„Z nějakého důvodu vesmír potřebuje tvory, kteří jsou schopni mu porozumět“: neurovědci – o tom, jaká tajemství skrývá náš mozek
Různé / / June 22, 2023
Abyste pochopili, jak náš hlavní orgán funguje, musíte být biolog, básník, matematik a detektiv.
Moskevský institut psychoanalýzy strávil „Big Biological Lecture Hall“ – cyklus přednášek o moderní biologii a jejích perspektivách. V jeho rámci se 31. května 2023 uskutečnila diskuse o výzvách a problémech kognitivní neurovědy - vědy o mozku. Tatyana Chernigovskaya, Alexander Asmolov a Olga Svarnik hovořili o tom, jak se tento směr vyvíjí a co od něj očekávat v budoucnu.
Nahrávání diskuse vyslán na kanálu Moskevský institut psychoanalýzya udělali jsme jeho obrys.
Taťána Černigovská
Profesor a vedoucí Laboratoře kognitivního výzkumu, St. Petersburg State University.
Alexandr Asmolov
Doktor psychologických věd, profesor, akademik Ruské akademie vzdělávání.
Olga Svarnik
Děkan Fakulty přírodních věd a vedoucí katedry Moskevského institutu psychoanalýzy.
Jaké jsou největší výzvy pro neurovědce?
Při studiu mozku se vědci ocitli v paradoxní situaci. Zdá se, že čím spolehlivější informace o práci našeho hlavního těla se objeví, tím méně jasný bude celkový obraz.
Nashromáždilo se mnoho znalostí, ale vědci si nejsou jisti, zda dokážou správně odpovědět na hlavní otázky: jak a proč mozek. Navíc se zdá, že výzkumníci mají mnohem více otázek než odpovědí.
Mozek je nejsložitější systém
To je první a nejvážnější výzva. Vědci dokázali, že žádný systém nemůže studovat jiný, pokud je druhý složitější než první. Pokud je druhý jednodušší, není problém. Dnes ale vědci neznají žádný systém, který by byl složitější než mozek. Proto je obtížnější jej studovat než jakýkoli jiný objekt našeho světa. Alespoň si to myslí neurovědci.
V provádění mozkové práce je nějaké šílenství kvůli zdánlivě beznadějné povaze tohoto příběhu. Proč to vůbec děláme? Za prvé, protože je to zajímavé. A za druhé a po sté – protože je zajímavé a nedá se tomu odolat.
Taťána Černigovská
Mozek je zbytečné studovat jen s pomocí nástrojů
co je to mozek? Vypadá to jako velmi jednoduchá otázka. Na jednu stranu v každé učebnici anatomie najdeme odpověď. Na druhou stranu, když se na to zeptáte neurovědců – zejména těch, kteří se výzkumem věnují delší dobu, odpoví: „Nevím“.
Mozek je samozřejmě fyzický objekt, který má přesně měřitelnou váhu a objem. Můžeme říci, že se jedná o orgán, který se skládá z mnoha neurony. Kdysi se věřilo, že jich je asi 100 miliard. Dnes, po obdržení výsledků nových studií, se neurovědci usadili na skromnějších číslech: 85–86 miliard.
Ale toto číslo, i když je přesnější, než vědci dříve předpokládali, nijak nepomáhá pochopit, jak náš hlavní orgán funguje. Nevysvětluje, jak vidíme svět, jak se rozhodujeme, jaké motivy nás nutí učinit tu či onu volbu.
Možná se tyto neurony spojily v obří síť. V systému, který je mnohem víc než pouhý součet jeho částí. Ale ani počítání neuronů, ani další výsledky, které vědci získají pomocí různých ultramoderních zařízení, nepomohou pochopit, jak náš svět funguje. myslící.
Navíc instrumentální studie neukážou, jak proces kreativity probíhá. Nikdo zatím nepřišel na to, jak zjistit, odkud se v hlavách vědců berou geniální nápady, jak přichází inspirace k umělcům nebo hudebníkům. A vůbec – co je to inspirace, jak se měří? Spektrometry a skenery to nedokážou nijak určit.
Čím více víme, tím méně rozumíme. Předpokládejme, že mám nejlepší CT skener na světě, který ještě není, ale který jsem si představoval. Dá mi mnoho tun čísel. A co s nimi dělat? Pak začíná výklad a zde je nebezpečí.
