Meta-vědomí a úmysl volního činu Olomouc, 2. 10. 2018, Jednota filozofická Ondřej Bečev Národní ústav duševního zdraví, Česká republika Registrační číslo projektu: CZ.1.05/2.1.00/03.0078 Název projektu: Národní ústav duševního zdraví (NUDZ)
Volní čin a prožitek jednání https://www.youtube.com/watch?v=cu2avkka4km
Neurověda motorických intencí a volního jednání ZKOUMÁNÍ SVOBODNÉ VŮLE
Neurověda motorických intencí svobodná vůle - klasicky filozofické téma Od 2. pol. 20. století => vstup neurověd a exp. psychologie Operacionalizace pro experimentální výzkum problematická mnoho podob volního jednání a nejednání. Zúžení na motorické jednání => motorické intence Benjamin Libet (1983) co přichází dříve: uvědomění si záměru jednat, nebo mozková činnost? Libetovo paradigma: EEG, EMG, Wundtovy hodiny Kontroverzní výsledky => "My Brain Made Me Do It" (kategorická chyba) trvalý obrat v oboru - interdisciplinarita Libet, B., Gleason, C. A., Wright, E. W., & Pearl, D. K. (1983). Time of conscious intention to act in relation to onset of cerebral activity (readiness-potential). The unconscious initiation of a freely voluntary act. Brain, 106(3), 623 642.
Readiness Potential The RP is a scalp-recorded slow negative shift in electrical potential generated by the brain and beginning up to a second or more before a self-paced, apparently voluntary motor act Počátek diskuse trvá dodnes Libetovo paradigma metodologicky překonané dodnes však zlatý standard Readiness Potetial Bereitschaftspotential = počátek detekovatelnosti BP II Awareness of the wish to act; Awareness of intention = vstup do vědomí W -600-400 -200 0 400 msec awareness of actual act M EMG pohyb msec 5
Dědictví Libeta Vědomá intence Mozková aktivita Tělesný pohyb Karteziánská perspektiva - dualismus Vědomá intence? Neurověda svobodné vůle po Libetovi Mozková aktivita? Tělesný pohyb Konceptuální Co je to vědomá intence a Awareness of the wish to act? (W) aj..? Dědictví: více otázek, než odpovědí: 3 propojené okruhy otázek Metodologické Je ciferníkový report tím správným způsobem, jak tento prožitek zjišťovat? Experimentální Jak je tento fenomenální prožitek konstituován v mozku? 6
Konceptuální otázky Co je to awareness of intention, vědomá intence? Sense of Agency (SoA) je pocit, že já jsem tím, kdo způsobuje, nebo generuje, danou akci. (Gallagher 2000) subjective awareness that one is initiating, executing, and controlling one's own volitional actions in the world. (Jeannerod, 2003) Např. že jsem to já, kdo způsobuje, že se něco pohybuje, nebo, že jsem to já, kdo způsobuje nějakou myšlenku v mém proudu vědomí (Gallagher 2000) prožitek ovládání jak vlastních akcí, tak skrze ně i událostí ve vnějším světě (Haggard 2009) SoA je v akademické praxi vysoce heterogenní, zastřešující pojem disciplíny. Konkrétní chápání velmi závisí na konkrétním postoji. Awareness of Intention (AoI) Prožitek uvědomění si záměru - vědomé uchopení akce, kterou se agent chystá provést (Lau, 2012). současný výzkum Sense of Agency - jak je prožitek Awareness of Intention konstituován v mozku? intence vs. její prožitek můžeme hovořit o disociaci, nebo jedna věc? 7
Uvědomění jako kvalita nebo kvantita? Zásadní otázka: má AoI fenomenálně povahu binární (kvalitativní) x přichází v úrovních (kvantitativní)? Klasická unitární teorie Teorie introspektivní re-reprezentace Problém: odpověď na tuto otázku závisí podle metody měření vědomé zkušenosti. Žádná správná metoda Interdisciplinární zkoumání Budeme sledovat tyto teorie na 3 osách Metodologické Konceptuální Experimentální
KLASICKÁ UNITÁRNÍ TEORIE
Klasická unitární teorie - akumulační přístup Neurovědy: předpoklad, že fenomenální prožitek AoI souvisí s Readiness Potential v oblasti SMA Suplementary motor area a presma Tj. fenomenální zkušenost (AoI) souvisí s určitou supra-treshold aktivitou v primárním systému formování motorického záměru (SMA, presma). Konceptuální implikace: tvorba intence a její uvědomování jdou ruku v ruce. Metodologie: Libetovský experiment, W-time report odpovídá prožitku AoI, a to odpovídá pozdnímu Readiness Potential (RPII) Tento přístup má problémy na více frontách
