"Forskere har løst mysteriet om å tenke"? Så langt er det dessverre ikke helt ennå, men prosessen er i gang. Jeg ønsker selvfølgelig en dag å skrive et populærvitenskapelig notat med en slik tittel, men det er usannsynlig at vi lever. Det var til og med en fristelse å kalle denne artikkelen slik, på forhånd - hånden gikk av seg selv. Men vi holdt fortsatt tilbake, for det er ikke slik ting gjøres i nevrovitenskap. Alt skjer her gradvis. De vitenskapelige verkene den siste måneden er bare noen få skritt videre mot å svare på spørsmålet: "Hva er bevissthet og hvordan fungerer det?" Men for oss, naive legfolk, er det også bedre å gå mot å forstå denne hemmeligheten gradvis (ellers, Gud forby, i det viktigste øyeblikket vil vi ikke forstå noe og vi blir opprørt).
Så i dag - tre trinn, tre enkle fakta om hjernens arbeid.
1. Hjernen tenker med kroppen
Her tok du for eksempel det inn i hodet ditt for å lese den gamle dikteren Catullus *. Øynene dine løper gjennom linjene:
Attis stormet over havene i en flygende, lett båt, Hastet med et raskt løp inn i villmarken i de fryskiske skogene, I de kratt av tette lunder, til gudinnenes hellige steder.
Salgsfremmende video:
Vi oppfordrer til en voldelig lidenskap som rullet inn i beruset raseri, Han kastrerte den unge kroppen med en skarp stein.
Ved denne siste frasen vil den mannlige leseren sannsynligvis kjenne en ubehagelig kuling i den nedre delen av kroppen ("der den livlige sigd vandret", som en annen dikter, Fyodor Tyutchev, uttrykte den ved en annen anledning). Se hva det betyr på nevrovitenskapelig språk: Mens du leste en setning, var hjernen din engasjert i å gjenkjenne ord. I den, i hjernen, er det spesielle soner som spesialiserer seg på å forstå språket. Imidlertid forteller en ubehagelig chill, som er praktisk talt fysisk i det øyeblikket jeg leste det elskede ordet, at det av en eller annen grunn var helt andre områder av hjernen involvert i saken - de som har ansvar for å behandle signaler fra perifere deler av kroppen. Spørsmål: skjedde det slik ved en tilfeldighet i prosessen med å oppfatte en litterær tekst, eller er det noe viktig aspekt ved hjernen?
Selv om leseren vår synes dette er et dumt spørsmål, tror ikke nevrovitenskapsmenn det. Dessuten har de studert dette fenomenet i ganske lang tid. Tilbake på begynnelsen av 2000-tallet fant man at når en person hører verbene "løpe", "treffe" og "kysse" - det er en blodstrøm til områdene i hjernen som kontrollerer henholdsvis ben, armer og lepper. I lys av tankeeksperimentet med Catullus 'tekst vi la ut i begynnelsen av dette avsnittet, virker ikke slike resultater i det hele tatt overraskende. Hovedspørsmålet er dette: Er denne aktiviteten i den motoriske og sensoriske cortex virkelig nødvendig for å forstå hva hjernen nettopp har hørt eller lest? Kanskje dette bare er en bivirkning: For det første forstår de deler av hjernen som spesialiserer seg i språk hva som blir sagt, og først da blir andre deler mildt vekket, selv om ingen ber dem om det?
I den første oppgaven var det nødvendig å raskt avgjøre om ordet har noen betydning. For eksempel: "tegne" - trykk på høyre knapp, "skjelv" - trykk til venstre.
Et alternativt synspunkt er at dette fenomenet er en integrert del av forståelsen av språket. Det støttes av at motorområdene reagerer på verb som betyr en handling veldig raskt, etter bare 80 millisekunder, åpenbart raskere enn å forstå ordet. Dette synspunktet blir stadig mer populært, men den endelige dommen er ennå ikke avgjort.
Det er denne hypotesen som nevrovitenskapsmenn fra Higher School of Economics i Moskva, inkludert Yuri Shtyrov og Andrey Myachikov, prøvde å underbygge. Dette emnet er gjenstand for deres nyere vitenskapelige arbeid publisert i tidsskriftet Neuropsychologia.
For å velge en av de to forklaringene, må du gjøre følgende: på en eller annen måte forhindre at motorcortex deltar i arbeidet med å forstå teksten. Hvis forståelsen blir dårligere eller bremser, betyr det at hjernen virkelig trenger å involvere en rekke områder, og ikke bare de beryktede språksentrene i venstre hjernehalvdel. Hvis ikke, så nei.
"Å forstyrre hjernen" aksepteres i dag ved bruk av transkraniell magnetisk stimulering: en magnetfeltpuls slår midlertidig av visse deler av cortex. Dette er ikke mer skadelig enn en MR, og derfor var 28 frivillige for eksperimentene ikke vanskelig å finne. Det var de som fikk tilbud om to oppgaver. I den første var det nødvendig å raskt (ved å trykke på en knapp) avgjøre om ordet som dukket opp på skjermen hadde noen betydning. For eksempel: "tegne" - trykk på høyre knapp, "skjelv" - trykk til venstre. Den andre oppgaven er litt vanskeligere, siden den krevde ikke bare å forstå at ordet er meningsfullt, men også å finne ut hva det betyr. Forsøkspersonene måtte skille konkrete handlinger fra abstrakte, for eksempel: "skrive" - en konkret handling, "tro" eller "tilgi" - abstrakt.
