Nowoczesny podręcznik intensywnie rozwijającej się w ostatnich latach nauki o pracy mózgu dla studentów biologii, psychologii, medycyny, filozofii i informatyki oraz dla naukowców zajmujących się takimi badaniami.
Autor, jeden z czołowych badaczy zajmujących się nauką o świadomości, rozpatruje podłoże biologiczne subiektywnego umysłu zwierząt i ludzi. Przedstawia zarys konstrukcji myślowej, którą stworzył wspólnie z Francisem Crickiem, aby rozwiązać pradawną zagadkę związku między umysłem a ciałem. Zmierzając do odkrycia i scharakteryzowania neuronalnych korelatów świadomości, subtelnych, przemijających wzorców aktywności neuronalnej, leżącej u podłoża każdego świadomego doświadczenia, badacze ci przyjmują podejście empiryczne.
Książka ta przedstawia wiele koncepcji i wyników badań z dziedziny anatomii, fizjologii, medycyny, psychologii i filozofii, podsumowuje wiedzę na temat świadomości, określa granice tej wiedzy i wytycza kierunki przyszłych badań.
Jeszcze pół wieku temu powszechnie sądzono, że tajemnicy życia nigdy nie uda się zrozumieć. Jednak właśnie wtedy dwóch uczonych, James Watson i Francis Crick, rozszyfrowało budowę DNA, co na zawsze zmieniło sposób myślenia o naszym miejscu w naturalnym porządku rzeczy. Obecnie stoimy przed równie wielkim wyzwaniem, jakim jest wyjaśnienie materialnego podłoża świadomego umysłu.
Świadomość jest jedną z ostatnich wielkich zagadek nauki. W jaki sposób na skutek procesów synaptycznych i molekularnych zachodzących w sieci neuronów powstaje słony smak i chrupkość chipsów, jedyny w swoim rodzaju zapach mokrej psiej sierści albo wrażenia, jakie odczuwa się, zwisając na czubkach palców ze skały kilka metrów nad najbliższą podporą dla stóp?
Kwestia świadomości zawładnęła wyobraźnią filozofów, naukowców, inżynierów, lekarzy, i ogólnie, ludzi myślących. Czym jest świadomość? Jaki jest jej miejsce we Wszechświecie? Czemu służy? Czy cechuje tylko ludzi? Dlaczego tak wiele naszych działań umyka świadomości? Odpowiedzi na te pytania ukształtują nowy pogląd na istotę człowieczeństwa (Fragment książki).
Już na pierwszych stronach tej książki czytelnik zostaje przeniesiony w świat najnowszych odkryć dotyczących biologii świadomości, a finał tej wyprawy jest czymś wyjątkowym (Nature).
Idealne połączenie dobrej literatury z nauką (Scientific American).
Ekscytujące i przekonujące. Neurobiologia na tropie świadomości jest odważną próbą połączenia myślenia naukowego najwyższej klasy z rozważaniami o najważniejszych problemach człowieka (Science).
Kiedy otworzymy tę książkę, nasz umysł nie pozwoli nam oderwać się od niej, dopóki nie doczytamy do samego końca (James Watson, laureat Nagrody Nobla z fizjologii i medycyny w 1962 roku).
Christof Koch napisał rewelacyjne wprowadzenie do współczesnych badań nad biologią świadomości, odwołując się do efektów swojej współpracy z Francisem Crickiem. Neurobiologia na tropie świadomości w przejrzysty sposób omawia najważniejsze problemy, z jakimi będzie zmagać się biologia umysłu w nadchodzących dziesięcioleciach. Jest to lektura obowiązkowa zarówno dla zainteresowanych tematem niespecjalistów, jak i osób bezpośrednio zaangażowanych w badania w tej dziedzinie (Eric Kandel, laureat Nagrody Nobla z fizjologii i medycyny w 1962 roku).
Próba rozwiązania zagadki świadomości to jedna z największych przygód intelektualnych ostatnich lat. Christof Koch, przez lata współpracujący z Francisem Crickiem, należy do pionierów tych poszukiwań, a jego książka oferuje żywy, błyskotliwy i bardzo osobisty opis zmian, jakie w naszym poznaniu zjawisk decydujących o świadomości zaistniały w ciągu ostatnich dwudziestu lat. Koch przedstawia nowy, dynamiczny obraz mózgu – wynikający z badań eksperymentalnych, obserwacji klinicznych i modelowania neuronowego – w którym koalicje neuronów nieustannie rozpadają się i tworzą, decydując o naszym ciągle zmieniającym się, ale trwałym poczuciu świadomego istnienia. Neurobiologia na tropie świadomości jest kopalnią wiedzy, pełną inspirujących przemyśleń i wniosków, jej lektura zaś przynosi intelektualną rozkosz (Oliver Sachs).
