"Forskare har löst mysteriet att tänka"? Hittills, tyvärr, inte riktigt ännu, men processen pågår. Jag skulle naturligtvis vilja att en dag ska skriva en populärvetenskaplig anteckning med en sådan titel, men vi kommer troligtvis inte att leva. Det fanns till och med en frestelse att kalla denna artikel så i förväg - handen gick av sig själv. Men vi höll fortfarande kvar, för det är inte så saker som görs inom neurovetenskapen. Allt händer här gradvis. De vetenskapliga verken den senaste månaden är bara några steg till att svara på frågan: "Vad är medvetande och hur fungerar det?" Men för oss, naiva lekmän, är det också bättre att gå mot att förstå denna hemlighet gradvis (annars, Gud förhindra, i det viktigaste ögonblicket kommer vi inte att förstå någonting och vi blir upprörda).
Så idag - tre steg, tre enkla fakta om ditt hjärns arbete.
1. Hjärnan tänker med kroppen
Här tog du till exempel det i ditt huvud för att läsa den forntida poeten Catullus *. Dina ögon springer genom linjerna:
Attis rusade över havet i en flygande, lätt båt, Hastas med en snabb körning in i de frygiska skogarnas vildmark, I de krökta av täta lundar, till gudinnens heliga platser.
Kampanjvideo:
Vi uppmanar med en våldsam passion som rullade till berusat raseri, Han kastrerade sin unga kropp med en vass sten.
Vid den sista frasen kommer den manliga läsaren förmodligen att känna en obehaglig kyla i den nedre delen av kroppen ("där den kraftiga segeln vandrade", som en annan poet, Fyodor Tyutchev, satte den vid ett annat tillfälle). Se vad det betyder på neurovetenskapligt språk: När du läste en fras var din hjärna engagerad i att känna igen ord. I hjärnan finns det speciella zoner som är specialiserade på att förstå språket. Men en obehaglig kyla, påtaglig nästan fysiskt i ögonblicket för att läsa det älskade ordet, säger oss att av någon anledning helt andra delar av hjärnan var involverade i saken - de som ansvarar för att behandla signaler från perifera delar av kroppen. Fråga: hände det så av en slump i processen att uppfatta en litterär text, eller finns det någon viktig aspekt av hjärnan?
Även om vår läsare tycker att detta är en dum fråga, tror inte neurovetenskapsmän. Dessutom har de studerat detta fenomen ganska länge. Redan i början av 2000-talet konstaterades det att när en person hör hörden verben "springa", "slå" och "kyss" - det finns ett blodflöde till de områden i hjärnan som kontrollerar respektive ben, armar och läppar. Mot bakgrund av tankeexperimentet med Catullus 'text som vi presenterade i början av detta avsnitt verkar sådana resultat inte överraskande alls. Huvudfrågan är denna: Är denna aktivitet i den motoriska och sensoriska cortex verkligen nödvändig för att förstå vad hjärnan just har hört eller läst? Kanske är det bara en biverkning: först delar de delar av hjärnan som är specialiserade på språk vad som sägs, och först då blir andra delar lätt väckta, även om ingen ber dem göra det?
I den första uppgiften var det nödvändigt att snabbt avgöra om ordet har någon mening. Till exempel: "rita" - tryck på höger knapp, "skaka" - tryck på vänster.
En alternativ synpunkt är att detta fenomen är en integrerad del av att förstå språket. Det stöds av det faktum att motorområdena reagerar på verb som betyder en handling mycket snabbt, efter bara 80 millisekunder, uppenbarligen snabbare än att förstå ordet. Denna synvinkel får popularitet, men den slutliga domen har ännu inte uttalats.
Det är denna hypotes som neurovetenskapsmän från Higher School of Economics i Moskva, inklusive Yuri Shtyrov och Andrey Myachikov, försökte underbygga. Detta ämne är ämnet för deras senaste vetenskapliga arbete som publicerades i tidskriften Neuropsychologia.
För att välja en av de två förklaringarna måste du göra följande: på något sätt förhindra att motorcortex deltar i arbetet med att förstå texten. Om förståelsen försämras eller saktar ner, betyder det att hjärnan verkligen måste involvera olika områden, och inte bara de ökända språkcentra på vänster halvkula. Om inte, så nej.
"Att störa hjärnan" accepteras numera med transkraniell magnetisk stimulering: en magnetfältpuls stänger tillfälligt av vissa delar av cortex. Detta är inte mer skadligt än en MRI, och därför var 28 frivilliga för experimenten inte svåra att hitta. Det var de som erbjöds två uppgifter. I den första var det nödvändigt att snabbt (genom att trycka på en knapp) avgöra om ordet som visades på skärmen hade någon mening. Till exempel: "rita" - tryck på höger knapp, "skaka" - tryck på vänster. Den andra uppgiften är lite svårare, eftersom den inte bara krävde att förstå att ordet är meningsfullt, utan också att ta reda på vad det betyder. Ämnen måste skilja konkreta handlingar från abstrakta handlingar, till exempel: "skriva" - en konkret handling, "tro" eller "förlåta" - abstrakt.
