"Jostain syystä maailmankaikkeus tarvitsee olentoja, jotka pystyvät ymmärtämään sen": neurotieteilijät - siitä, mitä salaisuuksia aivomme piilottavat
Miscellanea / / June 22, 2023
Ymmärtääksesi kuinka pääelimemme toimii, sinun on oltava biologi, runoilija, matemaatikko ja etsivä.
Moskovan psykoanalyysiinstituutti käytetty "Big Biological Lecture Hall" - luentosarja modernista biologiasta ja sen näkymistä. Sen puitteissa 31.5.2023 käytiin keskustelua kognitiivisen neurotieteen - aivotieteen - haasteista ja ongelmista. Tatjana Tšernigovskaja, Aleksanteri Asmolov ja Olga Svarnik puhuivat siitä, miten tämä suunta kehittyy ja mitä siitä on odotettavissa tulevaisuudessa.
Keskustelun tallentaminen lähetetty kanavalla Moskovan psykoanalyysiinstituutti, ja teimme siitä luonnoksen.
Tatjana Tšernigovskaja
Professori ja kognitiivisen tutkimuksen laboratorion johtaja, Pietarin osavaltion yliopisto.
Aleksanteri Asmolov
Psykologisten tieteiden tohtori, professori, Venäjän koulutusakatemian akateemikko.
Olga Svarnik
Biotieteiden tiedekunnan dekaani ja Moskovan psykoanalyysiinstituutin osaston johtaja.
Mitkä ovat neurotieteilijöiden suurimmat haasteet?
Aivoja tutkiessaan tiedemiehet joutuivat paradoksaaliseen tilanteeseen. Näyttää siltä, että mitä luotettavampaa tietoa pääelimemme työstä tulee, sitä vähemmän selkeä kokonaiskuva tulee.
Tietoa on kertynyt paljon, mutta tutkijat eivät ole varmoja pystyvänsä vastaamaan oikein pääkysymyksiin: miten ja miksi meidän aivot. Lisäksi tutkijoilla näyttää olevan paljon enemmän kysymyksiä kuin vastauksia.
Aivot ovat monimutkaisin järjestelmä
Tämä on ensimmäinen ja vakavin haaste. Tiedemiehet ovat osoittaneet, että mikään järjestelmä ei voi tutkia toista, jos toinen on monimutkaisempi kuin ensimmäinen. Jos toinen on helpompi, ei hätää. Mutta nykyään tutkijat eivät tiedä yhtään järjestelmää, joka olisi monimutkaisempi kuin aivot. Siksi sitä on vaikeampi tutkia kuin mitään muuta maailmamme esinettä. Ainakin neurotieteilijät ajattelevat näin.
Aivotyön tekemisessä ylipäätään on hulluutta tämän tarinan toivottoman luonteen vuoksi. Miksi muuten teemme tämän? Ensinnäkin siksi, että se on mielenkiintoista. Ja toiseksi ja sadanneksi - koska se on mielenkiintoista ja mahdotonta vastustaa.
Tatjana Tšernigovskaja
Aivot ovat hyödyttömiä tutkia vain työkalujen avulla
Mikä on aivot? Vaikuttaa hyvin yksinkertaiselta kysymykseltä. Toisaalta mistä tahansa anatomian oppikirjasta löydämme vastauksen. Toisaalta, jos kysyt tästä neurotieteilijiltä - etenkin niiltä, jotka ovat tehneet tutkimusta pitkään, he vastaavat: "En tiedä."
Aivot ovat tietysti fyysinen esine, jolla on tarkasti mitattavissa oleva paino ja tilavuus. Voimme sanoa, että tämä on elin, joka koostuu monista neuronit. Kerran uskottiin, että heitä oli noin 100 miljardia. Tänään saatuaan uusien tutkimusten tulokset neurotieteilijät ovat asettuneet vaatimattomampiin lukuihin: 85-86 miljardia.