******
Neurobiology on the Trail of Consciousness
A textbook devoted to the problems of the rapidly developing branch of science concerned with the functioning of the brain. The author considers the biological foundations of animal and human minds. He presents a multitude of concepts and study results from the fields of anatomy, physiology, medicine, psychology, and philosophy, summarizing the current knowledge on the topic of consciousness, outlines its boundaries and charts the directions of future research.
Słowo wstępne Francisa Cricka 9
Przedmowa 11
1. Wprowadzenie do badań nad świadomością 15
1.1. Co wymaga wyjaśnienia? 15
1.2. Rozmaite odpowiedzi 18
1.3. Moje podejście jest pragmatyczne i empiryczne 25
1.4. Neuronalne korelaty świadomości 29
1.5. Podsumowanie 32
2. Neurony – atomy postrzegania 34
2.1. Maszyneria kory mózgowej 35
2.2. Reprezentacje bezpośrednie, organizacja kolumnowa i węzły zasadnicze 38
2.3. Częstotliwość potencjałów czynnościowych, oscylacje
i synchronizacja neuronalna 48
2.4. Podsumowanie 60
3. Początkowe etapy procesu widzenia 62
3.1. Siatkówka ma budowę warstwową 62
3.2. Za widzenie barwne odpowiadają trzy rodzaje czopków 65
3.3. Dziura w oku – plamka ślepa 67
3.4. Pole recepcyjne – pojęcie kluczowe dla procesu widzenia 68
3.5. Z oka wychodzi kilka równolegle biegnących dróg 71
3.6. Wzgórek czworaczy górny: drugi mózg wzrokowy 76
3.7. Ruchy oczu: powszechność ruchów sakadowych 77
3.8. Podsumowanie 80
4. Pierwszorzędowa kora wzrokowa jako modelowe pole korowe 81
4.1. Widzenie małpy jako model widzenia człowieka 82
4.2. Kora nowa jako wielowarstwowa struktura przypominająca płachtę 83
4.3. Bogactwo rodzajów komórek kory 85
4.4. V1: główna brama procesu widzenia 89
4.5. Podsumowanie 97
5. Czym są neuronalne korelaty świadomości? 99
5.1. Czynniki umożliwiające, konieczne dla świadomości 100
5.2. Emocje a modulacja świadomości 104
5.3. Anestezja a świadomość 105
5.4. Ogólna strategia określenia NKŚ 108
5.5. Swoistość neuronalna i NKŚ 112
5.6. Podsumowanie 115
6. Neuronalne korelaty świadomości nie znajdują się w pierwszorzędowej korze wzrokowej 117
6.1. Bez V1 nie ma widzenia 118
6.2. V1 adaptuje się do tego, czego nie widzimy 118
6.3. V1 nie uczestniczy w tworzeniu marzeń sennych 120
6.4. Bezpośrednia stymulacja V1 121
6.5. Neurony V1 małpy nie są związane z percepcją 122
6.6. Podsumowanie 126
7. Architektura kory mózgowej 128
7.1. Aby zrozumieć funkcję, trzeba najpierw poznać strukturę 128
7.2. Kora ma budowę hierarchiczną 130
7.3. Wzgórze i kora: w mocnym uścisku 135
7.4. Połączenia napędowe i modulacyjne 137
7.5. Szlaki brzuszny i grzbietowy jako zasada ogólna 138
7.6. Kora przedczołowa: fotel dyrektorski 139
7.7. Podsumowanie 141
8. Wychodząc poza pierwszorzędową korę wzrokową 143
8.1. Kolejne topograficzne pola korowe: V2, V3, V3A i V4 144
8.2. Percepcja koloru i zakręt wrzecionowaty 147
8.3. Korowa okolica MT specjalizuje się w przetwarzaniu
informacji o ruchu 149
8.4. Kora ciemieniowa tylna, akcja i pozycja w przestrzeni 155
8.5. Kora skroniowa dolna i rozpoznawanie obiektów 158
8.6. Podsumowanie 161
