Christof Koch, en av världens mest framstående neurovetenskapsmän, klev nyligen upp på scenen vid det 15:e 'Behind and Beyond the Brain'-symposiet för att ställa en fråga som har hemsökt filosofer och stenade förstaårsstudenter i århundraden: Skapar hjärnan medvetandet, eller hänger medvetandet bara... runt som en grundläggande egenskap hos verkligheten?

Saken är den: forskare kan nu peka ut vilka hjärnregioner som lyser upp när du ser ett rött äpple, slår i tån eller bestämmer dig för att beställa pizza istället för sallad. Men de kan fortfarande inte förklara varför någon av den hjärnaktiviteten känns som någonting alls. Det är vad filosofer kallar det 'svåra problemet' med medvetande, i motsats till det 'lätta problemet', som är att ta sig igenom en arbetsdag utan att ta en tupplur.

Kochs föredrag riktade in sig på materialismen – den vetenskapliga partilinjen att allt kokar ner till materia, energi och fysikaliska lagar. Medan neurovetenskapen har gjort stora framsteg i att kartlägga hjärnregioner kopplade till medvetenhet, har den inte knäckt hur elektrokemiska signaler förvandlas till den subjektiva upplevelsen av att vara vid liv. En hjärnskanning kan visa att du ser rött, men den kan inte berätta varför det känns så... rött.

Koch planerar att fokusera på tre stora frågetecken: om medvetandet kan reduceras till fysikaliska processer, vad modern fysik säger om verkligheten, och de där konstiga mänskliga upplevelserna som vetenskapen tenderar att sopa under mattan – som nära-döden-upplevelser, mystiska tillstånd och terminal klarhet (där demenspatienter plötsligt blir klara strax före döden). Dessa bevisar inte att medvetandet existerar utanför hjärnan, men Koch menar att de är värda en seriös titt.

Han föreslår också att vi kanske måste damma av gamla filosofiska idéer som idealism (medvetandet är centralt för verkligheten) och panpsykism (medvetandet finns överallt, man). Enligt dessa synsätt skulle medvetandet inte bara poppa upp när en hjärna blir tillräckligt komplex – det kan vara en grundläggande egenskap hos universum, som massa eller laddning.

Koch är en stor förespråkare av Integrated Information Theory, som försöker kvantifiera medvetande matematiskt. Den säger att subjektiv upplevelse uppstår i system som integrerar mycket information till en enhetlig helhet – vilket innebär att ett tillräckligt sammankopplat system kan ha någon form av medvetenhet. Detta har kallats en vetenskaplig version av panpsykism, eftersom det öppnar dörren för möjligheten att din brödrost kan ha ett mycket tråkigt inre liv.

Under tiden har Koch – som arbetar vid Allen Institute for Brain Science och har undervisat vid MIT och Caltech – hjälpt till att utveckla sätt att upptäcka medvetenhet hos patienter som verkar oresponsiva. Vissa människor som inte kan röra sig eller tala kan fortfarande ha medveten hjärnaktivitet, vilket kan förändra hur läkare diagnostiserar och behandlar dem.

Genom att peta på materialismens gränser och ta konstiga upplevelser på allvar, frågar Koch i princip: Är hjärnan en medvetandegenerator, eller bara en väldigt fin antenn? Svaret kan förändra allt – eller skicka oss tillbaka till ruta ett med en bättre uppskattning av mysteriet.