Teorie globálního pracovního prostoru ( GWT) je neurobiologická teorie vědomí , která vysvětluje podstatu vědomí jako speciálního pracovního prostoru, který poskytuje dostupnost a interakci mezi nezávislými mozkovými procesy (nebo kognitivními moduly). Tuto teorii poprvé navrhl kognitivní psycholog Bernard Baars v roce 1988 a později ji vyvinuli neurovědci Stanislas Dehan a Jean-Pierre Changer jako součást neurobiologického přístupu. THRP je od svého vzniku jednou z nejoblíbenějších a nejslibnějších teorií pro vysvětlení mechanismů práce vědomí, jejíž myšlenky se uplatňují v oblastiumělá inteligence . [jeden]
Ústřední pojem globálního pracovního prostoru zavedl Baars na základě pojmu kognitivní architektury , který navrhli Allen Newell a Herbert A. Simon . Globální pracovní prostor je speciální typ kognitivní architektury, která přijímá zprávy od konkurenčních kognitivních modulů, které se specializují na analýzu a zpracování určitých typů smyslových informací. K vědomí přistupují informace, které v současnosti dominují globálnímu pracovnímu prostoru – je to ona, kdo tvoří aktuální obsah vědomí. Funkcí vědomí lze nazvat skutečnost, že různé výpočetní procesy zpracování informací mohou řešit problémy pouze koordinovanou interakcí v pracovním prostoru, ale nejsou schopny to dělat samostatně. [2] [3]
Klíčovou myšlenkou Baarsovy teorie globálního pracovního prostoru je, že vědomí je speciální mozkový proces, který zajišťuje vzájemnou dostupnost mezi normálně nezávislými oblastmi mozku a vytváří cestu pro jejich koordinovanou interakci (integraci). Jinými slovy, při absenci vědomí nemůže mozek fungovat jako celek. [2]
Podmínkou existence vědomí je utváření pracovního prostoru, což je mentální struktura vytvořená kognitivními procesy k řešení aktuálního úkolu, například k utvoření emoce nebo dosažení cíle. [1] Přístup k pracovnímu prostoru získávají různé komplexy neuronů: tam mohou vzájemně interagovat a vyměňovat si informace. [čtyři]
Pojem globálního pracovního prostoru má mnoho společného s pojmem pracovní paměť, která je spojena s chápáním pracovní paměti jako hlavního pracovního prostoru, ve kterém se uskutečňuje vědomá lidská kognitivní činnost. Teorie naznačuje, že obsahy vědomí soutěží o přístup do omezeného pracovního prostoru, a tak obsah okamžité paměti může zahrnovat pouze jeden dominantní proces.
K popisu a lepšímu pochopení myšlenky globálního pracovního prostoru používá Baars metaforu „divadla vědomí“. Analogicky s funkcionalistickou teorií Williama Jamese je vědomí vnímáno jako neustále se měnící proud vnímaných pocitů. „Hledač“ selektivní pozornosti osvětluje malou část jeviště divadla vědomí, ve kterém dochází k neustálé změně obsahů vědomí. Režisér, stážisté, scénáristé (jako různé mozkové výkonné procesy) jsou v zákulisí ve tmě. Mohou ovlivňovat jednání v osvětlené (vědomé) části, ale samy o sobě jsou neviditelné. Publikum, které symbolizuje nevědomé procesy, je také neviditelné a nachází se v neosvětlené části jeviště.
Na rozdíl od karteziánského divadla , které je hlavní kritikou teorie, THRT vyvrací dualistickou představu, že existuje někdo, kdo sleduje, co se děje v divadle vědomí. Jinými slovy, v THRP není žádný vnitřní pozorovatel, se kterým člověk ztotožňuje své „já“ v procesu sebeuvědomění. [2]
Na základě Baarsovy teorie navrhli francouzští neurovědci Stanislas Dehan, Lionel Naccache a Jean-Pierre Changer svou vlastní teorii neurálního globálního pracovního prostoru (GWP) ( global neuronal workspace theory ) .
