"Videnskabsmænd har løst tænkets mysterium"? Indtil videre desværre endnu ikke helt, men processen er i gang. Jeg vil naturligvis gerne en dag skrive en populærvidenskabelig note med en sådan titel, men det er usandsynligt, at vi ikke lever. Der var endda en fristelse til at kalde denne artikel så på forhånd - hånden gik af sig selv. Men vi holdt stadig tilbage, for det er ikke sådan, man gør tingene inden for neurovidenskab. Alt sker her gradvist. De sidste måneders videnskabelige værker er kun et par skridt videre til at besvare spørgsmålet: "Hvad er bevidsthed, og hvordan fungerer det?" Men for os, naive lægfolk, er det også bedre at bevæge os hen imod forståelsen af denne hemmelighed gradvist (ellers, Gud forbyde, i det vigtigste øjeblik vil vi ikke forstå noget, og vi bliver forstyrrede).
Så i dag - tre trin, tre enkle fakta om dit hjernes arbejde.
1. Hjernen tænker med kroppen
Her fandt du for eksempel det i dit hoved for at læse den gamle digter Catullus *. Dine øjne løber gennem linjerne:
Attis skyndte sig over havet i en flyvende, let båd, Hastet med en hurtig løb ind i ørkenen i de frugtiske skove, I disse krat af tætte lunde til gudindens hellige steder.
Salgsfremmende video:
Vi inciterer med en voldelig lidenskab, der rullede ind i beruset raseri, Han kastrerede sin unge krop med en skarp sten.
Ved denne sidste sætning vil den mandlige læser sandsynligvis mærke en ubehagelig afslapning i den nedre del af kroppen (”hvor den livlige segl vandrede”, som en anden digter, Fyodor Tyutchev, udtrykte det til en anden lejlighed). Se hvad det betyder på neurovidenskabets sprog: Mens du læste en sætning, var din hjerne engageret i at genkende ord. I den i hjernen er der specielle zoner, der er specialiserede i at forstå sproget. Imidlertid fortæller en ubehagelig nedkøling, som er praktisk talt fysisk i det øjeblik, man læser det elskede ord, at der af en eller anden grund var helt forskellige områder af hjernen involveret i sagen - dem, der er ansvarlige for behandling af signaler fra perifere dele af kroppen. Spørgsmål: skete det tilfældigt i processen med at opfatte en litterær tekst, eller er der et vigtigt aspekt af hjernens arbejde?
Selvom vores læser mener, at dette er et dumt spørgsmål, mener neurovidenskabsmænd ikke det. Desuden har de undersøgt dette fænomen i lang tid. Tilbage i begyndelsen af 2000'erne viste det sig, at når en person hører verbene "løbe", "slå" og "kys" - der er en blodstrøm til de områder af hjernen, der kontrollerer henholdsvis ben, arme og læber. I lyset af tankeeksperimentet med Catullus 'tekst, vi satte ud i begyndelsen af dette afsnit, forekommer sådanne resultater slet ikke overraskende. Det vigtigste spørgsmål er dette: Er denne aktivitet i den motoriske og sensoriske cortex virkelig nødvendig for at forstå, hvad hjernen lige har hørt eller læst? Måske er dette bare en bivirkning: For det første forstår de dele af hjernen, der er specialiserede i sprog, hvad der bliver sagt, og først derefter bliver andre dele mildt vakt, selvom ingen beder dem om det?
I den første opgave var det nødvendigt hurtigt at bestemme, om ordet har nogen betydning. For eksempel: “tegne” - tryk på højre knap, “rystet” - tryk på venstre.
Et alternativt synspunkt er, at dette fænomen er en integreret del af forståelsen af sproget. Det understøttes af det faktum, at de motoriske områder reagerer på verb, der betyder en handling meget hurtigt efter kun 80 millisekunder, åbenbart hurtigere end at forstå ordet. Dette synspunkt vinder popularitet, men den endelige dom er endnu ikke afsagt.
Det er denne hypotese, som neurovidenskabsmænd fra Higher School of Economics i Moskva, herunder Yuri Shtyrov og Andrey Myachikov, forsøgte at underbygge. Dette emne er emnet for deres nylige videnskabelige arbejde offentliggjort i tidsskriftet Neuropsychologia.
For at vælge en af de to forklaringer skal du gøre følgende: på en eller anden måde forhindre motorcortex i at deltage i arbejdet med at forstå teksten. Hvis forståelsen forværres eller bremses, betyder det, at hjernen virkelig har brug for at involvere en række områder, og ikke kun de berygtede sprogcentre i venstre hjernehalvdel. Hvis ikke, så nej.
"At forstyrre hjernen" accepteres i dag ved hjælp af transkranial magnetisk stimulering: en magnetfeltpuls slukker midlertidigt visse dele af cortex. Dette er ikke mere skadeligt end en MRI, og derfor var 28 frivillige til eksperimenterne ikke vanskelige at finde. Det var dem, der blev tilbudt to opgaver. I den første var det nødvendigt hurtigt (ved at trykke på en knap) at afgøre, om det ord, der optrådte på skærmen, havde nogen betydning. For eksempel: “tegne” - tryk på højre knap, “rystet” - tryk på venstre. Den anden opgave er lidt vanskeligere, da den krævede ikke kun at forstå, at ordet er meningsfuldt, men også at finde ud af, hvad det betyder. Emnerne måtte skelne konkrete handlinger fra abstrakte handlinger, for eksempel: "skriv" - en konkret handling, "tro" eller "tilgive" - abstrakt.
