"Av en eller annen grunn trenger universet skapninger som er i stand til å forstå det": nevrovitenskapsmenn - om hvilke hemmeligheter hjernen vår skjuler
Miscellanea / / June 22, 2023
For å forstå hvordan hovedorganet vårt fungerer, må du være en biolog, en poet, en matematiker og en detektiv.
Moskva institutt for psykoanalyse brukt "Big Biological Lecture Hall" - en serie forelesninger om moderne biologi og dens utsikter. Innenfor dens ramme, 31. mai 2023, fant en diskusjon sted om utfordringene og problemene ved kognitiv nevrovitenskap – vitenskapen om hjernen. Tatyana Chernigovskaya, Alexander Asmolov og Olga Svarnik snakket om hvordan denne retningen utvikler seg og hva du kan forvente av den i fremtiden.
Tar opp en diskusjon lagt ut på kanalen Moskva institutt for psykoanalyse, og vi laget en oversikt over det.
Tatiana Chernigovskaya
Professor og leder av Laboratoriet for kognitiv forskning, St. Petersburg State University.
Alexander Asmolov
Doktor i psykologiske vitenskaper, professor, akademiker ved det russiske utdanningsakademiet.
Olga Svarnik
Dekan ved Fakultet for biovitenskap og leder for avdelingen ved Moskva-instituttet for psykoanalyse.
Hva er de største utfordringene for nevroforskere?
I studiet av hjernen befant forskere seg i en paradoksal situasjon. Det ser ut til at jo mer pålitelig informasjon om arbeidet til hovedkroppen vår vises, jo mindre klart blir helhetsbildet.
Mye kunnskap har blitt samlet, men forskerne er ikke sikre på at de kan svare riktig på hovedspørsmålene: hvordan og hvorfor hjerne. Dessuten ser forskerne ut til å ha langt flere spørsmål enn svar.
Hjernen er det mest komplekse systemet
Dette er den første og mest alvorlige utfordringen. Forskere har bevist at intet system kan studere et annet hvis det andre er mer komplekst enn det første. Hvis den andre er enklere, ikke noe problem. Men i dag vet ikke forskerne om noe system som ville være mer komplekst enn hjernen. Derfor er det vanskeligere å studere det enn noe annet objekt i vår verden. Det er i hvert fall hva nevroforskere mener.
Det er noe galskap i å utføre hjernearbeid i det hele tatt på grunn av denne historiens tilsynelatende håpløse natur. Hvorfor gjør vi dette likevel? For det første fordi det er interessant. Og for det andre, og for det hundrevis - fordi det er interessant og umulig å motstå.
Tatiana Chernigovskaya
Hjernen er ubrukelig å studere kun ved hjelp av verktøy
Hva er en hjerne? Virker som et veldig enkelt spørsmål. På den ene siden, i en hvilken som helst anatomi-lærebok vil vi finne svaret. På den annen side, hvis du spør nevrovitenskapsmenn om dette - spesielt de som har forsket lenge, vil de svare: "Jeg vet ikke."
Hjernen er selvfølgelig et fysisk objekt som har en nøyaktig målbar vekt og volum. Vi kan si at dette er et organ som består av mange nevroner. Det ble en gang antatt at det var rundt 100 milliarder av dem. I dag, etter å ha mottatt resultatene av nye studier, har nevrovitenskapsmenn slått seg ned på mer beskjedne tall: 85-86 milliarder.
Men dette tallet, selv om det er mer nøyaktig enn forskere tidligere har antatt, hjelper ikke på noen måte å forstå hvordan hovedorganet vårt fungerer. Den forklarer ikke hvordan vi ser på verden, hvordan vi tar beslutninger, hvilke motiver som får oss til å ta dette eller det valget.
Kanskje disse nevronene har gått sammen i et gigantisk nettverk. I et system som er mye mer enn den enkle summen av delene. Men verken å telle nevroner, eller andre resultater som forskere oppnår ved å bruke en rekke ultramoderne enheter, hjelper ikke til å forstå hvordan vår verden fungerer. tenker.
Dessuten vil ikke instrumentelle studier vise hvordan kreativitetsprosessen skjer. Ingen har ennå funnet ut hvordan man kan finne ut hvor briljante ideer kommer fra i hodet til forskere, hvordan inspirasjon kommer til artister eller musikere. Og generelt – hva er inspirasjon, hvordan måles den? Spektrometre og skannere kan ikke bestemme dette på noen måte.
