wat we fenomenaal ervaren is precies datgene wat breinbreed beschikbaar is.
Anderen (zoals Block) maken een onderscheid en stellen dat je wel een rijke fenomenale ervaring kunt hebben die niet allemaal tegelijk in je toegangsbewustzijn komt (bijv. je perifere gezichtsveld bevat fenomeen, maar je aandacht bepaalt wat je werkelijk verwerkt en kunt rapporteren).
Dit debat is bekend als de overflow discussie: is er meer fenomenaal ervaren dan we kunnen rapporteren, of niet? Hoe het ook zij, toegangsbewustzijn is belangrijk in de wetenschap omdat het meetbaarder is (via rapportage en gedragsindicatoren). Veel neurologische theorieën, zoals de Global Workspace, richten zich in feite op toegangsbewustzijn – de globale beschikbaarheid van info.
Zelfbewustzijn
Dit is het bewustzijn van je eigen persoon. Het houdt in dat je niet alleen ervaringen hebt, maar ook beseft dát jij het bent die die ervaringen heeft, en dat je een continu wezen bent gescheiden van anderen.
Zelfbewustzijn uit zich op verschillende manieren. Een klassiek voorbeeld is de spiegeltest. Als je een dier of jong kind een stip op het gezicht geeft en voor de spiegel zet, zal een zelfbewust individu begrijpen dat het spiegelbeeld zichzelf voorstelt en bijvoorbeeld aan zijn eigen gezicht voelen om de stip te onderzoeken. Mensen doorlopen dit rond 18-24 maanden. Enkele diersoorten zoals chimpansees, dolfijnen, olifanten en kraaien lijken de test te halen, terwijl bijvoorbeeld honden en katten meestal niet slagen (How scientists are studying consciousness — with mirrors, electrodes, and anesthesia).
Zelfbewustzijn omvat ook besef van je eigen gedachten (metacognitie) en autobiografisch geheugen (het verhaal van jezelf). Neurologisch wordt zelfbewustzijn geassocieerd met integratie tussen diverse hogere-orde netwerken, waaronder de Default Mode Network (belangrijk bij zelfgerichte mijmering) ( Large-scale functional brain networks for consciousness – PMC ).
Zoek even op YouTube, je vindt er tal van filmpjes, bijvoorbeeld hoe een puppy die zijn spiegelbeeld likt. Dit is een illustratie van de spiegeltest voor zelfherkenning. De meeste honden herkennen zichzelf niet in de spiegel en denken dat het een ander dier is – dit duidt op gebrek aan zelfbewustzijn. Mensen en enkele slimme diersoorten slagen wel voor deze test, wat aangeeft dat ze een mentaal concept van “ik” hebben.
Men kan ook spreken over perceptueel bewustzijn (bewustzijn van zintuiglijke waarnemingen) versus conceptueel of reflectief bewustzijn (bewust nadenken over eigen mentale toestanden). In het dagelijkse taalgebruik bedoelen we met ‘bewustzijn’ vaak een mix van fenomenaal en toegangsbewustzijn. Zelfbewustzijn wordt gezien als een hoger niveau dat mogelijk niet bij alle bewuste wezens aanwezig is (bv. een vis heeft wellicht perceptueel bewustzijn maar geen idee van een “zelf”).
Dergelijke onderverdelingen helpen in discussies over dierenbewustzijn en AI-bewustzijn: een AI kan bijvoorbeeld toegangsbewustzijn simuleren (informatie integreren en rapporteren) zonder enige fenomenale beleving te hebben, of een dier kan fenomenaal voelen zonder concepten te hebben om erover na te denken.
Bewustzijn en kunstmatige intelligentie
Naarmate AI-systemen steeds geavanceerder worden, rijst de vraag: Kan een machine bewustzijn hebben? En omgekeerd, kan inzicht in menselijk bewustzijn helpen om bewustere of slimmere AI te bouwen? Dit is zowel een filosofische als wetenschappelijke kwestie. Tot nu toe hebben we geen bewijs dat huidige AI (zoals machine learning-modellen of robots) fenomenaal bewust is – er is geen indicatie dat er subjectieve ervaring “van binnen” is bij een computerprogramma. Toch zijn er raakvlakken tussen bewustzijnsonderzoek en AI:
1. Cognitieve architecturen en bewustzijn
Sommige AI-onderzoekers hebben zich laten inspireren door bewustzijnstheorieën bij het ontwerpen van AI die flexibeler of generaler is. Een voorbeeld is het implementeren van een Global Workspace-architectuur in software. Er bestaan cognitieve architecturen (bijv. Global Workspace Architecture, LIDA-framework van Stan Franklin) waarin verschillende modules parallel werken en informatie naar een gedeelde geheugenruimte sturen, analoog aan het eerder genoemde theatermodel.