Og mens forsøgspersonerne løste problemer (eller rettere sagt, inden for 200 millisekunder efter, at ordet blev forekommet foran deres øjne) - skyndte en magnetisk impuls sig gennem deres kranier til den motoriske cortex, til den del af det, der kontrollerer højrehånds bevægelser. Du må have bemærket, at du både "tegner" og "skriver" - handlinger udført af din hånd?
"Jeg ved, at jeg ikke ved noget" - dette er en ledig snak, men Socrates var stadig en vismand
Hvis læseren er interesseret i eksperimentelle subtiliteter, forbehold og rettelser, sender vi ham til artiklen som reference, det er ikke så svært, især hvis du er en neurovidenskabsmand med et eksamensbevis. For resten rapporterer vi om resultatet: ja, effekten blev faktisk observeret. Det vil sige, at evnen til at skelne meningsfulde ord fra meningsløse ord ikke blev påvirket af et magnetisk stød på den motoriske cortex. Men i valget mellem abstrakt og konkret handling (når det var nødvendigt at forstå betydningen af ordet), var forskellen åbenbar: Når motorisk cortex blev hæmmet, blev konkrete verb "tegne" og "skriv" genkendt langsommere, og abstrakt "tror du" og "tilgive" - tværtimod hurtigere … Så vi har brug for den motoriske cortex ikke kun for at ubrugeløst vinke vores hænder eller tegne håndvægte, men også for at forstå sproget.
En opmærksom læser skal have et spørgsmål. Okay, "du tegner" er et enkelt forståeligt verb, tag en blyant i hånden og tegn. Men det kan også bruges i en anden forstand, for eksempel: "I din tale trækker du lyse perspektiver" - ingen hånd er tydelig involveret her. Eller for eksempel: "Du blev så beruset i går - hverken syng eller maling." Har du brug for en motorisk cortex for at forstå sådanne figurvinkler?
Ikke alt på én gang, skyndte sig læseren. Forskere fra Higher School of Economics arbejder på dette lige nu, og resultaterne vil blive rapporteret på en konference i San Francisco i slutningen af marts. Hvis du mener, at de offentliggjorte teser i deres meddelelse (og teser er en halv side tekst uden nogen detaljer), skal man i "figurative udtryk" skelne mellem metafor og formspråk. For eksempel er "at kaste en sten" en bogstavelig betydning. "At stoppe med at ryge" er en metaforisk anvendelse, hvor du i stedet for "kan stoppe" kan bruge verbet "stop" eller "holde op". "At kaste en skygge" er et udtryk: det er umuligt at nedbryde det til separate ord og forstå dem isoleret fra hinanden. Det ser ud til, at den motoriske cortex ikke er nødvendig for at forstå metaforen. Men idiome i denne forstand opfører sig nøjagtigt som de bogstavelige betydninger af verb …
… men shhh. Undersøgelsesforfatterne opfordrede os til ikke at gå nærmere ind på detaljerne i dette arbejde. Vi blev bedt om at nævne det kun ved, at ikke alt for ofte et videnskabeligt resultat af høj kvalitet offentliggøres af forskere fra deres hjemland. Shtyrov, Myachikov og deres kolleger (selvom de ikke kun arbejder i Moskva, men også i dansk Aarhus og på engelsk Newcastle) er nøjagtigt de samme mennesker, som udtrykket "russisk videnskab" bogstaveligt kan tilskrives. Og da vi fejrer dagen for denne meget russiske videnskab den 8. februar, er dette en fremragende lejlighed til at lykønske vores landsmænd og tale om deres resultater - håber jeg uden at fordreje eller forvirre noget.
Og da de næste to sektioner ikke længere gælder for russisk videnskab, vil vi præsentere dem på en meget kortere og mere kortfattet måde.
2. Hjernen ved hvad den ikke ved
”En eda oti uden eda,” sagde Socrates angiveligt (det vil sige, det er muligt, at Platon overhovedet opfandt det, og sætningen blev helt sikkert fortolket af den, der oversatte den tilbage fra latin til græsk). Det ser ud til, at Socrates ikke sagde det, fordi”jeg ved, at jeg ikke ved noget”, er en ledig snak, men han var stadig en vismand. En anden ting er at vide nøjagtigt, hvad du ved, og hvad du ikke ved: dette inspirerer respekt. Og for dette ville det være rart at have et slags register over din egen viden i dit hoved, idet det holdes adskilt fra viden som sådan.