Jo mer vi vet, jo mindre forstår vi. Anta at jeg har den beste CT-skanneren i verden, som ikke er det ennå, men som jeg så for meg. Han vil gi meg mange tonn med tall. Og hva skal man gjøre med dem? Så begynner tolkningen, og her er faren.
Tatiana Chernigovskaya
Det er tall, det er mange av dem. Det er nye studier som også må studeres og bygges inn i en enkelt modell. Men problemet er at så langt er det ingen teori om hjernen som vil forene alle resultatene som er oppnådd. Det er ennå ikke opprettet. Og dette er en av hovedoppgavene til moderne nevrovitenskapsmenn.
Hjernen har flere muligheter enn vi kan forestille oss.
Et av de tilsynelatende enkle spørsmålene: hvor små barn lære å snakke? Det er nok av materiale for forskning, for babyer er overalt. Alle friske barn begynner å snakke før eller siden. Men hvordan hjernen takler denne oppgaven er ikke fullt kjent for forskerne.
Ja, babyen hører hvordan voksne kommuniserer. Men han får ikke mye muntlig informasjon. Ifølge beregningene til noen forskere vil det ta et barn rundt 120 år å lære å snakke på samme måte som de rundt dem. Dessuten snakker mange av de voksne rundt ham med feil. De bygger kanskje ikke setninger veldig riktig, de uttaler kanskje ikke ord veldig tydelig.
Det ser ut til at det er for mange feil. Men barnet på kort tid mestrer fortsatt taleregler. Som et resultat forstår han lett de rundt seg og kan fortelle dem hva han vil.
Hjernen hans klarer å utlede fra dette kaotiske og korrupte innspillet ikke bare hva som helst, men språkets lover.
Tatiana Chernigovskaya
Kanskje hjernen vår har en slags språkmoduler innebygd fra fødselen – de hjelper å lære grammatikk. Eller kanskje er det ingen medfødte strukturer – det er bare det at hjernen kan behandle informasjon mye raskere enn det ser ut til for forskere.
Men det finnes ikke noe fasitsvar på spørsmålet om hvordan folk lærer å snakke. Det er bare kjent at nevrale nettverk bruker et helt annet læringsprinsipp enn en person.
Hvilken kunnskap fra andre vitenskapsfelt hjelper nevrovitenskapsmenn
For å løse problemene som har samlet seg mye i dag, trengs verktøy og informasjon fra andre områder av menneskelig kunnskap. Her er hovedområdene som er viktige for nevrovitenskapsmenn å forstå:
- Prosesser for intrauterin utvikling av en person. Trenger å lære hvordan hjernen blir dannet baby, hvilken informasjon han er i stand til å motta og behandle. For eksempel, for å forstå hvordan tale dannes, ville det være greit å vite om babyen er i stand til å høre moren sin og menneskene rundt ham og hvordan han oppfatter stemmene deres.
- Barnepsykologi. Det er viktig å vite hvordan barnet samhandler med verden og hvordan det lærer ny kunnskap.
- Andre områder innen psykologi. Det er psykologer som skal hjelpe til med å forstå hvorfor en person for eksempel ikke kan komme seg på jobb før han ser tilnærmingen frist. Og hvorfor i denne tilstanden er han produktiv, genererer gode ideer og jobber raskt. Og hvis du er rolig og ikke har det travelt, er resultatet merkbart dårligere. Og dette er bare ett av mange mysterier.
- Lingvistikk. Kunnskap om språkets lover vil tillate deg å forstå hvordan lesekyndig tale dannes.
- Trening av nevrale nettverk. AI er en helt annen type intelligens, ikke som vår. Men det er verdt å vite hvilke metoder for akkumulering og behandling av informasjon som finnes og fungerer effektivt.
- Matematikk. I studiet av hjernen er nøyaktige beregninger og konklusjoner basert på dem nødvendig.
- Humaniora og kunst. Den bruker ikke en algoritmisk type kognisjon, som i de tekniske delene av kunnskap, men en helt annen. De humanitære sfærene har sine egne regler, som ikke er oversatt til formelspråket. Litteratur er en helt annen type interaksjon med verden enn matematikk. Og musikk, maleri, dans skaper generelt et spesielt, ikke-verbalt språk. Det er ingen ord i den, men vi forstår hverandre på nivå med bilder og følelser.