Under tiden var försökspersonerna att lösa problem (eller snarare inom 200 millisekunder efter att ordet dök framför deras ögon) - en magnetisk impuls rusade genom sina kranier till motorbarken, till den del av det som styr högerhandens rörelser. Du måste ha lagt märke till att du både "ritar" och "skriver" - åtgärder som utförs av din hand?
"Jag vet att jag inte vet någonting" - det här är lite ledigt samtal, men Sokrates var fortfarande en vismann
Om läsaren är intresserad av experimentella subtiliteter, reservationer och korrigeringar, skickar vi honom till artikeln som referens, det är inte så svårt, särskilt om du är en neurovetenskapsman med examen. För resten rapporterar vi resultatet: ja, effekten observerades verkligen. Det vill säga att förmågan att skilja meningsfulla ord från meningslösa ord inte påverkades av en magnetisk chock för motorbarken. Men i valet mellan abstrakt och konkret handling (när det var nödvändigt att förstå betydelsen av ordet) var skillnaden uppenbar: när den motoriska cortex hämmades erkändes konkreta verb "rita" och "skriva" långsammare, och abstrakt "du tror" och "förlåta" - tvärtom, snabbare … Så vi behöver motorcortex inte bara för att värdelöst vinka våra händer eller rita hantlar, utan också för att förstå språket.
En uppmärksam läsare måste ha en fråga. Okej, "du ritar" är ett enkelt förståeligt verb, ta en penna i handen och rita. Men det kan också användas i en annan mening, till exempel: "I ditt tal drar du ljusa perspektiv" - ingen hand är helt klart involverad här. Eller till exempel: "Du blev så full i går - varken sjunger eller målar." Behöver du en motorbark för att förstå sådana figurativa vändningar?
Inte på en gång, skyndade läsaren. Forskare från Higher School of Economics arbetar med detta just nu, och resultaten kommer att rapporteras på en konferens i San Francisco i slutet av mars. Om du tror att de publicerade teserna i deras meddelande (och avhandlingarna är en halv sida med text utan några detaljer), i "figurativa uttryck" bör man skilja mellan metafor och formspråk. Till exempel är "att kasta en sten" en bokstavlig betydelse. "Sluta röka" är en metaforisk användning där du istället för "sluta" kan använda verbet "stopp" eller "sluta". "Att kasta en skugga" är ett formspråk: det är omöjligt att sönderdela det i separata ord och förstå dem isolerat från varandra. Det verkar som om motorcortex inte behövs för att förstå metaforen. Men idiomer i denna mening uppför sig exakt som de bokstavliga betydelserna av verb …
… Men shhh. Studieförfattarna uppmanade oss att inte gå in på detaljerna i detta arbete. Vi blev ombedda att nämna det bara genom att inte alltför ofta ett högkvalitativt vetenskapligt resultat publiceras av forskare från deras hemland. Shtyrov, Myachikov och deras kollegor (även om de inte bara arbetar i Moskva, utan också i danska Aarhus och på engelska Newcastle) är just de människor som uttrycket "rysk vetenskap" kan bokstavligen hänvisas till. Och eftersom vi firar dagen för denna mycket ryska vetenskap den 8 februari är detta ett utmärkt tillfälle att gratulera våra landsmän och prata om deras framsteg - hoppas jag, utan att snedvrida eller förvirra någonting.
Och eftersom de nästa två avsnitten inte längre gäller för rysk vetenskap, kommer vi att presentera dem på ett mycket kortare och mer kortfattat sätt.
2. Hjärnan vet vad den inte vet
”En eda oti uden eda,” sade Socrates påstås (det vill säga, det är möjligt att Platon uppfann det alls, och säkert uttrycktes den felaktigt av den som översatte den från latin till grekiska). Det verkar för mig att Sokrates inte sa det, eftersom "jag vet att jag inte vet någonting" är lite ledigt prat, men han var fortfarande en vismann. En annan sak är att veta exakt vad du vet och vad du inte vet: detta inspirerar respekt. Och för detta skulle det vara trevligt att ha ett slags register över din egen kunskap i huvudet, hålla det skilt från kunskap som sådan.
Ett sådant register finns definitivt i våra huvuden. Att bevisa detta är enklare än någonsin: annars skulle det inte ha funnits dessa plågor vid ögonen på det bekanta ansiktet av en skådespelare som du känner säkert, men för mig kan jag inte komma ihåg hans namn och var han filmades. Hjärnan är säker på att den här skådespelaren är i minnet. Av någon anledning är det emellertid inte omedelbart möjligt att hitta motsvarande post. Det finns också motsatt effekt, "déjà vu": det är när hjärnan av någon anledning tror att situationen är bekant, men det fanns faktiskt ingenting liknande med det förut, men det verkade bara.
