"Znanstveniki so razrešili skrivnost razmišljanja"? Zaenkrat žal še ne povsem, a postopek teče. Seveda bi si želel, da bi nekega dne napisal poljudnoznanstveno noto s takim naslovom, vendar verjetno ne bomo živeli. Obstajala je celo skušnjava, da bi ta članek poklical tako, vnaprej - roka je šla sama od sebe. A vseeno smo se zadržali, ker se v nevroznanosti ne dela tako. Tu se dogaja vse postopoma. Znanstvena dela zadnjega meseca so le še nekaj korakov do odgovora na vprašanje: "Kaj je zavest in kako deluje?" Toda za nas, naivne laike, je tudi bolje, da se premaknemo k razumevanju te skrivnosti postopoma (sicer, ne daj Bog, v najpomembnejšem trenutku ne bomo ničesar razumeli in se bomo razburjali).
Torej, danes - trije koraki, tri preprosta dejstva o delu vaših možganov.
1. Možgani razmišljajo s telesom
Tu si ga je na primer vzel v glavo, da bi prebral starodavnega pesnika Catulala *. Oči tečejo skozi črte:
Attis je v letečem, lahkem čolnu hitel čez morja, Pohitela s hitrim zaletom v divjino frigijskih gozdov, V tistih hrastih gostih nasadov, do svetih krajev boginje.
Promocijski video:
Spodbujamo z nasilno strastjo, ki se je zavihtela v pijan bes, S svojim ostrim kamnom je kastriral svoje mlado telo.
Ob tem zadnjem stavku bo moški bralec verjetno čutil neprijetno mrzlico v spodnjem delu telesa ("kamor je hodil živahni srp", kot je ob drugi priložnosti povedal drugi pesnik, Fjodor Tyutchev). Poglejte, kaj to pomeni v jeziku nevroznanosti: Medtem ko ste brali besedno zvezo, so vaši možgani sodelovali pri prepoznavanju besed. V njem so v možganih posebne cone, ki so specializirane za razumevanje jezika. Vendar neprijetna mrzlica, ki se je v trenutku branja zaželene besede opaziti skoraj fizično, nam pove, da so iz nekega razloga v zadevo vpletena popolnoma drugačna področja možganov - tista, ki so zadolžena za obdelavo signalov iz obrobnih delov telesa. Vprašanje: ali se je to zgodilo po naključju v procesu dojemanja literarnega besedila ali obstaja kakšen pomemben vidik možganov?
Tudi če naš bralec misli, da je to neumno vprašanje, nevroznanstveniki ne mislijo tako. Še več, ta pojav so preučevali že kar nekaj časa. Na začetku 2000-ih let je bilo ugotovljeno, da ko človek sliši glagole "teči", "udariti" in "poljubiti" - pride do pretoka krvi v možganska območja, ki nadzorujejo, to je noge, roke in ustnice. Glede na miselni eksperiment s Catullusovim besedilom, ki smo ga zastavili na začetku tega poglavja, se takšni rezultati sploh ne zdijo presenetljivi. Glavno vprašanje je naslednje: Ali je ta aktivnost motoričnega in čutnega korteksa res potrebna, da bi razumeli, kaj so možgani pravkar slišali ali prebrali? Morda je to le stranski učinek: najprej deli možganov, ki so specializirani za jezik, razumejo, kaj se govori, in šele nato se drugi deli rahlo vzbudijo, čeprav jih nihče ne vpraša?
Pri prvi nalogi je bilo treba hitro ugotoviti, ali ima beseda kakšen pomen. Na primer: "narišite" - pritisnite desni gumb, "šmakiš" - pritisnite levi.
Alternativno stališče je, da je ta pojav sestavni del razumevanja jezika. Podkrepljeno je z dejstvom, da motorična območja reagirajo na glagole, ki pomenijo dejanje zelo hitro, po samo 80 milisekundah, očitno hitreje kot razumevanje besede. To stališče dobiva vse večjo priljubljenost, vendar pravnomočna sodba še ni bila izrečena.