Mutta tämä luku, vaikkakin tarkempi kuin tiedemiehet aiemmin olettivat, ei auta millään tavalla ymmärtämään, kuinka pääelimemme toimii. Se ei selitä, miten näemme maailman, miten teemme päätöksiä, mitkä motiivit saavat meidät tekemään tämän tai toisen valinnan.
Ehkä nämä neuronit ovat liittyneet yhteen jättiläisverkostoksi. Järjestelmässä, joka on paljon enemmän kuin pelkkä osiensa summa. Mutta hermosolujen laskeminen tai muut tulokset, joita tutkijat saavat käyttämällä erilaisia ultramoderneja laitteita, eivät auta ymmärtämään, kuinka maailmamme toimii. ajattelu.
Lisäksi instrumentaalitutkimukset eivät näytä, kuinka luovuusprosessi tapahtuu. Kukaan ei ole vielä keksinyt, kuinka saada selville, mistä nerokkaat ideat tulevat tiedemiesten mielissä, miten inspiraatio tulee taiteilijoille tai muusikoille. Ja yleensä - mitä on inspiraatio, miten sitä mitataan? Spektrometrit ja skannerit eivät voi määrittää tätä millään tavalla.
Mitä enemmän tiedämme, sitä vähemmän ymmärrämme. Oletetaan, että minulla on maailman paras CT-skanneri, jota ei vielä ole, mutta jonka kuvittelin. Hän antaa minulle monta tonnia numeroita. Ja mitä niille tehdä? Sitten alkaa tulkinta, ja tässä on vaara.
Tatjana Tšernigovskaja
Numeroita on, niitä on paljon. Uusia tutkimuksia on myös tutkittava ja rakennettava yhdeksi malliksi. Mutta ongelmana on, että toistaiseksi ei ole olemassa teoriaa aivoista, joka yhdistäisi kaikki saadut tulokset. Se on vielä luotava. Ja tämä on yksi nykyaikaisten neurotieteilijöiden päätehtävistä.
Aivoilla on enemmän mahdollisuuksia kuin voimme kuvitella.
Yksi näennäisesti yksinkertaisista kysymyksistä: kuinka pieniä lapsia oppia puhumaan? Tutkimusaineistoa riittää, sillä vauvoja on kaikkialla. Jokainen terve lapsi alkaa puhua ennemmin tai myöhemmin. Mutta kuinka aivot selviytyvät tästä tehtävästä, tiedemiehet eivät täysin tiedä.
Kyllä, vauva kuulee kuinka aikuiset kommunikoivat. Mutta hän ei saa paljon suullista tietoa. Joidenkin tutkijoiden laskelmien mukaan lapselta kestäisi noin 120 vuotta oppia puhumaan samalla tavalla kuin heidän ympärillään olevat. Lisäksi monet hänen ympärillään olevista aikuisista puhuvat virheellisesti. He eivät ehkä muodosta lauseita kovin oikein, he eivät ehkä ääntä sanoja kovin selvästi.
Vaikuttaa siltä, että virheitä on liikaa. Mutta lapsi hallitsee lyhyessä ajassa edelleen puhesäännöt. Tämän seurauksena hän ymmärtää helposti ympärillään olevia ja voi kertoa heille mitä haluaa.
Hänen aivonsa onnistuvat päättelemään tästä kaoottisesta ja korruptoituneesta syötteestä ei mitä tahansa, vaan kielen lakeja.
Tatjana Tšernigovskaja
Ehkä aivoissamme on syntymästä lähtien sisäänrakennettuja kielimoduuleja - ne auttavat oppimaan kielioppi. Tai ehkä ei ole synnynnäisiä rakenteita - aivot voivat vain käsitellä tietoa paljon nopeammin kuin tutkijoille näyttää.
Mutta ei ole lopullista vastausta kysymykseen, kuinka ihmiset oppivat puhumaan. Tiedetään vain, että neuroverkot käyttävät täysin erilaista oppimisperiaatetta kuin henkilö.
