Informationsteknologins framgång bygger på elektroniska kretsar med transistorer för att ta hand om elektriska signaler. Livets teknologi började med kretsar för kemiska reaktioner som finns istället för nervsystem och hjärna hos bakterier och som reagerar på vad som är giftigt respektive nyttigt för bakterien.
Det är ett rudimentärt sinnessystem för att kunna skilja på olika kemiska substanser och reagera på dem. Sinnet och reaktionen utvecklas tillsammans därför att de inte har något överlevnadsvärde var för sig. Det som förbättrar sin överlevnadschans är naturligtvis de genkoder som kodar för dessa kemiska kretsar. Genkoder som gör de kemiska reaktionerna beroende på omgivningen är ett bra överlevnadsknep.
Genkoder som överlevt genom livets alla skiften och är gemensamma för samtliga levande organismer är koder för ribosom-RNA. En ribosom består till största delen själv av ribosom-RNA och är en del av det kemiska maskineri som läser av RNA-meddelandenas signaler.
Koder för ribosom-RNA i vårt DNA är ett minne vi alla har av livets ursprung. Minne är en förutsättning för intelligens. Att kunna reagera fördomsfullt, att ha förutfattade meningar om omgivningens fortsatta inkommande signaler, är vad det krasst handlar om – även våra mest begåvade och intelligenta gissningar.
När ett träd får en skada på grund av ett parasitangrepp är det inte helt hjälplöst tack vare ett inbyggt transportsystem för vatten.
I vissa kärl transporteras vatten och mineraler upp till bladen. I andra transporteras socker, löst i vatten, som bildats vid fotosyntesen i bladen, ut till andra delar av trädet.
Samma väg kan kemiska signaler om angreppet gå och trädet kan skicka ut motgifter i sockerlösningen.
Det metaboliska systemet och blodomloppet hos oss är ett liknande transportsystem. Men vi är otåliga och behöver få reda på oroande saker snabbt.
Alltså har vi nervceller. Nervcellerna bildade från början ett parallellt transportsystem för kemiska signaler. Varje nervcell har egentligen ett eget transportsystem för in och utgående signaler, dendriter och axoner. Men vi är som sagt otåliga. Och någonstans på vägen upptäckte evolutionen att nervceller kunde skicka elektriska signaler också. Dessa kunde kopplas ihop med kemiska förändringar där nervtrådar från olika nervceller möttes.
Elektriska signaler varnar blixtsnabbt om kemiska förändringar ute i nervtrådarna och de framkallar också blixtsnabbt kemiska förändringar, lokala förändringar, på avstånd. Hjärnan har fått en fjärrkontroll att växla (kemiska) program med.
Hur då, kanske du undrar. Hur kan ett antal elektriska impulser , ett relativt fåtal ”på och av”, representera en komplicerad kemisk process?
Tänk på en melodi, sök upp hemsidan Melodyhound på internet och skriv in det första tjugotalet ”ups” eller ”downs” i melodin. Den första noten är naturligtvis neutral, men därefter kan du skriva t ex
UUUDUUDDDDDUUUUUDDDUD
varpå hemsidans datorprogram snabbt talar om att melodin är Danny Boy.
Med samma information (som omedvetna elektriska impulser och inte som den medvetet skapade bokstavsraden ovan) tror jag nästan vilken amerikansk hjärnbark som helst dessutom skulle kunna skicka ut fortsättningen av melodins totala sekvenser av U och D (tillsammans med sekvenser av tonintervall och längdförhållanden mellan toner och pauser) och förmå muskelcellerna i röstorganen att sjunga hela sången.
En engelsk hjärnbark skulle förmodligen dock hitta annorlunda ord att sjunga till melodin, eftersom sången där kallas Londonderry Air.
Jag minns hur det kändes att vara en fladdermus.
Det hände mig förra veckan.
Strax efter tre på natten.
Jag satt som vanligt vid den tiden i bilen på väg in till stan för att hämta morgontidningarna jag kör ut. Jag lyssnade på P6 på bilradion. BBC World Service sände ett vetenskapsprogram där försökspersoner fick gå in i en stor totalmörklagd sal där de skulle hitta en liten insektsliknande attrapp bara med hjälp av hörseln, på samma sätt som fladdermöss gör.
På skallen hade de hörlurar och en apparat som sände ut inspelade fladdermösspip omvandlade till så låga frekvenstal att det var möjligt för en människa att höra dem. En mikrofon kopplad till hörlurarna uppsnappade pipen (de lät som en kort melodisnutt) både när de sändes ut och när de kom tillbaka, som ekon från väggar, tak och insektsattrapp.
Jag satt där i natten i bilen och kunde över radion höra samma sak som en person som famlade omkring i den stora mörka salen någonstans på brittiska öarna.
PIP-pip-PIIP.
Tystnad. Så kom ekot.
PIP-pip-PIIP.
När personen rörde sig mot en föremål i rummet kom ekot med allt mindre tidsutdräkt tills det började överlappa det utgående pipet.
