"Teadlased on mõtlemise mõistatuse lahendanud"? Siiani kahjuks veel mitte, kuid protsess on käimas. Muidugi tahaksin ühel päeval kirjutada sellise pealkirjaga populaarteadusliku märkuse, kuid tõenäoliselt me ei ela. Oli isegi kiusatus seda artiklit nimetada nii, ette - käsi läks iseenesest. Kuid me hoidsime ikkagi end tagasi, sest niimoodi ei tehta asju neuroteaduses. Kõik toimub siin järk-järgult. Viimase kuu teadustööd on vaid veel mõned sammud vastuse saamiseks küsimusele: "Mis on teadvus ja kuidas see töötab?" Kuid ka meie, naiivsete võhikute jaoks, on parem liikuda selle saladuse mõistmise poole järk-järgult (vastasel juhul, jumal hoidku, kõige tähtsamal hetkel ei saa me millestki aru ja oleme ärritunud).
Nii et täna - kolm sammu, kolm lihtsat fakti oma aju töö kohta.
1. Aju mõtleb kehaga
Näiteks võtsite siin pähe, et lugeda muistset luuletajat Catullust *. Teie silmad jooksevad läbi joonte:
Attis tormas üle mere lendavas kerges paadis, Kiirustades kiiresti otsa Phrygiani metsade kõrbe, Neis tihedate salude tihnikus jumalanna pühadesse kohtadesse.
Reklaamvideo:
Õhutame vägivaldse kirega, mis tungis purjus raevu, Ta kastreeris oma noore keha terava kiviga.
Selle viimase fraasi juures tunneb meeslugeja ilmselt keha alumises osas ebameeldivat külmavärinat (“kus kõndis jõuline sirp”, nagu teine luuletaja Fjodor Tyutchev asetas seda teisele korrale). Vaadake, mida see neuroteaduste keeles tähendab: fraasi lugemise ajal tegeles teie aju sõnade äratundmisega. Selles, ajus, on spetsiaalsed tsoonid, mis on spetsialiseerunud keele mõistmisele. Ebameeldiv külmavärin, mis hellitatava sõna lugemise hetkel peaaegu füüsiliselt ilmneb, annab meile teada, et mingil põhjusel olid asjaga seotud täiesti erinevad ajupiirkonnad - need, mis vastutavad keha perifeersetest osadest pärit signaalide töötlemise eest. Küsimus: kas see juhtus kirjandusteksti tajumise käigus juhuslikult või on mõni aju oluline aspekt?
Isegi kui meie lugeja arvab, et see on rumal küsimus, ei arva neuroteadlased seda. Pealegi on nad seda nähtust juba pikka aega uurinud. 2000. aastate alguses leiti, et kui inimene kuuleb tegusõnu "jookse", "lööma" ja "suudelda" - toimub verevool aju piirkondadesse, mis kontrollivad vastavalt jalgu, käsi ja huuli. Pidades silmas mõttelist eksperimenti Catulluse tekstiga, mille esitasime selle jaotise alguses, ei tundu sellised tulemused sugugi üllatavad. Põhiküsimus on järgmine: kas see motoorse ja sensoorse ajukoore tegevus on tõesti vajalik selleks, et mõista, mida aju on just kuulnud või lugenud? Võib-olla on see lihtsalt kõrvaltoime: esiteks mõistavad keelele spetsialiseerunud ajuosad seda, mida öeldakse, ja alles siis saavad teised osad kergelt õhku, ehkki keegi neid ei küsi?
Esimeses ülesandes tuli kiiresti kindlaks teha, kas sõnal on mingit tähendust. Näiteks: “joonistamine” - vajutage parempoolset nuppu, “shmakish” - vajutage vasakut.
Alternatiivne seisukoht on, et see nähtus on keele mõistmise lahutamatu osa. Seda toetab asjaolu, et motoorsed alad reageerivad verbidele, mis tähendavad toimingut väga kiiresti, ainult 80 millisekundi järel, ilmselgelt kiiremini kui sõna mõistmine. See seisukoht kogub populaarsust, kuid lõplikku kohtuotsust pole veel kuulutatud.