Mikä muiden tieteenalojen tieto auttaa neurotieteilijöitä
Nykyään paljon kertyneiden ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan työkaluja ja tietoa muilta ihmistiedon alueilta. Tässä ovat tärkeimmät alueet, jotka neurotieteilijöiden on tärkeää ymmärtää:
- Ihmisen kohdunsisäisen kehityksen prosessit. Pitää opetella miten aivot muodostuvat vauva, mitä tietoa hän pystyy vastaanottamaan ja käsittelemään. Esimerkiksi puheen muodostumisen ymmärtämiseksi olisi hyvä tietää, pystyykö vauva kuulemaan äitiään ja ympärillään olevia ihmisiä ja miten hän näkee heidän äänensä.
- Lasten psykologia. On tärkeää tietää, miten lapsi on vuorovaikutuksessa maailman kanssa ja miten hän oppii uutta tietoa.
- Muut psykologian osa-alueet. Psykologit auttavat ymmärtämään, miksi esimerkiksi ihminen ei pääse töihin ennen kuin näkee lähestymistavan takaraja. Ja miksi tässä tilassa hän on tuottava, synnyttää mahtavia ideoita ja toimii nopeasti. Ja jos olet rauhallinen etkä kiirehdi, tulos on huomattavasti huonompi. Ja tämä on vain yksi monista mysteereistä.
- Kielitiede. Kielen lakien tunteminen antaa sinun ymmärtää, kuinka lukutaitoinen puhe muodostuu.
- Neuroverkkojen koulutus. AI on täysin erilainen älykkyys, ei niin kuin meillä. Mutta kannattaa tietää, mitkä tiedon keräämis- ja käsittelymenetelmät ovat olemassa ja toimivat tehokkaasti.
- Matematiikka. Aivojen tutkimuksessa tarvitaan tarkat laskelmat ja niihin perustuvat johtopäätökset.
- Humanistiset tieteet ja taide. Se ei käytä algoritmista kognitiotyyppiä, kuten tiedon teknisissä osissa, vaan täysin erilaista. Humanitaarisilla aloilla on omat säännöt, joita ei käännetä kaavojen kielelle. Kirjallisuus on täysin erilaista vuorovaikutusta maailman kanssa kuin matematiikka. Ja musiikki, maalaus, tanssi luovat yleensä erityisen, ei-verbaalisen kielen. Siinä ei ole sanoja, mutta ymmärrämme toisiamme kuvien ja tunteiden tasolla.
- Tarina. Siinä on monia mielenkiintoisia asioita, mutta erityistä huomiota kannattaa kiinnittää nerojen elämään ja työhön. Ehkä tiedemiehet pystyvät ymmärtämään tarkalleen, kuinka heidän vallankumoukselliset ideansa syntyivät, mikä ajatus- ja assosiaatioketju auttoi tekijöitä luomaan mestariteoksia. Tämä ei auta toistamaan luovuuden prosessia, mutta selventää ihmisaivojen mekanismeja.
- Filosofia. Tämä on yksi tärkeimmistä tieteistä, jota ilman neurotieteilijät eivät tule toimeen. Aivoja ei voi tutkia ymmärtämättä kuka ihminen on, mitä hän tekee planeetalla, miksi hän ylipäätään elää.
Mihin kysymykseen aivot voivat vastata? Joten avaamme sen ja haluamme katsoa sisään. Emme näe gerundeja tai Van Goghin ideoita. Neuroni ei tiedä olevansa sisällämme. Ja hienovaraisimmatkin yhteydet eri pohdinnan tasojen välillä näyttävät minusta jonkinlaisesta ihmeestä, taikuudesta.
Olga Svarnik
Jokainen neurotieteilijä ei voi olla asiantuntija kaikilla näillä aloilla. Mutta aivotutkijan on tarpeen ymmärtää niitä ymmärtääkseen, kuinka analysoida ja soveltaa erikoistuneiden tutkijoiden saamia tuloksia. Ja neurotieteilijöiden työ muistuttaa klassista salapoliisitutkintaa. Siksi tutkijoilla on paljon opittavaa tärkeimmistä genren sankareita - kuten Miss Marple tai Hercule Poirot.
