"Znanstvenici su riješili misteriju razmišljanja"? Za sada, nažalost, još ne sasvim, ali postupak je u tijeku. Volio bih, naravno, jednog dana napisati popularnoznanstvenu bilješku s takvim naslovom, ali malo je vjerojatno da ćemo živjeti. Bilo je čak i napast da se ovaj članak nazove tako da, unaprijed - ruka je prošla sama od sebe. Ali mi smo se i dalje zadržali, jer to nije način na koji se neuroznanost radi. Ovdje se sve postupno događa. Znanstveni radovi od prošlog mjeseca samo su još nekoliko koraka prema odgovoru na pitanje: "Što je svijest i kako djeluje?" Ali za nas, naivne laike, također je bolje krenuti prema razumijevanju ove tajne postupno (inače, ne daj Bože, u najvažnijem trenutku nećemo ništa razumjeti i uzrujavat ćemo se).
Dakle, danas - tri koraka, tri jednostavne činjenice o radu vašeg mozga.
1. Mozak misli tijelom
Evo, na primjer, uzeli ste to u glavu da biste pročitali drevnog pjesnika Catulala *. Oči vam teku kroz crte:
Attis je letio laganim brodom preko mora, Požurio sam brzim trčanjem u pustinju friških šuma, U onim gustim gustim šumarcima, do svetih mjesta božice.
Promotivni video:
Podstičemo nasilnu strast koja se pretvorila u pijani bijes, Kastrirao je svoje mlado tijelo oštrim kamenom.
Na ovom posljednjem izrazu, muška čitatelj će vjerojatno osjetiti neugodnu hladnoću u donjem dijelu tijela ("tamo gdje je koračao snažni srp", kao što je drugi pjesnik, Fyodor Tyutchev, iznio drugu priliku). Pogledajte što to znači na jeziku neuroznanosti: Dok ste čitali frazu, vaš je mozak bio angažiran u prepoznavanju riječi. U njemu, u mozgu, postoje posebne zone koje su se specijalizirale za razumijevanje jezika. Međutim, neugodna hladnoća, osjetljiva gotovo fizički u trenutku čitanja drage riječi, govori nam da su iz nekog razloga u materiju bila uključena potpuno različita područja mozga - ona koja su zadužena za obradu signala iz perifernih dijelova tijela. Pitanje: je li se to dogodilo slučajno u procesu opažanja književnog teksta ili postoji neki važan aspekt mozga?
Čak i ako naš čitatelj misli da je to glupo pitanje, neuroznanstvenici ne misle tako. Štoviše, ovaj fenomen proučavaju već duže vrijeme. Početkom 2000-ih utvrđeno je da kada osoba čuje glagole "trčati", "udariti" i "poljubiti" - dolazi do protoka krvi u regije mozga koji kontroliraju, odnosno noge, ruke i usne. U svjetlu misaonog eksperimenta s Catullusovim tekstom koji smo iznijeli na početku ovog odjeljka, takvi se rezultati uopće ne čine iznenađujućim. Glavno je pitanje ovo: Je li ta aktivnost motoričkog i osjetilnog korteksa zaista potrebna da bismo shvatili što je mozak upravo čuo ili pročitao? Možda je ovo samo popratna pojava: prvo, dijelovi mozga koji su se specijalizirali za jezik razumiju što se govori, a tek onda se ostali dijelovi blago pobude, iako ih nitko ne pita?
U prvom zadatku trebalo je brzo utvrditi ima li riječ neko značenje. Na primjer: „izvući“- pritisnite desni gumb, „potresno“- pritisnite lijevu.
Alternativno gledište je da je ovaj fenomen sastavni dio razumijevanja jezika. Potvrđuje to činjenica da motorička područja reagiraju na glagole koji znače radnju vrlo brzo, nakon samo 80 milisekundi, očito brže od razumijevanja riječi. To gledište dobiva na popularnosti, ali konačna presuda još nije izrečena.
Upravo su ovu hipotezu neuroznanstvenici s Visoke škole ekonomije u Moskvi, uključujući Jurija Štirova i Andreja Mjačikova, pokušali potkrijepiti. Ova je tema predmet njihovog nedavnog znanstvenog rada objavljenog u časopisu Neuropsychologia.
Da biste odabrali jedno od dva objašnjenja, trebate učiniti sljedeće: na neki način spriječiti motorni korteks da sudjeluje u radu na razumijevanju teksta. Ako se razumijevanje pogoršava ili usporava, to znači da mozak doista treba uključiti različita područja, a ne samo zloglasne jezične centre na lijevoj hemisferi. Ako ne, onda ne.
Danas se prihvaća "uplitanje mozga" koristeći transkranijalnu magnetsku stimulaciju: impuls magnetskog polja privremeno isključuje određene dijelove korteksa. Ovo nije štetnije od MRI-a, pa stoga 28 volontera za eksperimente nije bilo teško pronaći. Oni su dobili dva zadatka. U prvom je bilo potrebno brzo (pritiskom na gumb) utvrditi ima li riječ koja se pojavila na ekranu neko značenje. Na primjer: „izvući“- pritisnite desni gumb, „potresno“- pritisnite lijevu. Drugi zadatak je malo teži, jer je zahtijevao ne samo razumijevanje da riječ ima značenje, već i da shvatim što ona znači. Ispitanici su morali razlikovati konkretne radnje od apstraktnih, na primjer: „pisati“- konkretna radnja, „vjerovati“ili „oprostiti“- apstraktno.