Just seda hüpoteesi proovisid põhjendada Moskva kõrgema majanduskooli neuroteadlased, sealhulgas Juri Štõrov ja Andrei Mjatšikov. See teema on nende hiljutise teadustöö teema, mis avaldati ajakirjas Neuropsychologia.
Kahe seletuse valimiseks peate tegema järgmist: takistama mingil moel ajukoore osalemist teksti mõistmise töös. Kui mõistmine halveneb või aeglustub, tähendab see, et aju peab tõesti hõlmama mitmesuguseid valdkondi, mitte ainult kurikuulsaid keelekeskusi vasakpoolses poolkeras. Kui ei, siis ei.
Tänapäeval aktsepteeritakse “aju segamist” transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni abil: magnetvälja impulss lülitab ajutiselt välja teatud ajukoore osad. See pole kahjulikum kui MRT ja seetõttu ei olnud 28 eksperimentide jaoks vabatahtlikku raske leida. Just neile pakuti kahte ülesannet. Esimeses oli vaja kiiresti (nuppu vajutades) kiiresti kindlaks teha, kas ekraanile ilmunud sõnal oli mingit tähendust. Näiteks: “joonistamine” - vajutage parempoolset nuppu, “shmakish” - vajutage vasakut. Teine ülesanne on natuke raskem, kuna see nõudis mitte ainult mõistmist, et sõna on tähenduslik, vaid ka aru saada, mida see tähendab. Katsealused pidid eristama konkreetseid toiminguid abstraktsetest, näiteks: "kirjuta" - konkreetne tegevus, "usu" või "anna andeks" - abstraktne.
Vahepeal lahendasid katseisikud probleeme (või õigemini, 200 millisekundi jooksul pärast sõna ilmumist nende silme ette) - nende kolju kaudu tungis magnetiline impulss motoorsesse ajukooresse selle osa juurde, mis kontrollib parema käe liikumist. Peate olema märganud, et te mõlemad "joonistate" ja "kirjutate" - toiminguid, mida teete oma käega?
"Ma tean, et ma ei tea mitte midagi" - see on mingi tühikäik, kuid Sokrates oli siiski tark
Kui lugejat huvitavad eksperimentaalsed peensused, reservatsioonid ja parandused, saadame ta artiklile viitena, see pole nii keeruline, eriti kui olete diplomiga neuroteadlane. Ülejäänud osas teatame tulemuse: jah, mõju oli tõesti täheldatud. See tähendab, et võimet eristada tähenduslikke sõnu mõttetutest sõnadest ei mõjutanud motoorika koore magnetiline löök. Kuid abstraktse ja konkreetse tegevuse vahel valimisel (kui oli vaja aru saada selle sõna tähendusest) oli erinevus ilmne: kui motoorset ajukoort pärssiti, tunnistati betooni tegusõnu “joonistama” ja “kirjutama” aeglasemalt ning abstraktseid “usute” ja “andestate” - vastupidi, kiiremini … Niisiis, me vajame motoorset ajukoort mitte ainult selleks, et asjatult käsi lainetada või hantleid joonistada, vaid ka keele mõistmiseks.
Tähelepanelikul lugejal peab olema küsimus. Olgu, "sa joonistad" on lihtne arusaadav verb, võta pliiats käes ja joonista. Kuid seda saab kasutada ka muus tähenduses, näiteks: „Oma kõnes joonistad helgeid vaatenurki” - ükski käsi pole siin selgelt seotud. Või näiteks: "Sa said eile nii purjus - ei laula ega maali." Kas teil on vaja selliste kujundlike kõne pöörde mõistmiseks motoorset ajukoort?