Problémy unitární teorie Metodologické problémy - Kritika Libetovského designu Filozofická Dennet registrace kuličky koliduje s pozornostními procesy přípravy pohybu; závislost na retrospektivním reportu (Dennett & Kinsbourne, 1992) a přístupnosti mentálního obsahu pro systémy reportování ( post-ncc ). Psychologická vizuální atributy ciferníku ovlivňují W-time report (Pockett & Miller, 2007), (Danquah et al. 2007) Libetovský design má problémy vysvětlit značnou temporální variabilitu reportovaného okamžiku uvědomění záměru (W-judgment) mezi trialy a participanty oproti a) pohybu b) readiness potentialu Neurovědní přítomnost reportu mění EEG aktivitu (Miller, Shepherdson, Trevena, 2011) Neurovědné slabiny Role parietálního kortexu při tvorbě intence vs. SMA viz dále Konceptuální problémy Objev aware-if-probed stavu uvědomění a narušení dualistické představy. Miller, J., Shepherdson, P., & Trevena, J. (2011). Effects of clock monitoring on electroencephalographic activity: Is unconscious movement initiation an artifact of the clock?. Psychological Science, 22(1), 103-109.
Interpretace problémů unitární teorie představa jednoho okamžiku náhlého uvědomění si intence, asociovaného s W-time, je problematická Integrovat nekonzistentní výsledky přicházející z ruzných paradigmat představuje problém. Výstupy z jednotlivých paradigmat nelze přímo srovnávat. Řešením, jak tyto mnohoznačné výsledky zintegrovat: ve skutečnosti odhalují mnohovrstevnatou povahu prožitku AoI. Libet design testuje arbitrárně nastavenou míru uvědomění si záměru. Ta ale nepostihuje celkovou dynamiku fenomenálního prožívání. Přijetí Libetovského paradigmatu a související operacionalizace je ad-hoc a omezuje náhled na problém ve větší šíři. Je třeba překročit omezení daná unitární teorií
Konceptuální Metodologické Experimentální Hypotéza metakognitivní povahy Awareness of Intention ŘEŠENÍ: JE AWARENESS OF INTENTION META-UVĚDOMĚNÍ?
AoI jako meta-awareness Hypotéza, že awareness of intention má povahu meta-awareness: procesing intence a jejího uvědomění pro report jsou ze své podstaty odlišné, disociované procesy. SoA je komplexním procesem fronto-parietální interakce ve kterém hraje roli tvorba intence a její introspekce (meta-awareness). Meta-awareness (Schooler, 2002) Meta-awareness: ability to take explicit note of the current contents of consciousness. It is about the distinction between having an experience (experiential consciousness) and knowing that you are having an experience (metaawareness) Meta-uvědomění povstává skrze introspekci vědomého (=fenomenálně zakoušeného) mentálního stavu Teoretický rámec hypotézy o meta-awareness v SoA: Block 2010 a Synofzik & Vosgerau 2013 Synofzik, M., Vosgerau, G., & Voss, M. (2013). The experience of agency: an interplay between prediction and postdiction. Frontiers in Psychology, 4(March), 1 8. Block, N. (2010). On a confusion about a function of consciousness. Behavioral and Brain Sciences, 18(02), 227. https://doi.org/10.1017/s0140525x00038188
Meta-awareness (Schooler, 2002) Vědomí klasicky ztotožňováno s reportabilitou (dostupností pro reporty) Klasicky: fundamentální dimenzí charakterizující zakoušenou zkušenost (sentient experience) je distinkce vědomé/nevědomé determinováno verbální reportabilitou. Předpoklad, že lidé jsou si explicitně vědomi (aware) svých vědomých zkušeností, je kritický jak pro centralitu distinkce vědomý/nevědomý, tak její ztotožnitelnost s reportabilitu. To je ovšem zavádějící předpoklad Operacionalizace postavené na tomto předpokladu jsou pochybné. Disociace subjektivní zkušenosti od uvědomění si zkušenosti Tento předpoklad je konfrontován, jestliže je subjektivní zkušenost disociována od explicitního uvědomění této zkušenosti. Taková disociace potom demonstruje důležitost rozlišování mezi vědomím a metavědomím (explictiním uvědoměním si obsahu vědomí). To ilustruje potenciální nebezpečí používání self-reportů jako příznaku vědomí Výzkum Sense of Agency je tohoto potential danger plný.