Taťána Černigovská
Jsou čísla, je jich hodně. Existují nové studie, které je také třeba studovat a zabudovat do jednoho modelu. Problém je ale v tom, že zatím neexistuje teorie mozku, která by všechny získané výsledky sjednotila. Musí být ještě vytvořen. A to je jeden z hlavních úkolů moderních neurovědců.
Mozek má více možností, než si dokážeme představit.
Jedna ze zdánlivě jednoduchých otázek: jak malé děti naučit se mluvit? Materiálu pro výzkum je dost, protože miminka jsou všude. Každé zdravé dítě začne dříve nebo později mluvit. Jak se ale mozek s tímto úkolem vypořádá, vědci zcela neznají.
Ano, dítě slyší, jak dospělí komunikují. Slovní informace ale moc nedostává. Podle výpočtů některých badatelů by dítěti trvalo asi 120 let, než by se naučilo mluvit stejně jako jeho okolí. Navíc mnoho dospělých kolem něj mluví s chybami. Nemusí tvořit věty příliš správně, nemusí vyslovovat slova příliš jasně.
Zdálo by se, že chyb je příliš mnoho. Ale dítě v krátké době stále ovládá pravidla řeči. Díky tomu snadno rozumí svému okolí a může jim říkat, co chce.
Jeho mozek dokáže z tohoto chaotického a zkaženého vstupu odvodit nejen cokoliv, ale také zákony jazyka.
Taťána Černigovská
Možná má náš mozek nějaké jazykové moduly zabudované již od narození – pomáhají se učit gramatika. Nebo možná neexistují žádné vrozené struktury – jde jen o to, že mozek dokáže zpracovat informace mnohem rychleji, než se výzkumníkům zdá.
Na otázku, jak se lidé učí mluvit, ale neexistuje definitivní odpověď. Ví se jen, že neuronové sítě využívají úplně jiný princip učení než člověk.
Jaké poznatky z jiných vědních oborů pomáhají neurovědcům
K řešení problémů, kterých se dnes hodně nahromadilo, jsou potřeba nástroje a informace z jiných oblastí lidského poznání. Zde jsou hlavní oblasti, kterým je pro neurovědce důležité porozumět:
- Procesy nitroděložního vývoje člověka. Je třeba se naučit jak tvoří se mozek miminko, jaké informace je schopno přijímat a zpracovávat. Abychom například pochopili, jak se tvoří řeč, bylo by dobré vědět, zda miminko slyší maminku a lidi kolem sebe a jak vnímá jejich hlasy.
- Psychologie dítěte. Je důležité vědět, jak dítě komunikuje se světem a jak se učí novým poznatkům.
- Další oblasti psychologie. Právě psychologové pomohou pochopit, proč se například člověk nemůže dostat do práce dříve, než uvidí přístup Uzávěrka. A proč je v tomto stavu produktivní, generuje skvělé nápady a pracuje rychle. A pokud jste v klidu a nespěcháte, je výsledek znatelně horší. A to je jen jedna z mnoha záhad.
- Lingvistika. Znalost zákonů jazyka vám umožní pochopit, jak se tvoří gramotná řeč.
- Trénink neuronových sítí. AI je úplně jiný druh inteligence, ne jako ta naše. Ale stojí za to vědět, jaké metody shromažďování a zpracování informací existují a fungují efektivně.
- Matematika. Při studiu mozku jsou nutné přesné výpočty a na nich založené závěry.
- Humanitní vědy a umění. Nevyužívá algoritmický typ poznání jako v technických úsecích znalostí, ale zcela jiný. Humanitární sféry mají svá pravidla, která nejsou přeložena do řeči vzorců. Literatura je úplně jiný typ interakce se světem než matematika. A hudba, malba, tanec obecně vytvářejí zvláštní, neverbální jazyk. Nejsou v tom žádná slova, ale rozumíme si na úrovni obrazů a emocí.
- Příběh. Je v něm mnoho zajímavých věcí, ale stojí za to věnovat zvláštní pozornost životu a dílu géniů. Možná vědci budou schopni přesně pochopit, jak se jejich revoluční myšlenky zrodily, jaký řetězec myšlenek a asociací pomohl tvůrcům vytvořit mistrovská díla. To nepomůže zopakovat proces kreativity, ale objasní mechanismy lidského mozku.
