A tudatosság kialakulásának egyik modellje: a Global Neuronal Workspace Theory

Ez azt mondja ki, hogy bár az agy moduljaiban automatikusan megtörténik egy viszonylag magasszintű, párhuzamos feldolgozás, ahhoz, hogy valami tudatosodjon, szükség van arra, hogy a homloklebeny együttműködő hálózatba szervezze az aktuális helyzet vagy feladat megoldásához szükséges agyterületeket. A homloklebeny kialakítja a GNW-t, amire minden bevont terület eljuttatja a maga információját (az aktuális objektum belső modelljének elemeit) és mindenki - aki részt vesz az együttműködésben - hozzáfér ehhez.

Meg kell jegyezzem, hogy léteznek más tudatmodellek is, mint például az Integrated Information Theory (IIT). Mostanában épp komoly viták folytak, vajon az IIT-t vagy a GNW teóriát támasztják alá jobban kísérleti eredmények. 2025 nyarán épp az IIT állt nyerésre, de míg a GNW-t inkább megismeréskutatók alapozták meg, addig az IIT-t fizikusok. A magam részéről nem sikerült az IIT gondolatmenetét és matematikáját megértenem, viszont a GNW részletei szépen simulnak bele abba a keretbe, amit én ismerek, és valamelyest értek. Más kutatók (Koch, Tononi) a Posterior hot zone, azaz hátsó forró zóna elképzelést részesítik előnyben. Ugyanis vannak olyan homloklebeny léziós betegek, akiknek a perceptuális tudata megmarad. Amit biztonsággal mondhatunk, hogy a tudatos percepció gyakran együtt jár egy kiterjedt fronto-parietális hálózat aktivációval, amely valószínűleg az információ globális hozzáférhetőségét és viselkedéses felhasználását segíti.

Én itt most a továbbiakban a GNW-t és annak folyományait boncolgatom, mert jól bemutatja hogyan szerveződik a tudatosság az agyi rendszerek dinamikus kapcsolódása során. De felhívom az olvasók figyelmét, hogy ne hagyjanak figyelmen kívül más lehetséges elméletet sem. 

Mit állít a GNW és mik az állítások folyományai?
A GNW azt próbálja megmagyarázni, hogyan válik egy mentális tartalom tudatossá az agyban. Lényege egyszerűen: Az agy számos modulja (látás, hallás, emlékezet stb.) párhuzamosan dolgozik, de ezek legtöbbször nem alkotnak tudatos élményt. Amikor egy adott információ elég erőssé, érdekessé, meglepővé válik, hogy aktiválja a globális „munkateret” (GNW), akkor széles körben hozzáférhetővé válik más agyterületek számára is, hozzáfér egy alaposabb, kiterjedtebb feldolgozáshoz, így tudatossá válik. Ez a „globális munkatér” tehát egyfajta információs elosztó központ, ami lehetővé teszi, hogy egy adott mentális reprezentációt sokféle más rendszer (figyelem, emlékezet, beszéd, döntéshozás) is elérjen és használjon. Hasonlíthatnánk egy a pénz kialakulása előtti vásárhoz, ahova mindenki elvitte a termékeit, mert hatékonyabban lehet csereberélni, mint amikor kettesével találkoznak az emberek.

Fő elvei és kulcselemei:
•    Moduláris feldolgozás: Az agy és agykéreg alsóbb rendszerei (pl. vizuális kérgek, hallókérgek, testérző kérgek és ezek multimodális változatai) sok információt dolgoznak fel viszonylag magas szinten tudattalanul.
•    A tudatossá válás feltétele: Az információ „áttör” a GNW-be, ha figyelmet kap, erős, konzisztens és jelentős. Ezt a pillanatot hívják gyújtásnak (ignition).
•    Globális elosztás: A GNW aktiválódása után az információ hirtelen elérhető lesz a bevont területek számára. A hierarchikus, különböző agykérgi területeken kialakult modellek összeadják, amit tudnak a dologról.
•    Legfontosabb ebben a fronto-parietális hálózat:     A GNW fizikai alapját főként a dorsolaterális prefrontális kéreg, az anterior cinguláris kéreg, a parietális lebeny és a talamusz adja.
•    A tudatos tartalom összehangolja a különböző agyi rendszereket, lehetővé téve a döntéshozást, tervezést, verbalizációt (nyelvi megfogalmazást-beszédet), stb..