9. Uwaga i świadomość 163
9.1. Ślepota na zmiany albo jak oszukuje nas iluzjonista 165
9.2. Zwracanie uwagi na miejsce, cechę lub obiekt 167
9.3. Czy świadomość wymaga uwagi? 173
9.4. Problem wiązania 178
9.5. Podsumowanie 180
10. Neuronalne podłoże uwagi 182
10.1. Mechanistyczne podłoże uwagi 183
10.2. Wpływy uwagi zaznaczają się na wszystkich piętrach
hierarchii wzrokowej 187
10.3. Pomijanie – pacjenci, którzy nie są niewidomi, a mimo to nie widzą 190
10.4. Podsumowanie 193
11. Pamięć a świadomość 195
11.1. Zasadnicze rozróżnienie 196
11.2. Taksonomia pamięci długotrwałej 197
11.3. Pamięć krótkotrwała 204
11.4. Pamięć przelotna albo ikoniczna 209
11.5. Podsumowanie 212
12. Co można zrobić bez udziału świadomości? Wewnętrzny zombie 214
12.1. Agenci zombie w życiu codziennym 216
12.2. Widzenie-dla-percepcji różni się od widzenia-dla-akcji 220
12.3. Nasi agenci zombie działają zbyt szybko, byśmy mogli to zauważyć 222
12.4. Czy zombie czują zapachy? 223
12.5. Podsumowanie 225
13. Agnozja, ślepowidzenie, padaczka i lunatyzm
– kliniczne dowody na istnienie zombie 226
13.1. Agnozja wzrokowa 226
13.2. Ślepowidzenie 229
13.3. Złożone ogniskowe napady padaczkowe 232
13.4. Lunatyzm 234
13.5. Agenci zombie a NKŚ 235
13.6. Test Turinga na świadomość? 236
13.7. Podsumowanie 237
14. Spekulacje na temat funkcji świadomości 239
14.1. Świadomość jako podsumowanie wykonawcze 241
14.2. Świadomość i trening agentów zmysłowo-ruchowych 243
14.3. Dlaczego mózg nie jest tylko grupą agentów zombie? 244
14.4. Czy doznania odgrywają jakąś rolę? 245
14.5. Neurony a znaczenie 247
14.6. Qualia są symbolami 249
14.7. Jakie są konsekwencje tych spekulacji dla lokalizacji NKŚ? 252
14.8. Podsumowanie 254
15. O czasie i świadomości 256
15.1. Jak szybkie jest widzenie? 257
15.2. Percepcja następuje zgodnie z zasadą „wszystko albo nic” 258
15.3. Maskowanie wymazuje bodziec ze świadomości 263
15.4. Integracja i bezpośrednia stymulacja mózgu 269
15.5. Czy percepcja ma charakter dyskretny, czy ciągły? 271
15.6. Podsumowanie 275
16. Gdy umysł się waha: idąc tropami świadomości 277
16.1. Rywalizacja obuoczna: gdy między dwojgiem oczu
panuje niezgoda 279
16.2. Gdzie dochodzi do tłumienia percepcyjnego? 281
16.3. Tropy świadomości prowadzą do kory skroniowej dolnej 285
16.4. Pytania oczekujące odpowiedzi oraz przyszłe doświadczenia 289
16.5. Podsumowanie 293
17. Rozszczepienie mózgu rozszczepia świadomość 295
17.1. Trudno coś znaleść, jeśli nie wiadomo, czego się szuka 296
17.2. Dwie półkule mózgowe pełnią odmienne funkcje 297
17.3. Dwa świadome umysły w jednym ciele 298
17.4. Podsumowanie 301
18. Dalsze spekulacje na temat myśli oraz nieświadomego homunculusa 303
18.1. Teoria świadomości poziomu pośredniego 303
18.2. Nieświadomy homunculus 306
18.3. Natura qualiów 307
18.4. Podsumowanie 309
19. Struktura świadomości 311
19.1. Dziesięć założeń roboczych ułatwiających zrozumienie relacji umysł–ciało 312
19.2. Związki z pracami innych autorów 318
19.3. Dokąd zmierzamy? 320
19.4. Podsumowanie 322
20. Wywiad 323
Słownik 336
Bibliografia 351
Indeks osób 399
Indeks rzeczowy 413