I mellomtiden løste forsøkspersonene problemer (eller rettere sagt, innen 200 millisekunder etter at ordet dukket opp foran øynene deres) - en magnetisk impuls suste gjennom kraniene deres til motorbarken, til den delen av den som styrer bevegelsene til høyre hånd. Du må ha lagt merke til at du både "tegner" og "skriver" - handlinger utført av hånden din?
"Jeg vet at jeg ikke vet noe" - dette er litt ledig prat, men Sokrates var fortsatt en vismann
Hvis leseren er interessert i eksperimentelle subtiliteter, forbehold og rettelser, sender vi ham til artikkelen som referanse, det er ikke så vanskelig, spesielt hvis du er en nevrovitenskapsmann med vitnemål. For resten rapporterer vi om resultatet: ja, effekten ble faktisk observert. Det vil si at evnen til å skille meningsfylte ord fra meningsløse ord ikke ble påvirket av et magnetisk sjokk for motorens cortex. Men i valget mellom abstrakt og konkret handling (når det var nødvendig å forstå betydningen av ordet), var forskjellen åpenbar: Når motorisk cortex ble hemmet, ble konkrete verb “tegne” og “skrive” gjenkjent saktere, og abstrakt “tror du” og “tilgi” - tvert imot, raskere … Så vi trenger den motoriske cortex ikke bare for å unyttig vinke våre hender eller tegne hantler, men også for å forstå språket.
En oppmerksom leser må ha et spørsmål. Ok, "du tegner" er et enkelt forståelig verb, ta en blyant i hånden og tegne. Men det kan også brukes på en annen måte, for eksempel: "I talen din trekker du lyse perspektiver" - ingen hånd er tydelig involvert her. Eller for eksempel: "Du ble så full i går - verken syng eller maling." Trenger du en motorisk cortex for å forstå slike figurative taleomtaler?
Ikke alt på en gang, hastet leseren. Forskere fra Higher School of Economics jobber med dette akkurat nå, og resultatene kommer til å bli rapportert på en konferanse i San Francisco i slutten av mars. Hvis du tror de publiserte tesene i meldingen deres (og tesene er en halv side med tekst uten noen detaljer), bør man i "figurative uttrykk" skille mellom metafor og formspråk. For eksempel er "å kaste en stein" en bokstavelig betydning. "Slutt å røyke" er en metaforisk bruk der du i stedet for å "slutte" kan bruke verbet "stopp" eller "slutte". "Å kaste en skygge" er et formspråk: det er umulig å dekomponere det til separate ord og forstå dem isolert fra hverandre. Det ser ut til at den motoriske cortex ikke er nødvendig for å forstå metaforen. Men formspråk i denne forstand oppfører seg akkurat som de bokstavelige betydningene av verb …
… Men shhh. Studieforfatterne oppfordret oss til ikke å gå nærmere inn på detaljene i dette arbeidet. Vi ble bedt om å nevne det bare ved at ikke altfor ofte et vitenskapelig resultat av høy kvalitet blir publisert av forskere fra hjemlandet. Shtyrov, Myachikov og deres kolleger (selv om de ikke bare jobber i Moskva, men også i danske Aarhus, og på engelsk Newcastle) er akkurat de menneskene som uttrykket "russisk vitenskap" bokstavelig talt kan tilskrives. Og siden vi feirer dagen for denne veldig russiske vitenskapen 8. februar, er dette en utmerket anledning til å gratulere landsmennene våre og snakke om deres prestasjoner - håper jeg uten å fordreie eller forvirre noe.
Og siden de to neste seksjonene ikke lenger gjelder russisk vitenskap, vil vi presentere dem på en mye kortere og mer kortfattet måte.
2. Hjernen vet hva den ikke vet
“En eda oti uden eda,” sa Socrates angivelig (det vil si at det er mulig at Platon oppfant det i det hele tatt, og sikkert uttrykket ble tolket feil av den som oversatte det tilbake fra latin til gresk). Det virker som om Sokrates ikke sa det, fordi "jeg vet at jeg ikke vet noe" er noe ledig prat, men han var fortsatt en vismann. En annen ting er å vite nøyaktig hva du vet og hva du ikke vet: dette inspirerer til respekt. Og for dette ville det være fint å ha et slags register over din egen kunnskap i hodet ditt, holde det skilt fra kunnskap som sådan.