Mitä edistystä neurotieteilijät ovat jo saavuttaneet?
Tässä on vain yksi monista löydöistä. Osoittautuu, että aivomme eivät ole jaettu osiin, joista jokainen on vastuussa omasta elämänalueestaan eivätkä häiritse muiden työtä, kuten aiemmin ajateltiin.
Tietoavaruudessa ajatus kahdesta eri pallonpuoliskosta oli erittäin suosittu. Tämän teorian mukaan vasemmisto oli vastuussa logiikasta ja oikeisto vastuussa intuitio, inspiraatiota, tunteita. Mutta kävi ilmi, että kaikki ei ole niin yksinkertaista, ja aivot ovat yksi kokonaisuus.
Yksi todiste tälle hypoteesille on, että aivojen tietokannat menevät päällekkäin. Esimerkiksi kahvikupin kuva voi olla samanaikaisesti osioissa "posliini", "kauneus", "juomat", "mikä voittaa", "kaikki H-kirjaimella". Tämä on hyvin yksinkertaistettu esimerkki, mutta aivot toimivat täsmälleen samalla tavalla.
Nyt kukaan ei puhu aivojen paikoista, jotka harjoittavat yhtä asiaa - lusikka, toinen - haarukka ja kolmas - kahvikuppi. Ajatus lokalisaatiosta on korvattu, hyvin karkeasti sanottuna, konnektionismin idealla.
Tatjana Tšernigovskaja
Mutta myös tässä on ristiriitoja. Toisaalta aivot toimivat yhtenä laitteena. Ja jos esimerkiksi laitat henkilön tomografiin ja annat hänelle puhetehtäviä, ei yksi vyöhyke ole aktiivinen, vaan monet muut. Mutta toisaalta, jos vain yksi aivojen alue vaurioituu vamman tai leikkauksen aikana, henkilö lakkaa puhumasta. Siksi myös konnektionismin teoria on kaukana täydellisestä.
Mitä neurotieteilijät haluavat saavuttaa tulevaisuudessa
Aivotutkijat ovat vähän runoilijat. Esimerkiksi he uskovat, että jokainen aivojen neuroni on osa yhtä kokonaisuutta, mutta hän ei tiedä siitä. Ehkä jokainen ihminen, kuten neuroni, on myös vain yksityiskohta jostakin paljon suuremmasta kuin voimme kuvitella.
Sanoa, että olemme aivomme, on kuin sanoisi, lainaan: mikä tahansa kuva on vain maalia.
Aleksanteri Asmolov
Ehkä neurotieteilijät auttavat ihmiskuntaa selvittämään, miksi universumi tarvitsee meitä ja mikä rooli meillä on siinä. Loppujen lopuksi aivojen työ ei rajoitu selviytymisen varmistamiseen, ruoan löytämiseen ja mukavien olosuhteiden luomiseen itsellesi ja muille. Aivot pystyvät ratkaisemaan ongelmia paljon vakavammin kuin jokapäiväiset.
Mutta luonnossa ei mitään ei vain tapahdu: jos kyky on olemassa, sitä varmasti löytyy. Lisäksi on varmasti tarvetta käyttää ainutlaatuista taitoa.
Monta vuotta sitten sanoin itselleni: universumi alkaa kyllästyä. Hän haluaa katsoa peiliin, hän haluaa puhua jonkun kanssa. Jostain syystä universumi tarvitsee olentoja, jotka pystyvät ymmärtämään sen.
Tatjana Tšernigovskaja
Lue myös🧐
- 5 tieteen tukemaa faktaa evoluutiosta
- Kuinka saada aivosi menestymään neurotieteen avulla
- ”Olimme erityisiä kauan ennen kuin polveutuimme apinoista”: neurotieteilijä Nikolai Kukushkinin haastattelu