Podle teorie NGP se neurální pracovní prostor skládá z dlouhých axonů excitačních kortiko-kortikálních neuronů rozmístěných po celém kortexu, které tvoří vzájemně propojené dráhy. Takové neurony jsou schopny selektivně mobilizovat nebo inhibovat příspěvek specifických modulů pro zpracování informací. [5] Vědomí je v NGP chápáno jako globální přenos informací v mozkové kůře pomocí speciální sítě neuronů pracovního prostoru, jejímž účelem je masivní výměna informací v mozku.
V této teorii se předpokládá, že nervové koreláty pracovního prostoru se nacházejí v určitých částech kůry (pyramidové neurony 2 a 3 kortikálních vrstev mozku) a aktivita v těchto vrstvách koreluje s vědomím. Zvláště mnoho takových neuronů pracovního prostoru je v prefrontálním kortexu, avšak anatomicky není pracovní prostor neuronů jasně definován, protože různé komplexy neuronů mohou vstupovat do pracovního prostoru v různých časech.
Účast na utváření obsahu vědomí vyžaduje dlouhodobou nervovou aktivitu. Každý mozkový modul musí být vnitřně aktivní, posílá výstupy zpracování (vzestupné signály) do neurálního pracovního prostoru, čímž aktivuje své neurony, které pak posílají zpět signály směrem dolů, čímž se zvyšuje aktivita zprávy. Taková obousměrná aktivace vytváří sebeposilující, sebeudržující cyklus činnosti, který dodává ten či onen obsah do prostoru vědomí. [5]
Pochopení určitých informací lze považovat za dosažení úrovně zpracování v mozku, kde je lze sdílet a zpřístupnit pro sdílení. Například Brocova oblast (nebo její části zapojené do výběru slov pro případnou výslovnost) je informována o obsahu vizuálního obrazu a člověk dostane možnost pojmenovat, co vidí. Současně může hipokampální oblast přijímat informace o vizuálním obrazu, takže může tuto reprezentaci uložit do paměti. Parietální oblasti mozku také dostávají informace o vizuálním obrazu, takže člověk může nasměrovat pozornost nebo se rozhodnout, že to není to, co by chtěl dělat atd. Kritérium pro sdílení informací se týká vědomé reprezentace tak, že kdykoliv informací si uvědomuje, že s nimi lze dělat velmi širokou škálu věcí. [6]
Na rozdíl od původního modelu navrženého Baarsem se teorie neurálního pracovního prostoru zaměřuje na kortikální aktivitu a nepřisuzuje kritickou roli thalamokortikálnímu zpětnovazebnímu systému. Činnost neuronových sítí, předpokládaná teorií NGP, úzce propojuje vědomí se sestupnou selektivní pozorností a s pracovní pamětí, v souvislosti s tím vyvstává otázka možnosti ztotožnění vědomí s těmito procesy. [5]
Na rozdíl od původní teorie globálního pracovního prostoru B. Baarse, která se v době svého vzniku zdála vědecké komunitě spíše abstraktní, má její neurobiologická verze četné empirické základy.
V jedné studii Dean a jeho spolupracovníci použili vizuální maskování pozadí k porovnání vědomých a nevědomých slov s vizuálním stimulem („maska“ nebo „maskovací stimul“) prezentovaným bezprostředně po „cílovém“ vizuálním stimulu, takže maskovaná slova nebyla rozpoznána, ale byly rozpoznatelné podle jejich fyzických vlastností (vnímaných nevědomě).
Zobrazování mozku ukázalo, že jak vědomá, tak nevědomá slova vyvolávají aktivaci zrakové kůry a oblastí rozpoznávání slov spojených s analýzou umístění stimulu, tvaru, barvy a identifikace slov. Vědomá slova však způsobují v těchto zónách 12krát větší aktivitu než identická nevědomá. Kromě toho se neurální aktivita během vědomé stimulace šíří ze zrakových oblastí do dalších oblastí mozku, jmenovitě do oblastí temporálního a frontálního kortexu, což při nevědomé stimulaci není pozorováno. [čtyři]