Neurovetenskapsmän talar om det på detta sätt: förutom själva minnet har hjärnan också ett "metaminne" - det här är exakt minnet av det vi minns (eller borde komma ihåg) och vad som inte. Men vad neurovetenskapsmän inte visste förr nyligen var var exakt i hjärnan detta ovärderliga filskåp finns. Japanska forskare har upptäckt detta först nu.
Det fanns bara två frågor till aporna:”Har du sett, apan, den här bilden tidigare? Hur säker är du på att du inte har sett (eller sett) henne?"
De gjorde sina experiment inte på människor utan på makaker. Aporna erbjöds en serie bilder, och efter en stund fick de en bild för identifiering. Det fanns bara två frågor till dem:”Har du sett, opa, den här bilden tidigare? Hur säker är du på att du inte har sett (eller sett) henne? Naturligtvis frågades aporna inte i ord, utan på det sätt som de vanligtvis kommunicerar med apor: med rätt reaktioner fick de en belöning och misstag måste betalas för. Samtidigt undersöktes apans hjärna med hjälp av MRI.
Och här är det, metamory: två ljusa fokuser i den prefrontala cortex. Den ena verkar vara ansvarig för att komma ihåg senaste händelser, den andra för avlägsna händelser. Och sedan (hur lyckligt lott att experimentet genomfördes på djur och inte på människor!) Makakerna stängdes av motsvarande hjärncentrum och tvingades återigen satsa på om de redan hade sett bilden som visas eller om de trodde. Resultaten försämrades avsevärt. Samtidigt, som forskarna var övertygade om i ett separat experiment, har själva minnet av de visade bilderna inte försvunnit. Det var bara så att det var mycket svårare för apan att säkert säga om den okända bilden att hon aldrig riktigt sett den.
Detta arbete är ett litet steg mot att förstå minnesmekanismer. När dessa mekanismer upptäcks kommer våra ättlingar aldrig att befinna sig i en fruktansvärd situation, när en bekant man verkar gå mot honom, men kanske han inte är en bekant, utan bara låtsas vara. Då blir människor lyckligare och mer harmoniska.
3. Hjärnan sover för att glömma
En del människor, särskilt unga människor, tycker ofta att sova bara är slöseri med tid. Medan vi är vakna, lär vi oss mycket, samlar intryck, ibland till och med lär oss något. Och sedan igen! - och slits från livet åtta timmars svarthet. Och det händer så att du vaknade, men du kommer inte ihåg något från igår, för mig. Nya artiklar av forskare från Johns Hopkins University i USA visar att det faktiskt är vad vi sover för.
Under dagen, när huvudrörelsen äger rum, bearbetar hjärnan intryck, kommer ihåg dem och drar slutsatser. Erik Kandel, som fick Nobelpriset för detta år 2000, gissa om hur detta händer ungefär. Han studerade neuronerna i blötdjur Aplysia och lärde henne enkla blötdjurslektioner (till exempel "om du slår på en sifon, nu kommer de att börja slå"). Det visade sig att den här lektionen motsvarar tillväxten av en viss synapse, det vill säga kopplingen mellan neuroner. Så medan vi är vakna, kommer hjärnan ihåg något och synapser mellan neuroner växer och stärks i det.
Tja, amerikanska neurovetenskapsmän säger: när hjärnan sover, synapser minskar! Det är inte alla: de viktigaste och kraftfulla synapserna blir bara ilska, men den sekundära nonsens som svällde överdrivet under vakna timmar, tvärtom tappar sin styrka. Som ett resultat konsoliderade möss (det var deras hjärnor och nervceller som användes i experimenten) minnen: de förvarar viktiga saker i sitt minne och glömmer onödig nonsens. Men den totala massan och kraften i synapser ökar praktiskt taget inte. Således kan processen upprepas många, många gånger: lära sig nya saker, sedan sova och lära igen med ett friskt sinne. Om det inte var för detta steg i sömn, skulle synapserna i mushjärnan ha växt extremt länge innan den stackars musen har tid att märkbart växa klokare.
Forskarna begränsade sig inte till en sådan lapidär slutsats, utan upptäckte alla huvudmolekylära mekanismer involverade i denna process. Om någon är intresserad av dem, låt dem läsa originalartiklarna i Science. Och om läsaren redan är trött på våra vetenskapliga studier, låt honom gå till sängs: alla synapser som svällde upp i hans hjärna när han läste artikeln kommer att lösa upp över en natt utan spår, och sedan kommer han att läsa en annan anteckning om något annat med ett friskt sinne.