To hipotezo so nevroznanstveniki z Višje ekonomske šole v Moskvi, vključno z Jurijem Štirovom in Andrejem Mjačikovom, poskušali utemeljiti. Ta tema je predmet njihovega nedavnega znanstvenega dela, objavljenega v reviji Neuropsychologia.
Če želite izbrati eno od obeh razlag, morate narediti naslednje: nekako preprečiti, da bi motorična skorja sodelovala pri delu na razumevanju besedila. Če se razumevanje poslabša ali upočasni, to pomeni, da morajo možgani resnično vključevati različna področja in ne le zloglasne jezikovne centre na levi polobli. Če ne, potem ne.
Danes motijo možgane, danes sprejemajo transkranialno magnetno stimulacijo: impulz magnetnega polja začasno izklopi določene dele skorje. To ni nič bolj škodljivo kot MRI, zato 28 prostovoljcev za poskuse ni bilo težko najti. Prav njim so ponudili dve nalogi. V prvem je bilo treba hitro (s pritiskom na gumb) ugotoviti, ali ima beseda, ki se je pojavila na zaslonu, kakšen pomen. Na primer: "narišite" - pritisnite desni gumb, "šmakiš" - pritisnite levi. Druga naloga je nekoliko težja, saj je zahtevala ne le razumevanje, da je beseda smiselna, ampak tudi, da ugotovi, kaj pomeni. Subjekti so morali razlikovati konkretna dejanja od abstraktnih, na primer: "pisati" - konkretno dejanje, "verjeti" ali "odpustiti" - abstraktno.
Medtem so preiskovanci reševali težave (ali bolje rečeno, v 200 milisekundah po tem, ko se je beseda pojavila pred njihovimi očmi) - magnetni impulz se je skozi njihove lobanje povzpel v motorično skorjo, na tisti njen del, ki nadzoruje premike desne roke. Gotovo ste opazili, da oba "rišete" in "pišete" - dejanja, ki jih izvaja vaša roka?
"Vem, da ničesar ne vem" - to je nekaj praznega govora, toda Sokrat je bil še vedno modrec
Če bralca zanimajo eksperimentalne subtilnosti, rezervacije in popravki, ga pošljemo v članek po referenci, ni tako težko, še posebej, če ste nevroznanstvenik z diplomo. Za konec poročamo o rezultatu: da, učinek je bil res opažen. Se pravi, na sposobnost razločevanja smiselnih besed od nesmiselnih besed magnetni šok na motorično skorjo ni vplival. Toda pri izbiri med abstraktnim in konkretnim dejanjem (ko je bilo treba razumeti pomen besede) je bila razlika očitna: ko je motorična skorja zavirana, so se konkretni glagoli "risati" in "pisati" prepoznavali počasneje, abstraktno pa "verjameš" in "oprosti" - nasprotno, hitreje … Torej motorično skorjo potrebujemo ne le zato, da nekoristno mahamo z rokami ali rišemo palčke, ampak tudi, da razumemo jezik.
Pozorni bralec mora imeti vprašanje. V redu, "rišeš" je preprost razumljiv glagol, v roke vzemi svinčnik in nariši. Lahko pa ga uporabimo tudi v drugem pomenu, na primer: "V svojem govoru narišete svetle perspektive" - tukaj nobena roka ni očitno vključena. Ali na primer: "Včeraj si se tako napil - niti peti niti slikati." Ali potrebujete motorično skorjo, da bi razumeli takšne figurativne zavoje govora?