Dva řády vědomí First-order consciousness of intention Neintencionální, nevědomý fenomenální stav - Nevědomé intence Odpovídá phenomenal consciousness (Block, 2010) a Feeling of Agency (Synofzik, Vosgerau, & Voss, 2013) prediktivní, prekonceptuální fenomenální prožitek autorství akce, prediktivní sensomotorické procesy. Metodologicky: Experimentálně (patrně) nelze měřit přímo. No-report paradigmata? Lze ale měřit nepřímo: aware-if probed (Matsuhashi&Hallet, 2008) - tj. dostupnost pro report, ale ještě neproběhla spontánní introspekce. Second-order consciousness of intention Vzniká reflexivním, introspektivním uchopením intence prvního řádu. Souvisí se spontánní introspekcí, je výsledkem metauvědomění (meta-awareness) Odpovídá Access Consciousness (Block, 2010) a Judgment of Agency (Synofzik et al., 2013) Metodologicky: Odpovídá reportům v libetovských experimentech. Experimentální evidence..? =>
EXPERIMENTÁLNÍ OPORA META-AWARE POVAHY W-REPORTŮ V LIBET-PARADIGMATU
Matsuhashi paradigma Volní akce Stop tóny a) přijde, když subjekt nechystá pohyb (ignore) b) přijde, když plánuje pohyb (successfull veto) c) přijde příliš pozdě (fail-to-veto) Libet: W-time čas spontánního subjektivního prožitku záměru Matsuhashi: T-time - na základě stop-signálem vetovaných trialů určíme pro každý subjekt. Čas uvědomění si záměru metodou stop-signálu. - 400 ms vs. 1700 ms Fig. 1: W-time - retrospektivní report (judgment of agency) W-time představuje zprůměrované W reporty od daného subjektu Fig. 3: T-time dle metody (Matsuhashi & Hallett, 2008). Histogramy reprezentují distrubuci tónů, po kterých následoval pohyb, relativně vůči počátku tohoto pohybu.
Psychologické opory Dualita vědomé-nevědomé je artefakt metody měření Matsuhashi experiment naznačuje, že dualistický koncept vědomé / nevědomé je spíše výsledkem artefaktu spojeným s metodou reportování. Rozlišovat (nejméně) tři úrovně vědomí (levels of awareness) no awareness, phenomenal awareness (vědomé prožívání, není spontánní dostupnost pro reporty, ale nevím, že to prožívám), meta-awareness (kompletní uvědomění vědomého prožívání, jeho meta-nahlédnutí) Oproštení se od konceptualizace vědomí jako (retrospektivní) verbální reportovatelnosti ad hoc pojetí. Fig. 1: explicitní W-report jako případ spontánní introspekce Meta-awareness Phenomenal awareness No awareness Fig. 2.: The difference between the conventional result and our result suggests that the perception of intention rises through multiple levels of awareness, starting just after the brain initiates movement. (Matsuhashi & Hallett, 2008).