Nézhetjük az eseményeket az agyi funkcionális hálózatok aktiválódásának keretében is:

A háttérben a DMN ketyeg, de amikor valami inger érkezik kívülről beindulnak egyéb hálózatok. Kicsit alaposabban kibontva:
1) 0–200 ms: Szenzoros feldolgozás (tudattalan)
Hálózatok: Elsődleges és másodlagos szenzoros kérgi területek (pl. V1–V4, A1, S1)
Funkció: Lokális hálózati aktivitás, előrecsatolt feldolgozás
Tartalom: Perceptuális reprezentációk alakulnak ki. Még nincs tudatosság

2) 200–300 ms: „Kapuzás” és figyelmi erősítés
Hálózatok: Salience Network (SN): anterior insula, anterior cinguláris kéreg
Ventral Attention Network (VAN): TPJ (temporo-parietális átmeneti terület), IFG (alsó homloktekervény), Thalamus (különösen intralamináris magok).
Funkció: Értékelés, az inger figyelemre és feldolgozásra érdemes-e?
SN közvetíti a váltást a belső állapotból (DMN) a külsőre (DAN). Ha a tartalom elég jelentős (pl. motivációs, újszerű), akkor jöhet a „GNW ignition”

3) 300-500 ms: GNW „gyújtás” (ignition)
Hálózatok: Fronto-Parietális Kontrolhálózat (FPCN): dorsolaterális prefrontális kéreg (dlPFC), inferior parietális kéreg, DAN is részt vesz (célorientált figyelem)
Funkció: Globális hozzáférés (a modellek hozzáférhetővé válnak és aktiválódnak), a reprezentáció tudatosul, bekerül a munkamemóriába és más rendszerek is elérik: memória, beszéd, döntéshozás, cselekvés.

4) 500+ ms: Tudatos feldolgozás és hozzáférés más rendszerekhez
Hálózatok: FPCN tovább aktív, Nyelvi hálózat, munkamemória rendszer, premotor/motoros kérgek, hippocampus (ha konszolidáció/memória kialakulás indul).
Funkció: Verbális kimondás, döntés, tudatos munkamemória, emlékezés, cselekvés előkészítés
Különbség: Ha nincs GNW-aktiváció az inger „elhal”, nincs emlék, nincs tudatosság

Mi történik, ha nincs szikra (ignition)?
Ha az inger gyenge, zavaró ingerekkel versenyez, vagy nem kap figyelmet, akkor csak a korai szenzoros aktivitás (és valamilyen szintű automatikus, készségszerű nem tudatos feldolgozás) jelenik meg, az inger tudattalan marad, nem tárolódik, nem megfogalmazható.

A GNW a tudattal kapcsolatos számos jelenségre próbál magyarázatot adni:
•    Miért tudunk néhány dolgot tudatosan megtartani, míg másokat nem?
•    Miért egy dolgot tudunk hatékonyan tudatosítani?
•    Miért korlátozott a tudatosság kapacitása?
•    Miért fontos a figyelem és munkamemória a tudatosság kialakulásához?

De miért is?
Az agyunkban folyó folyamatok versengenek egymással, hogy az GNW-be (tudatosságba) kerüljenek. Csak azok kerülnek be, amik kellően jelentősek, fontosak (salient). Azáltal, hogy bekerülnek (a SN aktiválja a FPCN-t), az agy feldolgozása arra az egy irányra fókuszál. A probléma megoldásához GNW lehetőséget biztosít az összes elérhető erőforráshoz való hozzáféréshez. Lásd a harmadik rész végén bemutatott zsiráfos példát: a zsiráf képe számos agyterületen aktiválja a hozzá kapcsolódó eltérő szintű modelleket, amik mindent bedobnak amit tudukn a zsiráfról. Azonban amikor valami a GNW-be kerül, más problémák feldolgozásának helyben és elszigetelten kell maradni, nem férnek hozzá az agy nagy területeihez és erőforrásaihoz, vagy akár fel sem dolgozza őket az agy.
Éppen ezért az GNW-be kerülni luxus! Az agynak jól meg kell válogatnia, mit enged oda be, mert ha valami fontosat kizár, annak komoly következményei lesznek. Amit beengedtünk megmarad, de mással nem tudunk ilyen részletekben foglalkozni. Van, amit nem engedünk be, azt észre se vesszük, mert elbukott a figyelemért folyó versenyben (mint a gorillaruhás ember a passzok számolása miatt).
De mik azok az erőforrások, amikhez hozzáfér a GNW-be került inger/feladat/gondolat? Az érzékszervek feldolgozott információi bemutatják a JELENt. A hosszútávú memóriából a MÚLTban tanultak csatlakoznak hozzá. A kiértékelő rendszerek jelentik a dolog ÉRTÉKét, fontosságát. A FIGYELEM pedig kiválasztja melyik irányba fókuszáljunk. Ezek összegzéséből születik meg az aktiválódott modellek segítségével a GNW-ben a terv, a mozgás, a válasz, azaz a JÖVŐ.

Mindezek alapján (egy bátor lépéssel) egyenlőséget tehetünk a GWN tartalma és a tudatos tartalom között. Aki már meditált és rendszeresen megfigyeli tudattartalmát, az tapasztalhatta, hogy az pillanatról pillanatra változik (lásd a funkcionális hálózatok váltakozását). A körülöttünk és bennünk történő dolgokat, rövid időtávon sosem teljességében éljük át, hanem tudattartalmunk pillanatról pillanatra változik, figyelmünkkel együtt vándorol, hogy belülre, kívülre vagy egy problémára figyelünk. Attól függően éppen mi kerül be GNW-nkbe.

Azért felmerül egy praktikus mérnöki probléma. Milyen módon éri el a homloklebeny, hogy a megfelelő agyterületek összekapcsolódjanak egymással? Erről lesz szó a továbbiakban.

Szerző: Gulyás Attila