Et slikt register finnes definitivt i hodene våre. Å bevise dette er enklere enn noen gang: ellers hadde det ikke vært disse plagene ved synet av det kjente ansiktet til en skuespiller som du kjenner helt sikkert, men for livet til meg husker jeg ikke navnet hans og hvor han ble filmet. Hjernen er sikker på at denne skuespilleren er i minnet. Av en eller annen grunn er det imidlertid ikke umiddelbart mulig å finne den tilsvarende oppføringen. Det er også den motsatte effekten, "déjà vu": dette er når hjernen av en eller annen grunn tenker at situasjonen er kjent, men faktisk var det ikke noe sånt med det før, men det virket bare.
Nevrovitere snakker om det på denne måten: i tillegg til riktig minne, har hjernen også et "meta-minne" - dette er nøyaktig minnet om det vi husker (eller bør huske) og hva som ikke. Men det nevrovitenskapsmenn ikke visste før nylig var hvor nøyaktig i hjernen dette uvurderlige filskapet ligger. Japanske forskere har oppdaget dette først nå.
Det var bare to spørsmål til apene: “Har du sett, ape, dette bildet før? Hvor sikker er du på at du ikke har sett (eller sett) henne?"
De gjorde sine eksperimenter ikke på mennesker, men på makaker. Apene fikk tilbud om en serie bilder, og etter hvert ble de presentert et bilde for identifikasjon. Det var bare to spørsmål til dem: “Har du sett, ape, dette bildet før? Hvor sikker er du på at du ikke har sett (eller sett) henne? Selvfølgelig ble apene bedt om ikke med ord, men på den måten de vanligvis kommuniserer med apekatter: med de rette reaksjonene fikk de en belønning, og det måtte betales feil. I mellomtiden ble apens hjerne undersøkt ved bruk av MR.
Og her er det, metamory: to lyse foci i den prefrontale cortex. Den ene ser ut til å være ansvarlig for å huske nyere hendelser, den andre for fjerne. Og så (hvor heldig at eksperimentet ble iscenesatt på dyr, og ikke på mennesker!) Makakene ble slått av de tilsvarende sentrene i hjernen og igjen tvunget til å satse på om de allerede hadde sett bildet vist eller forestilt seg. Resultatene ble dårligere. Samtidig som forskerne var overbevist om i et eget eksperiment, har ikke selve minnet om de viste bildene forsvunnet. Det var bare det at det var mye vanskeligere for apen å trygt si om det ukjente bildet at hun aldri virkelig hadde sett det.
Dette arbeidet er et lite skritt mot å forstå hukommelsesmekanismer. Når disse mekanismene blir avdekket, vil våre etterkommere aldri befinne seg i en forferdelig situasjon, når en kjent mann ser ut til å gå mot ham, men kanskje han ikke er en bekjent, men bare lot som om han var. Da vil folk bli lykkeligere og mer harmoniske.
3. Hjernen sover for å glemme
Noen mennesker, spesielt unge mennesker, tenker ofte at det å sove bare er bortkastet tid. Mens vi er våkne, lærer vi mye, akkumulerer inntrykk, noen ganger til og med lærer vi noe. Og så igjen! - og revet fra livet åtte timer med svarthet. Og det hender at du våknet, men du husker ikke noe av i går, for livet til meg. Nyere artikler av forskere fra Johns Hopkins University i USA viser at dette faktisk er det vi sover for.
I løpet av dagen, når hovedbevegelsen finner sted, behandler hjernen inntrykkene, husker dem og trekker konklusjoner. Erik Kandel, som fikk Nobelprisen for dette i 2000, gjettet om hvordan dette skjer omtrent. Han studerte nevronene i bløtdyr Aplysia og lærte henne enkle bløtdyrleksjoner (for eksempel "hvis du stryker på en sifon, nå vil de begynne å slå"). Det viste seg at denne spesielle leksjonen tilsvarer veksten av en bestemt synapse, det vil si forbindelsen mellom nevroner. Så mens vi er våken, husker hjernen noe, og synapser mellom nevroner vokser og styrker seg i det.
Amerikanske nevrovitere sier: når hjernen sover, synapsene avtar! Det vil si ikke alle: de viktigste og kraftigste synapser blir bare vredere, men den sekundære tullene som svulmet for høyt i våkne timer, tvert imot, mister styrken. Som et resultat "mus" (det var hjernen og nevronene deres som ble brukt i eksperimentene) "konsolidere" minnene: de holder viktige ting i hukommelsen og glemmer unødvendig tull. Imidlertid øker den totale massen og kraften til synapser praktisk talt ikke. Dermed kan prosessen gjentas mange, mange ganger: lære nye ting, deretter sove og lære igjen med et friskt sinn. Hvis det ikke var for dette søvnstadiet, ville synapsene i musehjernen vokst ekstremt lenge før den stakkars musen har tid til å bli tydelig klokere.
Forskerne begrenset seg ikke til en slik lapidær konklusjon, men avdekket alle de viktigste molekylære mekanismene involvert i denne prosessen. Hvis noen er interessert i dem, la dem lese de originale artiklene i Science. Og hvis leseren allerede er lei av våre vitenskapelige studier, la ham legge seg: alle synapser som svulmet opp i hjernen hans mens han leste artikkelen, vil løses opp overalt sporløst, og så vil han lese et annet notat om noe annet med et friskt sinn.