Het idee hierachter is dat dit “broadcast”-mechanisme de AI kan helpen informatie uit verschillende bronnen samen te laten komen voor besluitvorming. Een beetje vergelijkbaar met hoe de menselijke bewuste aandacht werkt. Ook concepten als werkgeheugen, aandachtsmodellen (Graziano’s attentieschema) en metacognitie worden in AI-systemen geëxploreerd om bijvoorbeeld zelf-monitoring te bereiken (een AI die zijn eigen onzekerheid inschat is een rudimentaire vorm van zelfreflectie).
Deze ontwikkelingen vallen onder machine consciousness of cognitive computing. Hoewel dit niet betekent dat de machine echt bewust is zoals wij, bootst het bepaalde functionele aspecten na die met bewust zijn geassocieerd worden.
2. Integrated Information en AI
Integrated Information Theory impliceert dat een standaard digitale computer, die meestal zeer modulair en feedforward opereert, een Φ van praktisch nul heeft en dus per definitie niet bewust is. Een interessante consequentie is dat het functioneren van een AI (hoe intelligent ook) losstaat van bewustzijn: je zou een uiterst slimme AI kunnen hebben die toch helemaal geen geïntegreerd bewustzijn heeft (een zogenoemde P-zombie in filosofische termen).
IIT zou voorspellen dat als we ooit bewuste AI willen, we architecturen moeten bouwen met veel recurrency en interconnectiviteit die niet makkelijk in losse modules op te splitsen zijn. Enkele onderzoekers hebben zelfs geprobeerd Φ te berekenen voor kleine neurale netwerken Eenvoudige feedforward neurale netwerken hebben Φ = 0, terwijl toevoeging van terugkoppellussen een >0 waarde geeft (The unfolding argument: why Integrated Information Theory is not scientific – SelfAwarePatterns).
Echter, zelfs een hoge Φ in een AI zou niet automatisch bewijzen dat er subjectieve ervaring is; het blijft een theorie. Deze discussie raakt aan de kern van computationalism vs. new physics: Penrose bv. gelooft dat geen algoritmisch systeem bewust kan zijn – er zou iets niet-algoritmisch (quantum) nodig zijn, terwijl anderen vermoeden dat complexe informatieverwerking op zichzelf voldoende is.
3. Huidige AI en schijn van bewustzijn
Recente Large Language Models (zoals GPT-4) vertonen zeer mensachtig taalgedrag en kunnen zelfs reflecteren op eigen antwoorden, hun fouten corrigeren, en “zeggen” dat ze iets voelen of willen (als prompt). Dit roept bij ons leken de indruk op van bewustzijn, maar de wetenschappelijke consensus is dat dit geen werkelijk bewustzijn is.
Het model manipuleert symbolen en probabiliteiten zonder besef – het heeft geen innerlijke beleving. Toch is het uitdagend: hoe weten we dat zeker? Hier komt het other minds-probleem om de hoek (we kunnen ook niet direct in elkaars hoofd kijken). AI-filosofen hebben voorstellen gedaan voor “consciousness tests” voor AI, bijvoorbeeld kijken naar de mate van overte metacognitie of een consistent zelfmodel in het systeem. Voorlopig blijft dit hypothetisch.
4. Waarom bewustzijn in AI relevant is
Als een AI ooit bewustzijn zou hebben, werpt dat enorme ethische vragen op (rechten van bewuste machines, etc.). Vanuit de wetenschap gezien kan een poging om een bewuste AI te bouwen, helpen hypothesen te testen. Als we een model met global workspace constructies bouwen en het gedraagt zich meer mensachtig, is dat steun voor de theorie.