U međuvremenu su ispitanici rješavali probleme (ili bolje rečeno, u roku od 200 milisekundi nakon što se riječ pojavila pred njihovim očima) - magnetski impuls projurio je kroz kranija do motornog korteksa, u onaj njegov dio koji kontrolira pokrete desne ruke. Sigurno ste primijetili da oboje "crtate" i "pišete" - radnje koje izvodi vaša ruka?
"Znam da ne znam ništa" - ovo je neki bezobrazan govor, ali Sokrat je i dalje bio mudrac
Ako su čitatelja zainteresirane za eksperimentalne suptilnosti, rezervacije i ispravke, šaljemo mu članak referencu, nije tako teško, pogotovo ako ste neuroznanstvenik s diplomom. Za kraj, izvještavamo o rezultatu: da, učinak je zaista primijećen. Odnosno, na sposobnost razlikovanja smislenih riječi od besmislenih riječi nije utjecao magnetski šok na motorni korteks. No, u izboru između apstraktnog i konkretnog djelovanja (kad je bilo potrebno razumjeti značenje riječi), razlika je bila očita: kada je motorni korteks bio inhibiran, konkretniji glagoli "crtati" i "pisati" prepoznavali su se sporije, a apstraktno "vjeruješ" i "oprosti" - naprotiv, brže … Dakle, motorni korteks potreban nam je ne samo kako bismo beskorisno mahali rukama ili crtali bučice, već i da bismo razumjeli jezik.
Pažljiv čitatelj mora imati pitanje. Ok, "crtaš" je jednostavan razumljiv glagol, uzmi olovku u ruku i nacrtaj. Ali može se koristiti i u drugom smislu, na primjer: "U svom govoru crtate svijetle perspektive" - ovdje nije jasno uključena nijedna ruka. Ili, na primjer: "Jučer si se toliko napio - ni pjevaj ni slikaj." Trebate li motorni korteks da biste razumjeli takve figurativne obrte govora?
Ne odjednom, požurio je čitatelj. Znanstvenici s Visoke škole ekonomije trenutno rade na tome, a rezultati će biti izviješteni na konferenciji u San Franciscu krajem ožujka. Ako vjerujete objavljenim tezama njihove poruke (a teze su pola stranice teksta bez ikakvih detalja), u "figurativnim izrazima" treba razlikovati metaforu i idiom. Na primjer, "baciti kamen" doslovno je značenje. "Prestanite pušiti" metaforička je uporaba gdje umjesto "prestanite" možete upotrebljavati glagole "stop" ili "quit". "Bacati sjenu" je idiom: nemoguće ju je rastaviti u zasebne riječi i razumjeti ih izolirano jedni od drugih. Čini se da motorni korteks nije potreban za razumijevanje metafora. No idiomi se u tom smislu ponašaju točno poput doslovnih značenja glagola …
… Ali ššš. Autori studije pozvali su nas da ne ulazimo u detalje ovog rada. Spominjali su nas samo činjenicom da ne prečesto visokokvalitetni znanstveni rezultat objavljuju znanstvenici iz njihove matične zemlje. Shtyrov, Myachikov i njihovi kolege (iako rade ne samo u Moskvi, već i u danskom Aarhusu i u engleskom Newcastleu) upravo su ti ljudi kojima se izraz "ruska znanost" može doslovno pripisati. A budući da 8. veljače slavimo Dan ove vrlo ruske znanosti, ovo je izvrsna prilika da čestitamo našim sunarodnjacima i razgovaramo o njihovim postignućima - nadam se, ne iskrivljavajući i ne brkajući ništa.
A budući da se sljedeća dva odjeljka više ne odnose na rusku znanost, predstavit ćemo ih na mnogo kraći i sažetiji način.
2. Mozak zna što ne zna
"En eda oti uden eda", navodno je rekao Sokrat (to jest, moguće je da ga je Platon uopće izmislio, a taj je fraza pogrešno protumačio onaj koji ga je s latinskog preveo na grčki jezik). Čini mi se da Sokrat nije to rekao, jer "znam da ništa ne znam" je neki bezobrazan govor, ali on je još uvijek bio mudrac. Druga stvar je znati točno ono što znate, a što ne znate: ovo izaziva poštovanje. A za to bi bilo lijepo imati nekakav registar vlastitog znanja u svojoj glavi, držeći ga odvojeno od znanja kao takvog.
Takav registar definitivno postoji u našim glavama. Dokazano je to jednostavnije nego ikad: inače ove muke ne bi bilo kad bi se vidjelo poznato lice glumca kojeg sigurno znate, ali za života se ne sjećam njegovog imena i mjesta gdje je snimljen. Mozak je siguran da mu je ovaj glumac u sjećanju. Međutim, iz nekog razloga, nije moguće odmah pronaći odgovarajući unos. Postoji i suprotan učinak, "déjà vu": to je to kad mozak iz nekog razloga misli da je situacija poznata, ali zapravo s tim ranije nije bilo ništa, ali jednostavno se činilo.
