Hoe wordt activiteit in de hersenen getransformeerd tot het zien van een gezicht, het horen van een melodie of het voelen van de warmte van de zon? Wat het bewustzijn is en waar het bijvoorbeeld zit, blijft een mysterie. Een groep wetenschappers, het Cogitate Consortium, heeft nu twee invloedrijke en tegenstrijdige theorieën over het bewustzijn aan een empirische test onderworpen: de Global Neuronal Workspace Theory (GNWT) en de Integrated Information Theory (IIT). De Lange: “Dit zijn twee toonaangevende theorieën die tot nu toe vooral apart onderzocht zijn. Het doel van deze studie was om te proberen ze rechtstreeks te vergelijken.”
Bewuste ervaringen
250 deelnemers werden aan een hele reeks geavanceerde neuro-imagingtechnieken onderworpen, waaronder functionele MRI, MEG en intracraniële EEG-registraties van epilepsiepatiënten. De onderzoekers wilden verschillende voorspellingen van de theorieën testen, waaronder waar in de hersenen de inhoud van bewuste ervaringen wordt gerepresenteerd en hoe verschillende hersengebieden communiceren om bewuste ervaringen te genereren. De Lange: “GNWT veronderstelt dat bewuste ervaringen voortkomen uit activiteit in een netwerk van “hogere” gebieden (de ‘workspace’), onder andere in de prefrontale schors. IIT daarentegen suggereert dat gebieden in het achterste deel van de hersenen essentieel zijn.”
Een van de belangrijkste voorspellingen van IIT faalde. Het onderzoek liet geen synchronisatie zien tussen gebieden in het achterste deel van de hersenen, de “posterior hot zone”. Ook GNWT werd op de proef gesteld: hoewel sommige kenmerken van bewuste ervaring duidelijk aanwezig waren in de activiteit in de prefrontale cortex, ontbraken cruciale aspecten van de ervaring in het activatiepatroon. Bovendien werd een voorspelde uitbarsting van neurale activiteit bij het wegvallen van de stimulus, een zogenaamde 'ignition', niet gevonden. De Lange: “Wat ik persoonlijk verrassend vond was dat beide theorieën er deels naast zaten. Deze experimentele data geven daarmee een impuls om terug naar de tekentafel te gaan, om betere theorieën te ontwikkelen.”
Wat nu?
De onderzoekers zien deze resultaten niet als een tegenslag, maar als een springplank voor de toekomst. Het Cogitate Consortium analyseert momenteel de resultaten van een tweede grootschalig experiment om GNWT en IIT verder te testen. Daarnaast geven ze ook hun volledige dataset vrij aan de wetenschappelijke gemeenschap, zodat onderzoekers wereldwijd hun bevindingen kunnen verifiëren, verfijnen en uitbreiden.