- Historie. Det er mange interessante ting i det, men det er verdt å være spesielt oppmerksom på livet og arbeidet til genier. Kanskje vil forskere være i stand til å forstå nøyaktig hvordan deres revolusjonære ideer ble født, hvilken kjede av tanker og assosiasjoner som hjalp skaperne med å lage mesterverk. Dette vil ikke bidra til å gjenta kreativitetsprosessen, men vil avklare mekanismene til den menneskelige hjernen.
- Filosofi. Dette er en av de viktigste vitenskapene som nevrovitenskapsmenn ikke kan klare seg uten. Du kan ikke studere hjernen uten å forstå hvem en person er, hva han gjør på planeten, hvorfor han i det hele tatt lever.
Hvilket spørsmål kan hjernen svare på? Så vi åpner den og vil se inn. Vi ser ikke gerunder eller Van Goghs ideer. Nevronet vet ikke at det er inni oss. Og de mest subtile forbindelsene mellom ulike nivåer av hensyn virker for meg som et slags mirakel, magi.
Olga Svarnik
Ikke alle nevroforskere kan være spesialist på alle disse områdene. Men for å forstå dem, for å forstå hvordan man analyserer og anvender resultatene oppnådd av spesialiserte forskere, er det nødvendig for en hjerneforsker. Og arbeidet til nevrovitenskapsmenn minner om en klassisk detektivundersøkelse. Derfor har forskerne mye å lære av det viktigste sjangerens helter - som Miss Marple eller Hercule Poirot.
Hvilke fremskritt har nevroforskere allerede gjort?
Her er bare ett av mange funn. Det viser seg at hjernen vår ikke er delt inn i deler, som hver er ansvarlig for sin egen livssfære og ikke forstyrrer andres arbeid, som tidligere antatt.
I informasjonsrommet var ideen om to forskjellige halvkuler veldig populær. I følge denne teorien var venstresiden ansvarlig for logikken, og høyresiden var ansvarlig for intuisjon, inspirasjon, følelser. Men det viste seg at alt ikke er så enkelt, og hjernen er en enkelt helhet.
Et bevis for denne hypotesen er at hjernedatabaser overlapper hverandre. For eksempel kan bildet av en kaffekopp samtidig være i seksjonene "porselen", "skjønnhet", "drikker", "hva slår", "alt med bokstaven H". Dette er et veldig forenklet eksempel, men hjernen fungerer akkurat på samme måte.
Nå vil ingen snakke om stedene i hjernen som er engasjert i en ting - en skje, en annen - en gaffel og en tredje - en kaffekopp. Ideen om lokalisering har blitt erstattet, for å si det veldig grovt, av ideen om koblingisme.
Tatiana Chernigovskaya
Men også her er det motsetninger. På den ene siden fungerer hjernen som en enkelt enhet. Og hvis du for eksempel setter en person i en tomograf og gir ham taleoppgaver, vil ikke én sone være aktiv, men mange flere. Men på den annen side, hvis bare ett område av hjernen er skadet under en skade eller operasjon, slutter personen å snakke. Derfor er teorien om konneksjonisme også langt fra komplett.
Hva nevroforskere ønsker å oppnå i fremtiden
Hjerneforskere er litt poeter. For eksempel tror de at hvert nevron i hjernen er en del av en enkelt helhet, men han vet ikke om det. Kanskje hver person, som en nevron, også bare er en detalj av noe mye større enn vi kan forestille oss.
Å si at vi er hjernen vår er som å si, og jeg siterer: ethvert bilde er bare maling.
Alexander Asmolov
Kanskje vil nevrovitenskapsmenn hjelpe menneskeheten med å finne ut hvorfor universet trenger oss og hvilken rolle vi spiller i det. Hjernens arbeid er tross alt ikke begrenset til å sikre overlevelse, finne mat og skape komfortable forhold for deg selv og andre. Hjernen er i stand til å løse problemer mye mer seriøst enn hverdagslige.
Men ingenting i naturen skjer ikke bare: hvis det er en evne, vil det sikkert være hvor du kan bruke den. Dessuten vil det definitivt være behov for å bruke en unik ferdighet.
For mange år siden sa jeg til meg selv: universet kjeder seg. Hun vil se seg i speilet, hun vil snakke med noen. Av en eller annen grunn trenger universet vesener som er i stand til å forstå det.
Tatiana Chernigovskaya
Les også🧐
- 5 vitenskapelig støttede fakta om evolusjon
- Hvordan sette hjernen din for suksess ved hjelp av nevrovitenskap
- "Vi var spesielle lenge før vi stammet fra aper": et intervju med nevroforsker Nikolai Kukushkin