Neuroznanstvenici o tome razgovaraju na ovaj način: mozak, osim samog sjećanja, ima i „meta pamćenje“- to je točno sjećanje na ono čega se sjećamo (ili bi se trebali sjećati), a što ne. Ali ono što neuroznanstvenici do nedavno nisu znali, bilo je gdje se točno u mozgu nalazi taj neprocjenjivi dokument s podacima. Japanski istraživači to su otkrili tek sada.
Majmunima su postojala samo dva pitanja: "Jeste li već vidjeli, oh majmune, ovu sliku? Koliko ste sigurni da je niste vidjeli (ili vidjeli)?"
Izvodili su svoje eksperimente ne na ljudima, već na makaki. Majmunima je ponuđena serija slika, a potom su im nakon nekog vremena uručene slike za identifikaciju. Imala su samo dva pitanja: "Jeste li već vidjeli, majmune, ovu sliku? Koliko ste sigurni da je niste vidjeli (ili vidjeli)? " Naravno, majmuni su pitani ne riječima, već načinom na koji obično komuniciraju s majmunima: s pravim reakcijama dobili su nagradu, a za pogreške su morali platiti. U međuvremenu, mozak majmuna ispitan je pomoću MRI.
I evo ga, metamorija: dva svijetla žarišta u prefrontalnom korteksu. Čini se da je jedan odgovoran za sjećanje na nedavne događaje, a drugi za daleke. A onda (kako je sreća da je eksperiment postavljen na životinjama, a ne na ljudima!) Makaci su isključeni iz odgovarajućih središta mozga i opet prisiljeni kladiti se jesu li već vidjeli prikazanu sliku ili zamišljenu. Rezultati su se značajno pogoršavali. Istovremeno, u što su se istraživači uvjerili u zasebnom eksperimentu, samo sjećanje na promatrane slike nije nestalo. Samo je majmunu bilo mnogo teže pouzdano reći o nepoznatoj slici da je nikad nije vidjela.
Ovaj je rad mali korak prema razumijevanju mehanizama pamćenja. Kad se ovi mehanizmi razruše, naši se potomci nikada neće naći u strašnoj situaciji, kad se čini da poznati čovjek korača prema njemu, ali možda on nije poznanik, već se samo pretvarao. Tada će ljudi postati sretniji i skladniji.
3. Mozak spava da bi zaboravio
Neki ljudi, posebno mladi, često misle da je spavanje samo gubljenje vremena. Dok smo budni, puno učimo, skupljamo dojmove, ponekad čak i nešto naučimo. A onda opet! - i rastrgan iz života osam sati crnila. Tako se dogodi da si se probudio, ali ne sjećaš se nečega juče, za života mene. Nedavni članci istraživača sa Sveučilišta Johns Hopkins u Sjedinjenim Državama pokazuju da je to zapravo ono zbog čega spavamo.
Tijekom dana, kada se odvija glavni pokret, mozak obrađuje dojmove, pamti ih i izvodi zaključke. Erik Kandel, koji je za to dobio Nobelovu nagradu 2000. godine, nagađao je kako se to približno događa. Proučavao je neurone mekušca Aplysia, podučavajući njezine jednostavne lekcije mekušaca (na primjer, "ako udariš po sifonu, sad će ih početi tući"). Pokazalo se da ta posebna lekcija odgovara proliferaciji jednog određenog sinapse, odnosno povezanosti između neurona. Dakle, dok smo budni, mozak nešto pamti, a u njemu rastu i jačaju sinapse između neurona.
Pa, američki neuroznanstvenici kažu: kad mozak spava, sinapse se smanjuju! To jest, ne sve: najvažnije i najsnažnije sinapse postaju samo ljutnje, ali sekundarna glupost koja se pretjerano nabubrila tijekom budnih sati, naprotiv, gubi snagu. Kao rezultat toga, miševi (bili su im mozak i neuroni korišteni u eksperimentima) "konsolidiraju" sjećanja: oni zadržavaju važne stvari u svom sjećanju i zaboravljaju nepotrebne gluposti. Međutim, ukupna masa i snaga sinapsi se praktično ne povećavaju. Dakle, proces se može ponoviti puno, puno puta: učite nove stvari, zatim spavajte i opet učite svježim umom. Da nije ove faze sna, sinapse u mišjem mozgu bi porasle izuzetno dugo prije nego što siromašni miš uspije primjetno postajati mudriji.
Istraživači se nisu ograničili na takav lapidarni zaključak, već su razotkrili sve glavne molekularne mehanizme koji su uključeni u ovaj proces. Ako ih netko zanima, neka pročita originalne članke u časopisu Science. A ako je čitatelj već umoran od naših znanstvenih studija, pusti ga u krevet: sve sinapse koje su mu se nabujale u mozgu dok je čitao članak, otopiće se preko noći bez traga, a onda će svježim umom pročitati još jednu bilješku o nečemu drugom.