De eeuwenoude vraag wat een ‘zelf’ is – die interne entiteit die onze keuzes stuurt, zelfs als we bezwijken voor verleiding – wordt uitgedaagd door geavanceerde biologische simulaties. We nemen instinctief aan dat een geest hersenen nodig heeft, maar onderzoek suggereert dat rudimentaire vormen van zelfzucht, keuzevrijheid en zelfs cognitie kunnen bestaan binnen veel eenvoudigere systemen: tot op het niveau van individuele cellen, en zelfs de netwerken van moleculen binnen die cellen. Dit is niet alleen een academische curiositeit; het heeft implicaties voor de manier waarop we ziekten behandelen, de oorsprong van het leven begrijpen en zelfs intelligentie zelf definiëren.
De opkomst van keuzevrijheid
Traditioneel werd aangenomen dat keuzevrijheid – het vermogen om doelen na te streven en de omgeving te veranderen – exclusief was voor organismen met hersenen. Het idee is dat hersenen complexe informatieverwerking, leren en doelgericht handelen mogelijk maken. Onderzoekers ontdekken nu echter dat zelfs fundamentele biologische systemen vergelijkbaar gedrag vertonen. Slijmzwammen leren door doolhoven te navigeren, planten passen hun groeipatronen aan op basis van stimuli, en zelfs ons eigen immuunsysteem ‘herinnert’ zich indringers – allemaal zonder centraal zenuwstelsel. Dit roept een fundamentele vraag op: op welk punt wordt een verzameling componenten een agent met een eigen wil?
De sleutel ligt in causale opkomst. Als het gedrag van een systeem niet volledig kan worden voorspeld door simpelweg de delen op te tellen, maar het vereist om het geheel te begrijpen, is er sprake van keuzevrijheid. Onderzoekers gebruiken wiskundige hulpmiddelen om deze ‘heelheid’ (weergegeven door een waarde die ‘phi’ wordt genoemd) te meten, waarbij ze ontdekken dat zelfs genregulerende netwerken (GRN’s) – de moleculaire circuits in cellen – verrassende niveaus ervan kunnen vertonen.
Moleculen leren om te leren
Michael Levin en zijn team aan de Tufts University voerden experimenten uit met het modelleren van GRN’s, de netwerken die genexpressie controleren. Geïnspireerd door Pavlovs klassieke conditioneringsexperimenten met honden, ‘trainden’ ze deze moleculaire netwerken om een neutrale stimulus te associëren met een actieve. Het resultaat? De GRN’s geleerd. Ze pasten hun gedrag zelfs zonder de actieve stimulus aan, wat een primitieve vorm van geheugen demonstreerde.
Dit is niet alleen theoretisch. Hetzelfde team ontdekte dat het niveau van causale opkomst binnen deze netwerken toenam naarmate men leerde. Hoe meer een GRN leerde, hoe meer het optrad als een samenhangende, zelfregulerende entiteit. Opmerkelijk genoeg keerde het netwerk, wanneer het gedwongen werd een bepaald gedrag te ‘vergeten’, niet simpelweg terug naar de vorige staat; in plaats daarvan leerde het het tegenovergestelde concept kennen, waardoor de causale opkomst ervan verder werd vergroot. Dit suggereert dat moleculaire systemen een soort ‘intelligentieratel’ kunnen vertonen, die bij elke interactie complexer wordt.
Van geneeskunde tot oorsprong van het leven
De implicaties van dit onderzoek zijn verreikend. Levin suggereert dat het manipuleren van het ‘geheugen’ van biomoleculaire routes de medicijntolerantie zou kunnen verminderen of zelfs medicatie zou kunnen toedienen met behulp van onschadelijke triggers. Als we cellen kunnen conditioneren om op specifieke stimuli te reageren zonder schadelijke bijwerkingen, kan dit een revolutie teweegbrengen in behandelstrategieën.
Maar de implicaties reiken verder dan de geneeskunde. Sommige biologen beweren dat dit begrip van keuzevrijheid de geheimen van de oorsprong van het leven zou kunnen ontsluiten. Als keuzevrijheid een fundamentele eigenschap van materie is, in plaats van een opkomend kenmerk van complexiteit, zou dit kunnen verklaren waarom het leven neigt naar zelforganisatie en evolutie. De vroegste zelfreplicerende chemische systemen vertoonden mogelijk een rudimentaire werking, die de overgang van levenloze materie naar levende organismen aanstuurde.
Een continuüm van cognitie
De huidige consensus verschuift naar het idee dat agency geen aan/uit-knop is, maar een continuüm. Eenvoudige systemen zoals autokatalytische chemische reacties – waarbij de ene chemische stof de productie van de andere stimuleert – vertonen ook leerachtig gedrag. Dit suggereert dat cognitie niet exclusief is voor de hersenen, maar bestaat op meerdere niveaus van biologische organisatie.
Hoewel sommigen voorzichtig zijn met het antropomorfiseren van moleculen, stapelt het bewijs zich op dat zelfs de eenvoudigste systemen doelgericht gedrag kunnen vertonen. Of deze gedragingen echt ‘denken’ vormen, blijft discutabel, maar ze dagen onmiskenbaar ons conventionele begrip uit van wat het betekent om levend, bewust en in staat tot keuzevrijheid te zijn.
Concluderend: het begrip ‘geest’ breidt zich uit. Het vermogen tot keuzevrijheid, leren en zelforganisatie is niet beperkt tot complexe organismen. Het lijkt een fundamentele eigenschap van biologische systemen te zijn, die mogelijk zelfs op moleculair niveau bestaat. Deze ontdekking herdefinieert niet alleen intelligentie; het dwingt ons om de fundamenten van het leven zelf te heroverwegen.