Et sådant register findes bestemt i vores hoveder. At bevise dette er enklere end nogensinde: ellers ville der ikke have været disse plage ved synet af det kendte ansigt af en skuespiller, som du helt sikkert kender, men for mig kan jeg ikke huske hans navn og hvor han blev filmet. Hjernen er sikker på, at denne skuespiller er i hukommelsen. Af en eller anden grund er det imidlertid ikke umiddelbart muligt at finde den tilsvarende post. Der er også den modsatte virkning, "déjà vu": dette er, når hjernen af en eller anden grund mener, at situationen er velkendt, men faktisk var der ikke noget lignende med det før, men det syntes bare.
Neurovidenskabsfolk taler om det på denne måde: ud over den rigtige hukommelse har hjernen også en "metahukommelse" - dette er nøjagtigt hukommelsen om, hvad vi husker (eller skal huske), og hvad der ikke. Men hvad neurovidenskabsmænd ikke vidste indtil for nylig var hvor nøjagtigt i hjernen dette uvurderlige arkivskab findes. Japanske forskere har først opdaget dette.
Der var kun to spørgsmål til aberne:”Har du set, aber, dette billede før? Hvor sikker er du på, at du ikke har set (eller set) hende?"
De gjorde deres eksperimenter ikke på mennesker, men på makaker. Aberne blev tilbudt en række billeder, og derefter efter et stykke tid blev de præsenteret for et billede til identifikation. Der var kun to spørgsmål til dem:”Har du set, oh abe, dette billede før? Hvor sikker er du på, at du ikke har set (eller set) hende? Naturligvis blev aberne spurgt ikke med ord, men på den måde, hvorpå de normalt kommunikerer med aber: med de rigtige reaktioner modtog de en belønning, og for fejl, de var nødt til at betale. I mellemtiden blev abens hjerne undersøgt ved hjælp af MR.
Og her er det, metamory: to lyse fokuser i den prefrontale cortex. Den ene ser ud til at være ansvarlig for at huske nylige begivenheder, den anden for fjerne begivenheder. Og så (hvor heldig at eksperimentet blev iscenesat på dyr og ikke på mennesker!) Makakerne blev slukket for de tilsvarende centre i hjernen og igen tvunget til at placere væddemål på, om de allerede havde set billedet vist eller forestillet sig. Resultaterne blev dårligere. På samme tid, som forskerne var overbevist om i et separat eksperiment, er selve hukommelsen af de viste billeder ikke forsvundet. Det var bare det, at det var meget vanskeligere for aben med tillid til at sige om det ukendte billede, at hun aldrig rigtig havde set det.
Dette arbejde er et lille skridt mod forståelse af hukommelsesmekanismer. Når disse mekanismer afsløres, vil vores efterkommere aldrig befinde sig i en frygtelig situation, når en velkendt fyr ser ud til at komme mod, men måske er han ikke en bekendt, men bare foregiver at være. Så vil folk blive lykkeligere og mere harmoniske.
3. Hjernen sover for at glemme
Nogle mennesker, især unge mennesker, synes ofte, at sove bare er spild af tid. Mens vi er vågne, lærer vi meget, akkumulerer indtryk, undertiden lærer vi endda noget. Og så igen! - og revet fra otte timers sorthed. Og det sker så, at du vågnede op, men du kan ikke huske noget af i går, for mig. Nylige artikler fra forskere fra Johns Hopkins University i USA viser, at det faktisk er det, vi sover for.
I løbet af dagen, når hovedbevægelsen finder sted, behandler hjernen indtryk, husker dem og drager konklusioner. Erik Kandel, der modtog Nobelprisen for dette i 2000, gættede på, hvordan dette sker ca. Han studerede neuronerne i bløddyr Aplysia og lærte hendes enkle bløddyrelektioner (for eksempel "hvis du stryger på en sifon, vil de nu begynde at slå"). Det viste sig, at denne lektion svarer til væksten af en bestemt synapse, det vil sige forbindelsen mellem neuroner. Så mens vi er vågne, husker hjernen noget, og synapser mellem neuroner vokser og styrkes i det.
Nå, amerikanske neurovidenskabsmænd siger: når hjernen sover, falder synapser! Det er ikke alt: de vigtigste og mest kraftfulde synapser bliver kun vredere, men den sekundære nonsens, der svulmede overdrevent i vågne timer, tværtimod, mister sin styrke. Som et resultat konsoliderer mus (det var deres hjerner og neuroner, der blev brugt i eksperimenterne) minder: de opbevarer vigtige ting i deres hukommelse og glemmer unødvendig vrøvl. Imidlertid øges den samlede masse og magt af synapser praktisk talt ikke. Således kan processen gentages mange, mange gange: lær nye ting, derefter sove og lær igen med et friskt sind. Hvis det ikke var for dette trin i søvn, ville synapserne i musehjernen være vokset ekstremt længe, før den stakkels mus har tid til mærkbart at blive klogere.
Forskerne begrænsede sig ikke til en sådan lapidær konklusion, men afslørede alle de vigtigste molekylære mekanismer involveret i denne proces. Hvis nogen er interesseret i dem, så lad dem læse de originale artikler i Videnskab. Og hvis læseren allerede er træt af vores videnskabelige undersøgelser, så lad ham gå i seng: alle synapser, der svulmede op i hans hjerne, mens han læste artiklen, vil opløses natten over sporløst, og så læser han en anden note om noget andet med et friskt sind.