IPL jako neurální substrát metaawareness Experimentální studie First-order consciousness of the intention to move is associated with an activation of the (pre-)sma and the posterior parietal cortex whereas introspection of intention times with the Libet clock activates additional brain areas: the bilateral angular gyri (Guggisberg et al., 2011) gamma oscilace. Lézové studie patients with lesions in the angular gyri are incapable of introspecting the time of their decisions, but they keep their ability to make first-order conscious decisions (Sirigu et al., 2004), thus suggesting that the angular gyri mediate the introspection of decisions, but not the decisions themselves Jejich W-time reporty posunuté na M-time. ALE: resekční studie (Lafargue&Duffau, 2008) - nepotvrdili Stimulační studie Electrical stimulation of the angular gyri induces the impression of having the (unspecific) desire to move (Desmurget et al., 2009). Stimulace SMA urge to move. Kvalitativně odlišné pres MA SMA
Neurální dynamika SoA po Guggisbergovi Po Guggisberg et al. 2011 Kaskáda: SMA => IPL => MC => SMA? pre/sma formování intence, Feeling of Agency IPL spontánní introspekce, meta-awareness, Judgment of Agency MC exekuce pohybu SMA post action reactivation, přispívá k JoA presma SMA Guggisberg, A. G., Dalal, S. S., Schnider, A., & Nagarajan, S. S. (2011). The neural basis of event-time introspection. Consciousness and Cognition, 20(4), 1899 1915.
To test this empirically we devised a variant of Libet et al. s task that we refer to as Libetus interruptus. (Schurger et al. 2012) Gamma oscilace v IPL jako substrát spontánní introspekce intence NAŠE HYPOTÉZA
Předpoklady a otázky navrhovaného výzkumu Parietální hypotéza AoI jako meta-awareness Awareness of intention je meta-awareness process a nikoliv later stage of intention processing. klíčovými oblastmi zapojenými do konstrukce meta-awareness je parietální lalok, IPL a gyrus angularis konkrétně. pr es M A S M A IPL jako gamma oscilace AoI souvisí s gamma oscilacemi v PL, specificky v IPL (BA39, BA 40) AoI povstává při theta-gamma coupling (fázová synchronicita) AoI povstává, jestliže theta-gamma coupled síť zahrnuje parietální oblasti (angular gyrius).
Gamma a Theta-gamma phase-amplitude coupling Fázově amplitudový coupling fáze pomalé oscilace řídí amplitudu vysoké frekvence. Lze kvantifikovat míru tohoto couplingu časová synchronizace 27 Oscilační sítě: Dynamický proces přechodně theta-gamma synchronizovaných oblastí => funkční sítě odpovídající prožitku -> prostorová synchronizace. NCC neurální koreláty vědomí Teze: vědomí zprostředkováno dynamikou rozsáhlých theta-gamma oscilačních sítí. (Doesburg et al. 2008)
Shrnutí teze: IPL jako gamma oscilace AoI je event-time introspection Tvorba motorické intence je doprovázena fenomenálním prožitkem jednání (Feeling of Agency) AoI - vzniká sekundárně, rereprezentací primárního prožitku dochází ke spontánnímu uvědomění. AoI souvisí s gamma oscilacemi v IPL. Povstává při theta-gamma couplingu AoI povstává, jestliže theta-gamma coupled síť zahrnuje parietální oblasti (angular gyrius). 28
Děkuji za pozornost! Registrační číslo projektu: CZ.1.05/2.1.00/03.0078 Název projektu: Národní ústav duševního zdraví (NUDZ)
GAMMA OSCILACE V DOLNÍM PARIETÁLNÍM LALOKU JAKO NEURÁLNÍ KORELÁT AWARENESS OF INTENTION 30
Výzkumné otázky A: What is the relationship between gamma oscillations in inferior parietal lobule and the conscious experience of agency? Jestliže intence je chystána v (pre)sma (obligatory motor activation) a fenomenální second-level consciousness experience (její prožitek) je nepovinný, můžeme se ptát: Q1: Souvisí přítomnost gamma oscilací v oblasti IPL s awareness of intention u volních akcí? Q2: Je plánování intence realizováno jiným substrátem, než awareness of intention? Q3: Souvisí přerod od přípravy intence k awareness of intention s přepnutím theta-gamma coupled sítí?
Metoda Patricipanti 20 zdravých dobrovolníků, Procedure and stimuli Bahaviroální a hdeeg experiment: Kombinace Libetovského (Libet, Gleason, Wright, & Pearl, 1983) a Matsuhashi (Matsuhashi & Hallett, 2008) designu. implementace noreport a klasického reportovacího paradigmatu v SoA, najednou.
