"Mingil põhjusel vajab universum olendeid, kes suudavad seda mõista": neuroteadlased - selle kohta, milliseid saladusi meie aju peidab
Varia / / June 22, 2023
Et mõista, kuidas meie põhiorgan töötab, peate olema bioloog, luuletaja, matemaatik ja detektiiv.
Moskva Psühhoanalüüsi Instituut kulutatud "Suur bioloogiline loengusaal" - loengusari tänapäeva bioloogiast ja selle väljavaadetest. Selle raames toimus 31. mail 2023 arutelu kognitiivse neuroteaduse - ajuteaduse - väljakutsetest ja probleemidest. Tatjana Tšernigovskaja, Aleksandr Asmolov ja Olga Svarnik rääkisid, kuidas see suund areneb ja mida sellelt edaspidi oodata.
Arutelu salvestamine postitatud kanalil Moskva Psühhoanalüüsi Instituutja tegime sellest ülevaate.
Tatjana Tšernigovskaja
Peterburi Riikliku Ülikooli professor ja kognitiivsete uuringute labori juhataja.
Aleksander Asmolov
Psühholoogiateaduste doktor, professor, Venemaa Haridusakadeemia akadeemik.
Olga Svarnik
Bioteaduste teaduskonna dekaan ja Moskva psühhoanalüüsi instituudi osakonna juhataja.
Millised on neuroteadlaste suurimad väljakutsed?
Aju uurimisel sattusid teadlased paradoksaalsesse olukorda. Tundub, et mida usaldusväärsem info meie põhiorgani töö kohta ilmub, seda ebaselgemaks jääb üldpilt.
Teadmisi on kogunenud palju, kuid teadlased pole kindlad, et suudavad õigesti vastata põhiküsimustele: kuidas ja miks meie aju. Pealegi näib teadlastel olevat palju rohkem küsimusi kui vastuseid.
Aju on kõige keerulisem süsteem
See on esimene ja kõige tõsisem väljakutse. Teadlased on tõestanud, et ükski süsteem ei saa teist uurida, kui teine on esimesest keerulisem. Kui teine on lihtsam, pole probleemi. Kuid tänapäeval ei tea teadlased ühtegi süsteemi, mis oleks ajust keerulisem. Seetõttu on seda raskem uurida kui ühtki teist meie maailma objekti. Vähemalt nii arvavad neuroteadlased.
Ajutöö tegemisel üldse on omajagu hullust selle loo lootusetuna näiva olemuse tõttu. Miks me seda ikkagi teeme? Esiteks sellepärast, et see on huvitav. Ja teiseks ja sajandaks – sest sellele on huvitav ja võimatu vastu panna.
Tatjana Tšernigovskaja
Aju on kasutu, et uurida ainult tööriistade abil
Mis on aju? Tundub väga lihtne küsimus. Ühest küljest leiame vastuse igast anatoomiaõpikust. Teisest küljest, kui küsite selle kohta neuroteadlastelt - eriti neilt, kes on pikka aega uurimistööd teinud, siis nad vastavad: "Ma ei tea."
Aju on loomulikult füüsiline objekt, millel on täpselt mõõdetav kaal ja maht. Võime öelda, et see on organ, mis koosneb paljudest neuronid. Kunagi usuti, et neid on umbes 100 miljardit. Täna, pärast uute uuringute tulemuste saamist, on neuroteadlased leppinud tagasihoidlikumate arvudega: 85–86 miljardit.
Kuid see arv, ehkki täpsem, kui teadlased varem eeldasid, ei aita kuidagi mõista, kuidas meie põhiorgan töötab. See ei selgita, kuidas me maailma näeme, kuidas me otsuseid teeme, millised motiivid ajendavad meid seda või teist valikut tegema.
Võib-olla on need neuronid ühinenud hiiglaslikuks võrguks. Süsteemis, mis on palju enamat kui selle osade lihtne summa. Kuid ei neuronite loendamine ega muud tulemused, mille teadlased saavad mitmesuguste ultramoodsate seadmete abil, ei aita mõista, kuidas meie maailm toimib. mõtlemine.
Pealegi ei näita instrumentaaluuringud, kuidas loovusprotsess toimub. Keegi pole veel aru saanud, kuidas välja selgitada, kust tulevad teadlaste peast geniaalsed ideed, kuidas tuleb inspiratsioon artistidele või muusikutele. Ja üldse – mis on inspiratsioon, kuidas seda mõõdetakse? Spektromeetrid ja skannerid ei suuda seda kuidagi kindlaks teha.
Mida rohkem me teame, seda vähem me mõistame. Oletame, et mul on maailma parim CT-skanner, mida veel pole, aga mida ma ette kujutasin. Ta annab mulle palju tonne numbreid. Ja mida nendega teha? Siis algab tõlgendamine ja siin on oht.