PIP-pip-PIPIIP-pip-PIP.
Slutligen hördes ingen skillnad. Bara ett starkt:
PIP-pip-PIIP!
Det var då det gick upp för mig att jag kunde lokalisera mig i rummet där borta. Aha! Det var bara tidsskillnaden mellan identiska pip som betydde något. Att de var bandade uppspelningar av något som hänt på en avlägsen plats betydde inget. De kunde lika gärna vara minnen i min hjärnbark. Den vet minsann hur man tolkar sannolikheten för samtidiga signaler.
Den vet hur det känns att vara en fladdermus.
Nu känns det som att jag fått den förlösande pusselbiten i min hand.
Så länge man gissar rätt känns alla handlingar som en aha-upplevelse – en aha-handling är när du hittar en aha-upplevelse trots att du gissat fel.
Att pussla ihop resten av mitt liv kommer att vara en sådan.
Det statistiker kallar slumpvariabler är egentligen konstanter.
Du kan t ex gissa att en person du känner ytligt kommer att fylla 60 år något av åren 2006 till 2009. Har du inget annat att gå på förväntar du dig att sannolikheten för att 60-årsdagen inträffar något av de fyra åren är lika hög. Är du villig att räkna lite så kan du lägga ihop 2006 delat med 4 plus 2007 delat med 4 plus 2008 delat med 4 plus 2009 delat med 4, vilket blir 2007,5. Detta är din förväntning.
De enskilda årtalen är slumpvariabler till följd av din okunskap även om personens 60-årsdag alltid inträffar på exakt ett av dem. Man kan alltid indexera dem med nollor eller ettor beroende på vilket år som är det rätta. Antag att året är 2008.
2006 = falskt = 0
2007 = falskt = 0
2008 = sant = 1
2009 = falskt = 0
Hur bär sig hjärnbarken åt för att gå från okunskap till kunskap?
Mikrokolumnerna i hjärnbarken kan stå för ettor eller nollor beroende på om de är aktiva eller inaktiva. Men vi skulle inte lära oss mycket om de stod för konstanter av statiska fenomen. De står istället för konstanter av följder, av sekvenser. Anta att du knäpper på ett häftstift som ligger ”på sidan” på ett bord. Du vill lära dig hur ofta du kan förvänta dig att det hamnar ”på rygg”, med spetsen upp och hur ofta det stannar ”på sidan”, med spetsen nuddande underlaget.
Ett antal försök kan nu beskrivas som en följd av möjliga ingående sekvenser; ”på rygg”-”på rygg”, ”på rygg”-”på sidan”, ”på sidan”-”på sidan”, ”på sidan”-”på rygg”.
En statistiker skulle ställa upp en enkel tabell av detta och räkna antalet gånger samma tabellfördelningen uppkom efter ett antal försöksserier. Förmodligen skulle frekvensen av de olika tabellerna så småningom bilda en normalkurva, med den som innehöll de mest sannolika sekvenserna på topp.
Det är exakt en sådan inlärning som hjärnbarken också gör. Du börjar varje försöksserie med häftsiftet liggande ”på sidan”, med mikrokolumn ”0” aktiverad (eller snarare en ”nollmatris” av mikrokolumner). Varje försök där häftstiftet hamnar ”på rygg” aktiveras mikrokolumn ”1” ( eller snarare en ”enhetsmatris”). Anta att du gör tre försöksserier med tio försök i varje och de utfaller på följande vis:
Försökserier:
1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1
2 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1
3 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1
Det mönster som hjärnbarken formar av detta bildar en matris (vilket du lätt kan kolla om du räknar de olika delsekvensernas förekomst i försöksserierna) där antalet delsekvenser från 0 till 0 är 1, från 0 till 1 är 4, från 1 till 0 är 3 och från 1 till 1 är 1.
Denna matris, som i hjärnbarken är ett mönster av mikrokolumners aktivitet, bildar nu ett hjärnbarks”namn” som hjärnbarken kan räkna frekvenser på i matriser på högre nivåer. Den ger också nya pågående försökserier ett sammanhang så länge de kan komma att klassificeras som ännu en förekomst av just denna matris. Matrisens ”namn” kan också komma att ändras (få ett nytt ordningstal) till följd av att den kan förskjutas från mest frekventa till näst mest frekeventa matris t ex.
Denna tredelning, där alla matriser kan spela alla tre roller, som konstanta slumpvariabler, frekvensmatriser av delsekvenser och som indexering av sannolikhetsgrad, helt beroende på sin inbördes hierarkiska position i hjärnbarken, är hela grunden för hjärnbarkens förväntningsmaskineri.
Vi lär oss genom att räkna förekomster av matriser. Men vår kunskap är aldrig exakt detsamma som den verkliga ordningen. Min kunskap kanske säger mig att du fyller 60 år år 2007,5 fastän det året inte finns. Det faktiska året får jag ändå gissa mig till.
I den mån vi är begåvade har hjärnbarken försett oss med begåvade gissningar.