hdeeg metoda EGi NetAmp System 400 256 elektrodový MRI kompatibilní EEG systém Snímání v odstíněné kabině 33
Libet-Matsuhashi paradigma Subjekty stiskají klávesu dle vlastní vůle v intervalu cca 5 10s. Instrukce: make brisk extensions as soon as the thought of the movement came to their mind and not to count, keep time or think about the movement during the waiting interval. Sleduje ciferník hodin. Jeho úkolem je zapamatovat si pozici ručičky v moment rozhodnutí jednat (W-time). Po provedení akce reportuje pozici ručičky pomocí kláves (<,>,confirm). S pseudonáhodným intervalem 3 20 s jsou prezentovány akustické stop signály kontrolované jedním z výzkumníků. Instrukce je ignorovat tón, jestliže jej slyšeli když nemysleli na nadcházející pohyb. V následující periodě pokračovali ve svobodných pohybech. Jestliže však slyšeli tón poté, co začali přemýšlet o pohybu, měli zrušit (vetovat) chystaný pohyb a počkat dalších 5-10s před dalším pohybem.
Markery budou time-locked ke stisku. Určení W-time a T-time Fig. 1: W-time - retrospektivní report (judgment of agency) W-time představuje zprůměrované W reporty od daného subjektu Fig. 3: T-time dle metody (Matsuhashi & Hallett, 2008). Histogramy reprezentují distrubuci tónů, po kterých následoval pohyb, relativně vůči počátku tohoto pohybu. W-time: Na základě reportů z hodin určíme pro každý subjekt jeho W-time čas spontánního subjektivního prožitku záměru. T-time: Na základě stop-signálem vetovaných trialů určíme pro každý subjekt T-time čas uvědomění si záměru metodou stop-signálu.
Výzkumné otázky What is the relationship between gamma oscillations in inferior parietal lobule and the conscious experience of agency? Jestliže intence je chystána v (pre)sma (obligatory motor activation) a fenomenální second-level consciousness experience (její prožitek) je nepovinný, můžeme se ptát: Q1: Souvisí přítomnost gamma oscilací v oblasti IPL s awareness of intention? Postup analýzy: Na datech z úspěšně provedených akcí ověříme přítomnost gamma oscilací v IPL v okně okolo W-time. Q2: Je plánování intence realizováno jiným substrátem, než event-time introspection (=AoI)? Na datech z úspěšně provedených akcí srovnáme distribuci gamma oscilací mezi oknem centrovaným kolem T-time s oknem, které bude kolem W-time. Předpokládáme přítomnost gammy zejména ve W-time okně a to tak, že bude zahrnovat oblast IPL. Naopak v T-time okně gammu v IPL nepředpokládáme. Q3: Souvisí přerod od přípravy intence k awareness of intention s přepnutím theta-gamma coupled sítí? Vyskytují se theta-gamma coupled sítě během W-time a T-time? Srovnáním lokalizací předpokládáme ukázat, že T-G síť bude v okně W zahrnovat IPL, ale v okně T-time nikoliv.
Význam studie Proč co děláme? Jde nám o srovnání gamma aktivity mezi dvěma kandidáty na okamžik fenomenálního prožitku jednání W (meta-awareness, spontánní reflexe, introspekce) a T (aware-if-probed, awareness bez metaawareness). EEG povaha mozkové činnosti během T-time nebyla zatím zpracována s ohledem na gammu. Tedy chci ukázat, že: W - přichází později a odpovídá plně reflektovanému uvědomění záměru. Rozvinutá introspekce, IPL zařazeno do theta-gamma coupled sítě T - je mnohem časnější, odpovídá aware-if-probed a tedy ne introspekci. Tedy gamma v IPL není. Bude někde jinde? Jak to přesahuje předchozí studie? Nebylo zkoumán theta-gamma synchronicita u SoA, tím méně u meta-awareness koncepce AoI Guggisberg nepoužil noreport matsuhashi design: zkoumal 2nd level meta-awareness, ale ne 1st level awareness Guggisberger zkoumá intenci a awareness u RT paradigmatu (externě gen. intence). My uděláme u volního (interně generované intence).