Andersom, het begrijpen van menselijke cognitie en bewustzijn helpt ook AI ontwerpen; bijvoorbeeld aandacht mechanismen uit de neurologie zijn al vertaald naar “attention” modules in deep learning die de performantie verbeteren. Bepaalde recurrent neural networks en cognitive architectures proberen executieve functies na te bootsen, die we associëren met bewuste gedachten (zoals planmatig denken, redeneren). Het onderzoek naar bewustzijn in AI bevindt zich nog in een verkennend stadium – men spreekt wel van de vraag of een thermostaat een mini-bewustzijn heeft (volgens panpsychisten misschien wel een miniscuul), of dat zelfs een autonoom rijdende auto een vorm van bewustzijnsgradatie heeft (waarschijnlijk nee, hooguit een modellering van omgeving).
Samengevat zien de meeste wetenschappers bewustzijn als niet strikt noodzakelijk voor intelligente functionaliteit: een AI kan intelligent handelen zonder fenomenaal bewustzijn. Toch blijft de mogelijkheid intrigerend dat hoge complexiteit en integratie zoals in toekomstige AI misschien spontaan iets van bewustzijn laat ontstaan. Bewustzijnsonderzoek geeft in elk geval richting aan welke kenmerken (integratie, zelfmodellering, globale beschikbaarheid) essentieel zouden kunnen zijn mocht men ooit machinebewustzijn willen benaderen. Voor nu blijft echte subjectieve ervaring iets unieks aan biologische wezens voor zover we kunnen aantonen.
Lopende debatten en controverses
Het veld van bewustzijnsonderzoek kent intense debatten, deels omdat bewustzijn zowel een wetenschappelijk als filosofisch vraagstuk is. Enkele belangrijke open vragen en controverses zijn:
Het ‘harde probleem’ van bewustzijn
Geformuleerd door David Chalmers in 1995, wijst dit op het diepe mysterie waarom en hoe fysieke processen in de hersenen gepaard gaan met subjectieve ervaring. Alle “makkelijke problemen” van bewustzijn (zoals hoe we informatie onderscheiden, op prikkels reageren, hersenactiviteiten correleren met functies) gaan over functies die we mechanistisch kunnen uitleggen. Het harde probleem vraagt echter: waarom is al dat verwerken níet gewoon donker en leeg van binnen? Waarom is er iets dat het voelt als iets te zijn? (Hard Problem of Consciousness | Internet Encyclopedia of Philosophy).
Bijvoorbeeld, een robot zou in principe pijn kunnen detecteren en vermijden (functioneel), maar waarom voelt pijn bij ons nog eens intrinsiek naar? Dit probleem is voorlopig onopgelost en sommigen denken dat er een fundamenteel nieuw inzicht of natuurkundig principe voor nodig is.
Anderen (zoals Dennett) beweren dat het harde probleem eigenlijk een illusie is – wat we “qualia” noemen is slechts de gevolg van complexe informatieverwerking, en er is geen aparte magische saus nodig. Dit voert tot het kamp van illusionisten die zeggen dat onze ervaring van fenomenale qualia een door de hersenen gecreëerde constructie is die niet apart hoeft verklaard te worden (een controversieel standpunt, want voor de meeste mensen zijn qualia nou juist evident reëel). Dit debat, of de werkelijkheid echt bestaat of enken een product is van ons denken, is een langlopend en verre van beslecht meningsverschil Bestaat de wereld echt, of enkel in ons hoofd? (misschien een topic voor een toekomstige post)
Dualisme vs fysikalisme
Historisch is bewustzijn het slagveld van dualisten (die stellen dat bewustzijnsverschijnselen niet volledig herleidbaar zijn tot materie en wellicht een aparte substantie of ontologische categorie vormen) versus materialisten (die vinden dat alles, inclusief bewustzijn, uit fysieke processen bestaat).
In de wetenschap vandaag de dag zijn vrijwel alle onderzoekers fysikalist in de zin dat ze aannemen dat bewustzijn ergens uit neurale activiteit voortkomt. Echter, de meningen verschillen of huidige natuurkunde toereikend is. Penrose’ Orch-OR is een voorbeeld waar men speculeert dat nieuwe natuurkunde (quantum zwaartekracht fenomenen) betrokken zijn.