Ni vse naenkrat, pohiti bralec. Znanstveniki z Visoke ekonomske šole se trenutno ukvarjajo s tem, o rezultatih pa bodo poročali na konferenci v San Franciscu konec marca. Če verjamete, da so objavljene teze njihovega sporočila (in teze pol strani besedila brez kakršnih koli podrobnosti), je treba v "figurativnih izrazih" razlikovati med metaforo in idiomom. Na primer, "metati kamen" je dobeseden pomen. "Prenehati kaditi" je metaforična uporaba, kjer lahko namesto "nehajte" uporabljati glagola "ustaviti" ali "prenehati". "Vstavljanje sence" je idiom: nemogoče ga je razdeliti na ločene besede in jih razumeti izolirano drug od drugega. Zdi se, da motorična skorja ni potrebna za razumevanje metafore. Toda idiomi se v tem smislu obnašajo točno tako kot dobesedni pomeni glagolov …
… Ampak ššš. Avtorji študije so nas pozvali, naj se ne spuščamo v podrobnosti tega dela. Navedli smo ga le zaradi dejstva, da znanstveniki iz matične države ne objavljajo preveč pogosto kakovostnega znanstvenega rezultata. Shtyrov, Myachikov in njihovi kolegi (čeprav delajo ne le v Moskvi, ampak tudi v danskem Aarhusu in v angleškem Newcastlu) so točno tisti ljudje, ki jim lahko izraz "ruska znanost" dobesedno pripišemo. In ker 8. februarja praznujemo dan te zelo ruske znanosti, je to odlična priložnost, da čestitam našim rojakom in se pogovarjamo o njihovih dosežkih - upam, ne da bi karkoli izkrivljali ali zamenjevali.
In ker naslednja dva poglavja ne veljata več za rusko znanost, jih bomo predstavili na veliko krajši in bolj jedrnat način.
2. Možgani vedo, česar ne vejo
"En eda oti uden eda," je domnevno rekel Sokrat (torej je mogoče, da si ga je Platon sploh izmislil, in zagotovo je besedno zvezo napačno razlagal tisti, ki jo je prevajal nazaj iz latinščine v grščino). Zdi se mi, da Sokrat tega ni rekel, ker "vem, da ničesar ne vem" je nekaj brezveze, vendar je bil še vedno modrec. Druga stvar je natančno vedeti, kaj veste in česa ne znate: to vzbuja spoštovanje. In za to bi bilo lepo imeti v glavi nekakšen register lastnega znanja, ki bi ga vodil ločeno od znanja kot takega.
Takšen register zagotovo obstaja v naših glavah. Dokazovanje tega je preprostejše kot kdajkoli prej: sicer te muke ne bi bilo ob pogledu na znani obraz igralca, ki ga zagotovo poznate, toda za vse življenje se ne spomnite njegovega imena in kje je bil posnet. Možgani so prepričani, da je temu akterju v spominu. Vendar pa iz nekega razloga ni mogoče takoj najti ustreznega vnosa. Obstaja tudi nasproten učinek, "déjà vu": takrat možgani iz nekega razloga mislijo, da je stanje znano, v resnici pa z njim prej ni bilo nič takega, ampak se je samo zdelo.
Nevroznanstveniki o tem govorijo tako: možgani poleg samega spomina imajo tudi »meta spomin« - to je ravno spomin na to, česa se spomnimo (ali bi se morali spomniti) in česa ne. Toda tisto, kar nevroznanstveniki do nedavnega niso vedeli, je, kje točno je v možganih ta neprecenljiva zbirka datotek. Japonski raziskovalci so to odkrili šele zdaj.
Opicam sta bili samo dve vprašanji: "Ste že videli, o opica, to sliko? Kako prepričani ste, da je niste videli (ali videli)?"
Poskusili so ne na ljudeh, ampak na makakih. Opicam so ponudili serijo slik, nato pa jim čez nekaj časa predstavili sliko za identifikacijo. Vprašali sta se samo dve vprašanji: »Ali ste že videli, o opica, to sliko? Kako prepričani ste, da je niste videli (ali videli)? Seveda so bile opice vprašane ne z besedami, ampak na način, kako običajno komunicirajo z opicami: s pravimi reakcijami so prejele nagrado, za napake pa so morale plačati. Medtem so opicine možgane pregledali z MRI.