Uvědomění si záměru jako metakognice Je uvědomění záměru metakognice / reflexe? Je možné oddělit uvědomění si záměru od motorické přípravy volní akce jako takové? Tedy záměr a jeho uvědomění jako dvě odlišné věci. Jak je prožitek uvědomění si záměru (awareness of intention, AoI) implementován v mozku? Je moment uvědomění pouze určitou prahovou úrovní aktivity primárního centra přípravy akce (SMA)? nebo je spíše produktem metakognitivního zpracován probíhajícího v odlišné oblasti, např. v IPL? Faktory motorických intencí Je možné izolovat WHEN a WHAT komponenty intence? BP II A lokalizovat je v mozku? Bereitschaftspotential -600-400 -200 0 400 msec awareness of the wish to act W M awareness of actual act EM G msec 38
Post-hoc a online metody měření Libet s clock paradigm + higher precision (?) - predictable Watching the consonants + disables strategies + impossible to predict (?) - Problematic precission for smaller intervals..? ( < 100 msec) Auditory cued veto + disables strategies + impossible to predict + excellent precision (auditory proc.) + doesn t require attention shift. + on-line (don t rely on memory) Both require attention shift distorts the experienced time (by D. Dennett) VISUAL METHOD slower processing retrospective - judgement - Tests another level of awareness - Does test consciousness at all? ACOUSTIC METHOD faster procesing Real time
METODOLOGICKÉ PROBLÉMY 40
Cutaneous Rabbit illusion Subjekt zavře oči a je mu rychle poklepáno pětkrát na zápěstí, třikrát na loket a dvakrát po rameni. Toto je často pociťováno jako kdyby klepání postupovalo plynule a rovnoměrně po celé délce paže. Iluze ilustruje, že naše percepce sensorických inputů nevstupuje do vědomé zkušenosti (conscious awareness) až do ukončení integrace. Události se dějí v určitém časovém okně. Senzorické události které se udály v určitém okamžiku mohou být ovlivněny budoucími událostmi. Geldard & Sherrick (1972) 41
Color Phi Dennettova interpretace: Multiple drafts theory vědomí informace vstupující do nervového systému je v neustále podrobována souběžné editorské revizi. (Dennett, 1991) 42
Flash-lag efekt Bliknutí je viděno jakoby se událo až za místem kde proběhlo. Dvě interpretace: A) Prožitek je opožděn B) Predikce vizuální percepce mozkem 43
Úskalí post-hoc přístupů Zpětné přepisování Celé události akce (že to bylo) Fenomenálních znaků (jak to proběhlo, co to bylo) Časového zařazení (kdy to bylo) Způsoby zpětného přepisování Post-hoc racionalizace, konfabulace, zařazení do narativu 44
Nelinearita vědomé zkušenosti Vědomí je jako pohyblivé písky co je v jednom okamžiku vnímáno jako zřetelné, může ihned poté beze stopy zmizet pod hladinou, jako by tu toho ani nikdy nebylo. Motto: To co nás zajímá je aktuální vědomý prožitek, ale to nikdy nezachytíme a možná vůbec neexistuje. Příklad: debata o Sense of Agency. 45
Problém z definice? - co je ve vědomí, je podrobováno neustále změně a reverzním vlivům. - Můžeme měřit fenomenální zkušenost aniž bychom se spoléhali na introspekci? - Na základě objektivních metod je možné testovat co bylo v mysli subjektu ale nikoliv nutně ve vědomé zkušenosti. 46
Předpoklady Awareness of Intention (AoI) Prožitek uvědomění si záměru - vědomé uchopení akce, kterou se agent chystá provést (Lau, 2012). současný výzkum Sense of Agency - jak je prožitek Awareness of Intention konstituován v mozku?
Klasická linie výzkumu AoI Domněnka, že fenomenální prožitek AoI souvisí s readiness potenciálem, vzniká tedy v SMA v souvislosti s mírou aktivity primární oblasti zodpovědné za přípravu volního pohybu (intence). Tj. fenomenální AoI souvisí s určitou supratreshold aktivitou v primárním systému intence formování motorického záměru. Problémy Tato teorie vycházející z klasického libetovského designu má problémy vysvětlit značnou variabilitu reportovaného okamžiku uvědomění záměru (W-judgment), oproti readiness potenciálu. Množství kritiky tohoto konceptu (Guggisberg & Mottaz, 2013a)
Parietální hypotéza AoI jako meta-awareness Awareness of intention je refexivní meta-awareness process a nikoliv later stage of intention processing. klíčovými oblastmi zapojenými do konstrukce metaawareness je parietální lalok, IPL a gyrus angularis konkrétně.