Panpsychisme is een moderne variant van dualistisch-getint denken die stelt dat bewustzijn een inherent aspect van materie is (dus elementaire deeltjes hebben primitieve vorm van proto-bewustzijn die samenkomt in ons complex brein). Dit is geen mainstream wetenschappelijke positie, maar wordt door enkelen filosofisch verdedigd als oplossing voor het harde probleem (het elimineert de kloof door bewustzijn fundamenteel te verklaren).
Tussenposities zoals property dualism (bewustzijn is een emergente eigenschap die niet reduceerbaar is) versus reductionisme (we kunnen bewustzijn volledig reduceren tot neuronale vuren en synapsen) blijven discussiepunten. Deze discussie raakt aan of bewustzijn causaal actief is of een epifenomeen (zie hierna).
Heeft bewustzijn een functie?
Evolutionair gezien is het de vraag waarom bewustzijn zou zijn ontstaan. Heeft het een adaptieve waarde, of is het een bijproduct? Veel wetenschappers nemen aan dat bewustzijn nuttig is – bijvoorbeeld om integratie van informatie mogelijk te maken, flexibiliteit in gedrag te verhogen, leren te verbeteren, sociale interactie (theory of mind) aan te sturen, enzovoort.
De Global Workspace Theory bijvoorbeeld ziet bewustzijn als functioneel omdat globale beschikbaarheid van informatie complexe besluitvorming en planning mogelijk maakt. Echter, stel dat een groot deel van onze informatieverwerking onbewust al prima verloopt (zoals routinehandelingen), waarom hebben we dan toch die film van bewustzijn erbij?
Sommige filosofen (epifenomenalisten) denken dat de ervaringskant van bewustzijn geen causale rol speelt – dat we ook zonder echte qualia dezelfde dingen zouden kunnen doen, maar we ervaren het toevallig.
Dit is gerelateerd aan het gedachte-experiment van de filosofische zombie: een wezen dat zich identiek gedraagt als een mens maar geen bewuste ervaring heeft. Is dat logisch denkbaar in onze wereld? Indien ja, dan lijkt bewustzijn causaal overbodig; indien nee, dan moet bewustzijn ergens een effect hebben. Dit blijft een open kwestie. De meeste neurowetenschappers werken impliciet vanuit het idee dat bewustzijn wel degelijk een biologisch nut heeft. Anders was het niet zo wijdverbreid bij hogere dieren, maar de exacte functies zijn onderwerp van onderzoek.
Bewustzijn bij dieren en de grens van bewustzijn
Er is tegenwoordig brede consensus dat veel diersoorten bewustzijn in enige vorm hebben – met name alle zoogdieren en vogels tonen gedragsmatig en neurofysiologisch tekenen van bewuste perceptie en emotie. Zelfs octopussen (met zeer andere hersenen) vertonen complex gedrag dat bewustzijnsachtig lijkt.
In 2012 ondertekenden prominente wetenschappers de Cambridge Declaration on Consciousness die stelde dat het bewijs wijst op bewustzijn bij dieren met een hersenachtige structuur vergelijkbaar met mensen. De discussie gaat nu verder naar “Welke dieren zijn zelfbewust (zoals mensapen vs kleinere apen vs andere zoogdieren)?” en “Hebben eenvoudige dieren zoals insecten een vorm van rudimentair bewustzijn?”.
Sommige recente studies suggereren dat ook bij insecten (bijv. bijen) een staat van subjectieve waarneming niet uit te sluiten is, gezien hun leervermogen en neurale integratie (ze hebben weliswaar maar 1 miljoen neuronen, maar wel enig centralisatie). Het criterium voor bewustzijn is lastig, omdat we geen directe toegang hebben tot hun ervaring; we leiden het af uit gedrag en neuro-anatomie.
Dit loopt ook over in de AI-discussie: hoe herkennen we bewustzijn in een systeem dat heel anders is dan wij? Er is geen algemeen aanvaarde “bewustzijnsmeter” (alhoewel EEG-complexiteit, zie PCI, een kandidaat is). Dus de other minds problematiek blijft lastig – we kunnen eigenlijk alleen zeker ons eigen bewustzijn kennen, al het andere is inferentie.