Mitte kõik korraga, kiirustas lugeja. Kõrgema majanduskooli teadlased töötavad selle kallal praegu ja tulemustest teatatakse märtsi lõpus San Franciscos toimuval konverentsil. Kui usute, et nende sõnumi avaldatud teesid (ja need on poole lehekülje pikkused, ilma üksikasjadeta), tuleks "kujundlikes väljendustes" teha vahet metafoori ja idioomi vahel. Näiteks on "kivi visata" sõna otseses tähenduses. "Suitsetamisest loobumine" on metafooriline kasutusviis, kus "quit" asemel võite kasutada verbi "stop" või "quit". "Varju heitmine" on idioom: seda on võimatu laguneda eraldi sõnadeks ja mõista neid üksteisest eraldatuna. Näib, et metafoori mõistmiseks pole motoorset ajukooret vaja. Kuid idioomid käituvad selles mõttes täpselt nagu verbide sõnasõnalised tähendused …
… aga shhh. Uuringu autorid kutsusid meid üles mitte laskuma selle töö üksikasjadesse. Meid ajendas seda mainima ainult asjaolu, et mitte liiga sageli avaldavad koduriigi teadlased kvaliteetset teaduslikku tulemust. Štõrov, Mjatšikov ja nende kolleegid (ehkki nad töötavad mitte ainult Moskvas, vaid ka Taani Århusis ja inglise keeles Newcastle) on just need inimesed, kellele saab sõna "vene teadus" sõna otseses mõttes viidata. Ja kuna me tähistame selle väga vene teaduse päeva 8. veebruaril, on see suurepärane võimalus kaasmaalasi õnnitleda ja rääkida nende saavutustest - ma loodan, ilma et see midagi moonutaks või segaks.
Ja kuna järgmised kaks jaotist ei kehti enam vene teaduse suhtes, tutvustame neid palju lühemalt ja kokkuvõtlikumalt.
2. Aju teab, mida ta ei tea
"En eda oti uden eda," ütles Socrates väidetavalt (see tähendab, et on võimalik, et Platon leiutas selle üldse ja kindlasti tõlgendas fraasi see, kes selle ladina keelest kreeka keelde tagasi tõlkis). Mulle tundub, et Sokrates seda ei öelnud, sest “ma tean, et ma ei tea midagi” on mingi tühikäik, kuid ta oli siiski targake. Teine asi on teada täpselt seda, mida teate ja mida ei tea: see inspireerib lugupidamist. Ja selleks oleks tore, kui teie peas oleks mingi oma teadmiste register, hoides seda teadmistest kui sellistest eraldi.
Selline register on meie peades kindlasti olemas. Selle tõestamine on lihtsam kui kunagi varem: vastasel juhul poleks neid piinasid olnud näitleja tuttava näo nägemisel, keda teate kindlasti, aga minu elu ei mäleta ta nime ja kus teda filmiti. Aju on kindel, et see näitleja on mälus. Kuid mingil põhjusel pole kohe võimalik vastavat kannet leida. Samuti on vastupidine efekt, "déjà vu": see on siis, kui aju arvab mingil põhjusel, et olukord on tuttav, kuid tegelikult polnud selles varem midagi sellist, vaid lihtsalt tundus.
Neuroteadlased räägivad sellest nii: lisaks mälule on ajus ka “metamälu” - see on täpselt mälu sellest, mida me mäletame (või peaksime mäletama) ja mida mitte. Kuid mida neuroteadlased alles hiljuti ei teadnud, oli see, kus ajus see hindamatu failikapp täpselt asub. Jaapani teadlased avastasid selle alles nüüd.
Ahvidel oli ainult kaks küsimust: “Kas te olete seda pilti varem näinud, oh ahv? Kui kindel olete, et te pole teda näinud (või näinud)?"
Nad tegid oma katseid mitte inimestega, vaid makaakidega. Ahvidele pakuti pildiseeriat ja mõne aja pärast anti neile pilt tuvastamiseks. Neil oli ainult kaks küsimust: “Kas te olete juba näinud, oh ahv, seda pilti? Kui kindel olete, et te pole teda näinud (või näinud)? Muidugi ei küsitud ahvidelt mitte sõnadega, vaid viisil, kuidas nad tavaliselt ahvidega suhtlevad: õigete reaktsioonide korral said nad tasu ja vigade eest pidid nad maksma. Vahepeal uuriti ahvide aju MRT abil.