Tatjana Tšernigovskaja
Numbreid on, neid on palju. On uusi uuringuid, mida tuleb samuti uurida ja ühtseks mudeliks ehitada. Kuid probleem on selles, et seni pole aju teooriat, mis ühendaks kõik saadud tulemused. See tuleb veel luua. Ja see on tänapäeva neuroteadlaste üks peamisi ülesandeid.
Ajul on rohkem võimalusi, kui me ette kujutame.
Üks pealtnäha lihtsatest küsimustest: kui väikesed lapsed õppida rääkima? Uurimismaterjali on küllaga, sest beebisid on igal pool. Iga terve laps hakkab varem või hiljem rääkima. Kuid kuidas aju selle ülesandega hakkama saab, pole teadlased täielikult teada.
Jah, laps kuuleb, kuidas täiskasvanud suhtlevad. Kuid ta ei saa palju suulist teavet. Mõnede teadlaste arvutuste kohaselt kuluks lapsel umbes 120 aastat, et õppida rääkima samamoodi nagu ümbritsevad. Lisaks räägivad paljud teda ümbritsevad täiskasvanud vigadega. Nad ei pruugi koostada lauseid väga õigesti, nad ei pruugi sõnu väga selgelt hääldada.
Tundub, et vigu on liiga palju. Kuid laps valdab lühikese ajaga ikkagi kõnereegleid. Tänu sellele mõistab ta kergesti ümbritsevaid inimesi ja saab neile rääkida, mida tahab.
Tema aju suudab sellest kaootilisest ja rikutud sisendist järeldada mitte midagi, vaid keeleseadusi.
Tatjana Tšernigovskaja
Võib-olla on meie ajus sünnist saadik sisse ehitatud mingid keelemoodulid – need aitavad õppida grammatika. Või äkki pole kaasasündinud struktuure – lihtsalt aju suudab infot töödelda palju kiiremini, kui teadlastele tundub.
Kuid lõplikku vastust küsimusele, kuidas inimesed rääkima õpivad, pole. Teada on vaid see, et närvivõrgud kasutavad hoopis teistsugust õppimispõhimõtet kui inimene.
Millised teadmised teistest teadusvaldkondadest aitavad neuroteadlasi
Tänaseks palju kogunenud probleemide lahendamiseks on vaja tööriistu ja teavet teistest inimteadmiste valdkondadest. Siin on peamised valdkonnad, millest neuroteadlased peavad aru saama:
- Inimese emakasisese arengu protsessid. Peab õppima, kuidas aju moodustub beebi, millist teavet ta on võimeline vastu võtma ja töötlema. Näiteks kõne kujunemise mõistmiseks oleks hea teada, kas beebi kuuleb oma ema ja ümbritsevaid inimesi ning kuidas ta nende hääli tajub.
- Lapse psühholoogia. Oluline on teada, kuidas laps maailmaga suhtleb ja uusi teadmisi omandab.
- Muud psühholoogia valdkonnad. Psühholoogid aitavad mõista, miks näiteks inimene ei jõua tööle enne, kui lähenemist näeb tähtaeg. Ja miks ta sellises seisus on produktiivne, genereerib suurepäraseid ideid ja töötab kiiresti. Ja kui oled rahulik ja ei kiirusta, on tulemus märgatavalt halvem. Ja see on vaid üks paljudest mõistatustest.
- Keeleteadus. Keeleseaduste tundmine võimaldab teil mõista, kuidas kirjaoskaja kõne kujuneb.
- Närvivõrkude koolitus. AI on täiesti erinevat tüüpi intelligentsus, mitte nagu meie oma. Kuid tasub teada, millised teabe kogumise ja töötlemise meetodid on olemas ja toimivad tõhusalt.
- Matemaatika. Aju uurimisel on vajalikud täpsed arvutused ja nende põhjal järeldused.
- Humanitaarteadused ja kunst. See ei kasuta algoritmilist tunnetuse tüüpi, nagu teadmiste tehnilistes osades, vaid täiesti teistsugust. Humanitaarsfääridel on omad reeglid, mida valemikeelde ei tõlgita. Kirjandus on hoopis teist tüüpi suhtlemine maailmaga kui matemaatika. Ja muusika, maalimine, tants loovad üldiselt erilise, mitteverbaalse keele. Selles pole sõnu, kuid me mõistame üksteist kujundite ja emotsioonide tasandil.