In tu je metamorija: dve svetli žarišči v predfrontalni skorji. Eden se zdi odgovoren za spominjanje nedavnih dogodkov, drugi pa za oddaljene. In potem (kako sreča, da je bil eksperiment uprizorjen na živalih in ne na ljudeh!) Makaki so izklopili ustrezne možganske centre in se spet prisilili, da bi stavili, ali so že videli prikazano sliko, ali so mislili. Rezultati so se znatno poslabšali. Hkrati, kot so se v ločenem eksperimentu prepričali raziskovalci, tudi sam spomin na gledane slike ni izginil. Samo, da je bilo opici mnogo težje samozavestno povedati o neznani sliki, da je nikoli ni zares videla.
To delo je majhen korak k razumevanju mehanizmov spomina. Ko se ti mehanizmi razkrijejo, se naši potomci ne bodo nikoli znašli v grozni situaciji, ko se zdi, da znani moški hodi proti njemu, a morda ni znanec, ampak se je samo pretvarjal. Takrat bodo ljudje postali srečnejši in bolj harmonični.
3. Možgani spijo, da bi pozabili
Nekateri, še posebej mladi, pogosto mislijo, da je spanje le izguba časa. Medtem ko smo budni, se veliko naučimo, naberemo vtise, včasih se tudi kaj naučimo. In potem spet! - in iztrgalo iz življenja osem ur črnine. In tako se zgodi, da ste se zbudili, vendar se ne spomnite nečesa včeraj, za časa mojega življenja. Nedavni članki raziskovalcev z univerze Johns Hopkins v ZDA kažejo, da pravzaprav to spimo.
Čez dan, ko se odvija glavno gibanje, možgani obdelujejo vtise, si jih zapomnijo in sklepajo. Erik Kandel, ki je za to prejel leta 2000, je ugibal, kako se to približno dogaja. Preučeval je nevrone mehkužca Aplysia, poučeval je njene preproste lekcije mehkužcev (na primer, "če božate po sifonu, bodo zdaj začeli bijeti"). Izkazalo se je, da ta posebna lekcija ustreza rasti ene določene sinapse, torej povezavi med nevroni. Torej, ko smo budni, si možgani nekaj zapomnijo in v njej rastejo in krepijo sinapse med nevroni.
No, ameriški nevroznanstveniki pravijo: ko možgani spijo, se sinapse zmanjšajo! To sicer ni vse: najpomembnejše in najmočnejše sinapse postanejo samo bolj jezne, toda sekundarna neumnost, ki se je prebujala med budnimi urami, nasprotno izgubi svojo moč. Kot rezultat, miši (to so bili njihovi možgani in nevroni, ki so jih uporabili v poskusih) "utrdijo" spomine: ohranjajo pomembne stvari v spominu in pozabljajo nepotrebne neumnosti. Vendar se skupna masa in moč sinapse praktično ne poveča. Tako se lahko postopek ponavlja mnogo, velikokrat: naučite se novih stvari, nato spite in se ponovno učite s svežim umom. Če ne bi bilo te faze spanja, bi sinapse v mišjih možganih rasle izjemno dolgo, preden bi uboga miška imela čas, da opazno postane modrejša.
Raziskovalci se niso omejili na tako lapidarno ugotovitev, temveč so razvozlali vse glavne molekularne mehanizme, ki so vključeni v ta postopek. Če koga zanima, naj prebere izvirne članke v Science. In če je bralec že utrujen od naših znanstvenih študij, ga pustite spat: vse sinapse, ki so se mu med branjem članka nabrekle v možganih, se bodo čez noč raztopile brez sledu, nato pa bo s svežim umom prebral še eno opombo o nečem drugem.