Ja siin see on, muutuv: kaks heledat koldet prefrontaalses ajukoores. Üks näib olevat vastutav hiljutiste sündmuste mäletamise eest, teine kaugete eest. Ja siis (kui õnn, et katse lavastati loomadel, mitte inimestel!), Makaakid lülitati aju vastavad keskused välja ja sunniti jälle panustama, kas nad on juba näidatud pilti näinud või ette kujutanud. Tulemused halvenesid märkimisväärselt. Samal ajal, nagu teadlased olid eraldi eksperimendis veendunud, pole ka vaadeldud piltide mälestus kadunud. Lihtsalt oli ahvil palju keerulisem harjumatu pildi kohta enesekindlalt öelda, et ta pole seda kunagi näinud.
See töö on väike samm mälumehhanismide mõistmise poole. Kui need mehhanismid lahti harutatakse, ei satu meie järeltulijad kunagi kohutavasse olukorda, kui tuttav mees justkui kõnnib tema poole, kuid võib-olla pole ta tuttav, vaid lihtsalt teeskleb end olevat. Siis muutuvad inimesed õnnelikumaks ja harmoonilisemaks.
3. Aju magab unustamiseks
Mõned inimesed, eriti noored, arvavad sageli, et magamine on lihtsalt aja raiskamine. Ärkvel olles õpime palju, kogume muljeid, mõnikord õpime isegi midagi. Ja siis jälle! - ja rebitud elust kaheksa tundi pimedust. Ja nii juhtub, et ärkasite üles, kuid ei mäleta midagi eilsest minu elu jaoks. USA Johns Hopkinsi ülikooli teadlaste hiljutised artiklid näitavad, et see on see, mille nimel me magame.
Päeval, kui peamine liikumine toimub, töötleb aju muljeid, jätab need meelde ja teeb järeldusi. Erik Kandel, kes selle eest 2000. aastal Nobeli preemia sai, arvas, kuidas see umbkaudu juhtub. Ta uuris molluski Aplysia neuroneid, õpetades talle lihtsaid molluskitunde (näiteks "kui sa lööd sifoonil, siis hakkavad nad nüüd peksma"). Selgus, et see konkreetne õppetund vastab ühe konkreetse sünapsi, see tähendab neuronite vahelise ühenduse kasvule. Niisiis, kuni oleme ärkvel, mäletab aju midagi ja neuronite vahelised sünapsid kasvavad ja tugevnevad selles.
Noh, Ameerika neuroteadlased ütlevad: kui aju magab, sünapsid vähenevad! See tähendab, et mitte kõik: kõige olulisemad ja võimsamad sünapsid muutuvad ainult vihasemaks, kuid teisene jama, mis ärkveloleku ajal liigselt paisus, vastupidi, kaotab oma jõu. Selle tulemusel konsolideerivad hiired (katsetes kasutati nende ajusid ja neuroneid) mälestusi: nad hoiavad oma mälus olulisi asju ja unustavad tarbetuid jama. Kuid sünapside kogumass ja võimsus praktiliselt ei suurene. Seega saab seda protsessi korrata palju-mitu korda: õppida uusi asju, siis magada ja õppida uuesti värske meelega. Kui see poleks selle une staadiumi jaoks, oleks hiire aju sünapsid kasvanud äärmiselt pikaks, enne kui vaesel hiirel on aega märgatavalt targemaks saada.
Teadlased ei piirdunud sellise ajajärgulise järeldusega, vaid leidsid lahti kõik peamised selle protsessiga seotud molekulaarsed mehhanismid. Kui keegi neist huvitatud on, laske neil lugeda Science'i originaalartikleid. Ja kui lugeja on meie teaduslikest uuringutest juba tüdinud, siis laske tal magama minna: kõik sünapsid, mis artikli lugemise ajal tema ajus üles paisusid, lahustuvad üleöö ja siis loeb ta värske meelega veel ühe märkuse millegi muu kohta.