- Lugu. Selles on palju huvitavat, kuid erilist tähelepanu tasub pöörata geeniuste elule ja loomingule. Võib-olla saavad teadlased täpselt aru, kuidas nende revolutsioonilised ideed sündisid, milline mõtteahel ja assotsiatsioonid aitasid tegijatel meistriteoseid luua. See ei aita loovuse protsessi korrata, vaid teeb selgeks inimaju mehhanismid.
- Filosoofia. See on üks tähtsamaid teadusi, ilma milleta neuroteadlased hakkama ei saa. Sa ei saa aju uurida, kui ei mõista, kes inimene on, mida ta planeedil teeb, miks ta üldse elab.
Millisele küsimusele suudab aju vastata? Nii et me avame selle ja tahame sisse vaadata. Me ei näe gerunde ega Van Goghi ideid. Neuron ei tea, et ta on meie sees. Ja kõige peenemad seosed erinevate kaalutlemistasandite vahel tunduvad mulle mingi ime, maagia.
Olga Svarnik
Mitte iga neuroteadlane ei saa olla kõigi nende valdkondade spetsialist. Kuid nende mõistmiseks, selleks, et mõista, kuidas spetsialiseerunud teadlaste saadud tulemusi analüüsida ja rakendada, on see aju-uurija jaoks vajalik. Ja neuroteadlaste töö meenutab klassikalist detektiiviuurimist. Seetõttu on teadlastel põhiliselt palju õppida žanri kangelased - nagu preili Marple või Hercule Poirot.
Milliseid edusamme on neuroteadlased juba teinud?
Siin on vaid üks paljudest avastustest. Selgub, et meie aju pole jagatud osadeks, millest igaüks vastutab oma eluvaldkonna eest ega sega teiste tööd, nagu varem arvati.
Inforuumis oli idee kahest erinevast poolkerast väga populaarne. Selle teooria kohaselt vastutas vasakpoolne loogika ja parempoolne intuitsioon, inspiratsioon, emotsioonid. Kuid selgus, et kõik pole nii lihtne ja aju on ühtne tervik.
Üks tõendeid selle hüpoteesi kohta on see, et aju andmebaasid kattuvad. Näiteks võib kohvitassi kujutis olla samaaegselt jaotistes "portselan", "ilu", "joogid", "mis lööb", "kõik H-tähega". See on väga lihtsustatud näide, kuid aju töötab täpselt samamoodi.
Nüüd ei hakka keegi rääkima aju kohtadest, mis on seotud ühe asjaga - lusikaga, teisega - kahvliga ja kolmandaga - kohvitassiga. Lokalisatsiooni idee on väga jämedalt öeldes asendatud konneksionismi ideega.
Tatjana Tšernigovskaja
Kuid isegi siin on vastuolusid. Ühest küljest töötab aju ühtse seadmena. Ja kui paned näiteks inimese tomograafi ja annad talle kõneülesandeid, siis pole aktiivne mitte üks tsoon, vaid palju rohkem. Kuid teisest küljest, kui vigastuse või operatsiooni ajal on kahjustatud ainult üks ajupiirkond, lõpetab inimene rääkimise. Seetõttu pole ka konneksionismi teooria kaugeltki täielik.
Mida neuroteadlased tahavad tulevikus saavutada
Ajuteadlased on natuke luuletajad. Näiteks usuvad nad, et iga aju neuron on osa ühtsest tervikust, kuid ta ei tea sellest. Võib-olla on iga inimene, nagu neuron, ka lihtsalt detail millestki palju suuremast, kui suudame ette kujutada.
Öelda, et me oleme meie aju, on nagu öelda, ja ma tsiteerin: iga pilt on lihtsalt maalimine.
Aleksander Asmolov
Võib-olla aitavad neuroteadlased inimkonnal aru saada, miks universum meid vajab ja millist rolli me selles mängime. Aju töö ei piirdu ju ellujäämise tagamise, toidu leidmise ning endale ja teistele mugavate tingimuste loomisega. Aju suudab probleeme lahendada palju tõsisemalt kui igapäevased.
Aga looduses mitte midagi ei juhtu lihtsalt: kui oskus on olemas, siis kindlasti leidub, kus seda rakendada. Pealegi tekib kindlasti vajadus kasutada ainulaadset oskust.
Aastaid tagasi ütlesin endale: universumil hakkab igav. Ta tahab vaadata peeglisse, ta tahab kellegagi rääkida. Millegipärast vajab universum olendeid, kes suudavad seda mõista.
Tatjana Tšernigovskaja
Loe ka🧐
- 5 teaduslikult tõestatud fakti evolutsiooni kohta
- Kuidas häälestada oma aju edu saavutamiseks neuroteaduste abil
- "Olime erilised ammu enne seda, kui põlvnesime ahvidest": intervjuu neuroteadlase Nikolai Kukuškiniga