- Filozofie. Jde o jednu z nejdůležitějších věd, bez které se neurovědci neobejdou. Nemůžete studovat mozek, aniž byste pochopili, kdo je člověk, co na planetě dělá, proč vůbec žije.
Na jakou otázku může mozek odpovědět? Tak to otevíráme a chceme se podívat dovnitř. Nevidíme gerundia ani Van Goghovy nápady. Neuron neví, že je uvnitř nás. A ty nejjemnější souvislosti mezi různými úrovněmi ohleduplnosti mi připadají jakýmsi zázrakem, magií.
Olga Svarnik
Ne každý neurovědec může být specialistou ve všech těchto oblastech. Ale abychom jim porozuměli, abychom pochopili, jak analyzovat a aplikovat výsledky získané specializovanými vědci, je nutné, aby výzkumník mozku. A práce neurovědců připomíná klasické detektivní pátrání. Vědci se proto mají hodně co učit od toho hlavního hrdiny žánru - jako slečna Marplová nebo Hercule Poirot.
Jaké pokroky neurovědci již učinili?
Zde je jen jeden z mnoha objevů. Ukazuje se, že náš mozek není rozdělen na části, z nichž každá je zodpovědná za svou vlastní sféru života a nezasahuje do práce ostatních, jak se dříve myslelo.
V informačním prostoru byla velmi populární myšlenka dvou různých hemisfér. Podle této teorie byla levice zodpovědná za logiku a pravice za ni intuice, inspirace, emoce. Ale ukázalo se, že všechno není tak jednoduché a mozek je jeden celek.
Jedním z důkazů pro tuto hypotézu je, že se databáze mozku překrývají. Například obrázek šálku kávy může být současně v sekcích „porcelán“, „krása“, „nápoje“, „co bije“, „vše s písmenem H“. Toto je velmi zjednodušený příklad, ale mozek funguje úplně stejně.
Nyní nikdo nebude mluvit o místech v mozku, která jsou zapojena do jedné věci - lžíce, další - vidlička a třetí - šálek kávy. Myšlenka lokalizace byla nahrazena, velmi zhruba řečeno, myšlenkou konekcionismu.
Taťána Černigovská
Ale i zde existují rozpory. Na jedné straně mozek funguje jako jediné zařízení. A když třeba dáte člověka do tomografu a dáte mu řečové úkoly, tak nebude aktivní jedna zóna, ale mnohem víc. Ale na druhou stranu, pokud je při zranění nebo operaci poškozena pouze jedna oblast mozku, člověk přestane mluvit. Proto také teorie konekcionismu není zdaleka úplná.
Čeho chtějí neurovědci v budoucnu dosáhnout
Vědci mozku jsou trochu básníci. Například věří, že každý neuron mozku je součástí jediného celku, ale on o tom neví. Možná je každý člověk, stejně jako neuron, také jen detailem něčeho mnohem většího, než si dokážeme představit.
Říci, že jsme náš mozek, je jako říkat, a cituji: každý obrázek je jen malba.
Alexandr Asmolov
Možná neurovědci pomohou lidstvu zjistit, proč nás Vesmír potřebuje a jakou roli v něm hrajeme. Práce mozku se totiž neomezuje jen na zajištění přežití, hledání potravy a vytváření pohodlných podmínek pro sebe i ostatní. Mozek je schopen řešit problémy mnohem vážněji než ty každodenní.
Ale v přírodě nic se nestane jen tak: pokud je nějaká schopnost, tak určitě bude, kde ji uplatnit. Navíc bude určitě potřeba využít unikátní dovednost.
Před mnoha lety jsem si říkal: Vesmír se začíná nudit. Chce se podívat do zrcadla, chce s někým mluvit. Z nějakého důvodu vesmír potřebuje bytosti, které jsou schopny mu porozumět.
Taťána Černigovská
Přečtěte si také🧐
- 5 vědecky podložených faktů o evoluci
- Jak nastavit svůj mozek k úspěchu pomocí neurovědy
- „Byli jsme výjimeční dávno předtím, než jsme pocházeli z opic“: rozhovor s neurologem Nikolajem Kukushkinem