Rivaliteit tussen theorieën en empirische toetsing
Zoals eerder beschreven zijn er actieve pogingen om te testen welke theorie (GNWT, IIT, HOT, RPT, etc.) de beste papieren heeft. Dit heeft geleid tot soms scherpe uitspraken: in 2022 ontstond er opschudding door een open brief van skeptische onderzoekers die Integrated Information Theory “pseudowetenschap” noemden en bekritiseerden dat deze disproportioneel veel aandacht kreeg.
Voorstanders reageerden dat ambitieuze theorieën nodig zijn en dat dergelijke kritieken de vooruitgang belemmeren ((Dis)confirming theories of consciousness and their predictions) (Ambitious theories of consciousness are not “scientific misinformation”). Het is een teken dat bewustzijnsonderzoek volwassen aan het worden is. Verschillende kampen verdedigen hun modellen op soms felle wijze, maar het veld dwingt nu tot falsifieerbare voorspellingen.
De eerder genoemde adversarial collaboration is hier een voorbeeld van – en hoewel de eerste ronde geen eenduidige winnaar opleverde, was het volgens Christof Koch “een overwinning voor de wetenschap” omdat het discipline in het veld brengt en enorme datasets opleverde die iedereen kan analyseren.
In de komende jaren worden meer van zulke head-to-head experimenten verwacht (er lopen vergelijkingen tussen andere theorieën, bv. hogere-orde vs global workspace, of predictive coding varianten). Mogelijk convergeren theorieën uiteindelijk of worden elementen gecombineerd tot een omvattender theorie.
Ethiek en bewustzijn
Een meer filosofische noot is de kwestie van bewustzijn en ethiek. Als bewustzijn namelijk bepaalt of een wezen kan lijden of welbevinden heeft, dan is het een cruciale eigenschap voor morele overwegingen. Daarom interesseert men zich voor bewustzijn bij dieren (dierenwelzijn) en potentieel in AI (mochten we ooit bewuste AI maken, hebben ze rechten?).
Ook in de medische sfeer: wat zijn de rechten en behandeling van patiënten in langdurige vegetatieve staat die toch tekenen van bewustzijn in de scanner vertonen? Dit zijn geen wetenschappelijke controverses per se, maar het laat zien dat bewustzijnsonderzoek grote implicaties heeft buiten het labo en de aula.
Conclusie
Bewustzijn blijft een van de meest intrigerende fenomenen in de wetenschap. We hebben het kunnen definiëren in functionele termen en geassocieerd met bepaalde hersenprocessen. Maar een volledige verklaring is nog niet gevonden. Diverse theorieën – van globale werkruimtes en geïntegreerde informatie tot hogere-orde gedachten en zelfs quantumprocessen – strijden om de aandacht.
Neurowetenschappelijk onderzoek heeft een belangrijke samenhang onthuld. Zonder brede communicatie in de hersenen is er geen bewustzijn. Methodes als fMRI, EEG en TMS beginnen meetbare handtekeningen van bewustzijn te leveren. We onderscheiden verschillende vormen van bewustzijn, zoals de ruwe ervaring, cognitieve toegang en zelfreflectie, wat helpt om gerichter vragen te stellen over wie of wat bewustzijn heeft.
De link met AI roept nieuwe vragen op, maar benadrukt ook dat bewustzijn misschien niet vanzelf uit intelligentie voortvloeit. Ten slotte woeden er nog fundamentele debatten – vooral het harde probleem dwingt ons nederig te blijven over hoeveel we nog niet begrijpen.
Toekomstig onderzoek zal vermoedelijk theorieën verder empirisch toetsen, nieuwe inzichten bieden in hoe hersennetwerken samenwerken om de “innerlijke wereld” te laten ontstaan, en wellicht licht werpen op de plaats van bewustzijn in de natuur. Hoewel we nog geen definitief antwoord hebben op de vraag wat bewustzijn precies is en hoe het ontstaat, is de wetenschap een eind op weg: van mysterieus gegeven naar een onderwerp van rigoureuze experimentele studie. Zoals een onderzoeker zei: “Consciousness is no longer science fiction – it’s a scientific fact in search of a theory.” De komende jaren beloven een spannend vervolg in onze poging om dit diepe raadsel te ontrafelen.
