211service.com
Didelis smegenų mąstymas
Mokslininkai daug mokosi apie smegenis – kaip jos gali priimti sprendimus per sekundės dalį, kaip jos mokosi iš praeities klaidų, kaip šviesos impulsus paverčia sudėtinga vaizdine scena. Tačiau kai kuriems mūsų smegenyse sklindančių elektros impulsų kalbos iššifravimas yra tik pusė istorijos. Antroji dalis, kuri yra daug filosofiškesnė ir sudėtingesnė, yra tai, kaip ta smegenų veikla virsta sąmone – žmogaus savimone ir jį supančio pasaulio suvokimu.
Billas Newsome'as , neurologas iš Stanfordo universiteto Palo Alte, Kalifornijoje, pastaruosius dvidešimt metų tyrinėjo, kaip neuronai koduoja informaciją ir kaip ją naudoja priimdami sprendimus apie pasaulį. Dešimtajame dešimtmetyje jis ir bendradarbiai sugebėjo pakeisti beždžionės reakciją į aplinką, siųsdami elektrinius smūgius į tam tikras smegenų dalis. Išvados suteikė neurologams didžiulę įžvalgą apie vidinį smegenų darbą.
Tačiau Newsome'as yra apsėstas nuolatinio klausimo: kaip sąmonė kyla iš smegenų funkcijos? Jis mano, kad geriausias būdas atsakyti į šį klausimą yra implantuoti elektrodą į savo smegenis ir pamatyti, kaip elektros srovė keičia jo suvokimą apie pasaulį.
Newsome nebūtų pirmasis asmuo, turintis smegenų implantą. Epilepsija sergantiems pacientams prieš smegenų operaciją atliekama elektrinė stimuliacija. Naujojoje Anglijoje paralyžiuotas vyras turi eksperimentinį implantą, kuris jo smegenų veiklą paverčia roboto rankos judesiais. Ir, ko gero, labiausiai žinoma, Kevinas Warwickas, Readingo universiteto (JK) kibernetikos profesorius, 2002 m. pirmą kartą implantavo lustą į savo rankos nervines skaidulas, tada implantavo lustą į žmonos ranką, siekdamas tapti kiborgas.
Neaišku, ar Newsome gaus pritarimą tokiam radikaliam įsipareigojimui. Bet jei jis tai padarys, jo eksperimentas nebus skirtas išgydyti ligą ar tapti žmogaus mašina. Jis tikisi padaryti ką nors platesnio: suprasti sąmonę.
Technologijų apžvalga : Kodėl jums toks svarbus sąmonės supratimas?
Billas Newsome'as : Manau, kad tai, kaip sąmonė kyla iš smegenų veiklos, yra vienas įdomiausių ir svarbiausių klausimų visoje neurobiologijoje. Jei mes visiškai suprasime sistemą (nuo įvesties iki išvesties) ląstelių lygmeniu, bet vis tiek tiksliai nežinome, kas sukelia sąmoningus psichinius reiškinius, turėsime nesėkmę.
TR: Dauguma jūsų eksperimentų buvo atlikti su beždžionėmis. Kaip tai pradėjo formuoti jūsų požiūrį į smegenų funkcijų ir žmogaus sąmonės ryšį?
BN : Mes tiriame judesio suvokimą. Mes mokome beždžiones žiūrėti į tam tikra kryptimi judančių taškų modelį ir pranešti apie taškų kryptį judindami akis ta pačia kryptimi. Jei beždžionė pasirenka teisingą atsakymą, ji gauna atlygį.
Šis paprastas elgesys apima pasaulį, suprantantį, kaip nervų sistema elgiasi protingai. Jutiminė informacija, kuri patenka į smegenis per akis, turi būti užkoduota tam tikra nervine kalba, kuri atspindi smegenų stimulą. Remdamasi šiuo neuroniniu vaizdu, beždžionė turi priimti aukšto lygio sprendimą apie tai, ką ji iš tikrųjų mato. Šis sprendimas savo ruožtu lemia variklio atsako pasirinkimą, žiūrėti į kairę arba į dešinę.
TR: Ir jūs įtraukėte naują lygį prie šios eksperimentinės sąrankos stimuliuodami beždžionės smegenis.
BN : Įdedame elektrodą į smegenų sritį, žinomą kaip MT. Šios srities ląstelės selektyviai reaguoja į konkrečią judėjimo kryptį. Kai kurios ląstelės yra aktyvios, kai beždžionė žiūri į taškus, judančius į kairę, kai kurios ląstelės yra aktyvios, kai beždžionė žiūri į taškus, judančius į dešinę. Žmonės ilgą laiką įtarė, kad MT yra svarbus mūsų gebėjimui matyti judesį. Taigi atlikome eksperimentą, kurio metu šias ląsteles dirbtinai stimuliavome mažais elektros srovės impulsais – tai pakeitė tai, ką beždžionės pranešė mačiusios.
TR: Taigi eksperimentuodami su beždžionėmis galite labai koncentruotai stimuliuoti smegenis ir pakeisti beždžionės reakciją. Tačiau beždžionė negali pasakyti, ką mato, kai stimuliuojate smegenis.
BN : Taip. Žmonės gali pranešti, ką mato, girdi ar jaučia, bet su beždžionėmis galite pažvelgti tik į jų elgesio pokyčius. Negaliu įlipti į beždžionės galvą ir pamatyti, ką beždžionė iš tikrųjų mato.
Tai yra dabartinių diskusijų apie sąmonės tyrimą esmė. Kas yra sąmoningas patyrimas, lydintis stimuliavimą ir beždžionės sprendimą? Net jei žinotumėte viską apie tai, kaip neuronai koduoja ir perduoda informaciją, galbūt nežinote, ką beždžionė patiria, kai stimuliuojame jo MT.
TR: Žmonės įrodė, kad žmogaus smegenų stimuliavimas taip pat gali padaryti panašius dalykus, tiesa?
BN : Elektrinė smegenų stimuliacija nėra naujiena. Wilderis Penfieldas, 1930-ųjų ir 40-ųjų Kanados neurochirurgas, neurochirurginio epilepsijos gydymo pradininkas, pirmasis pradėjo stimuliuoti sąmoningų žmonių smegenis. Jis norėjo sugebėti atpažinti smegenų dalis, susijusias su kalba ir judėjimu, prieš išimant smegenų gabalėlį, kuris, jo manymu, buvo atsakingas už ligą, todėl jis sukūrė būdus, kaip padaryti skylę kaukolėje ir visiškai atskleisti smegenis. sąmoningi žmonės.
Kol jis klinikiniais tikslais stimuliavo smegenis, jis taip pat stimuliavo kitas smegenų dalis. Jis parodė, kad stimuliuodami regimąją žievę galite priversti žmones pamatyti žvaigždes ar šviesos blyksnius. Kai jis stimuliavo klausos žievę, žmonės girdėjo zvimbančius signalus. Kai jis pateko giliau į smegenis, į laikinąją žievę, jis galėjo sukelti sudėtingus suvokimus. Pacientas sakydavo tokius dalykus kaip: „Aš sėdžiu ant galinės mamos namo verandos ir ji kviečia mane vakarienės“.
Visa tai jis darė praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje, tačiau ši sritis niekur nedingo, nes nieko nežinojo apie smegenų grandines. Penfieldas tik stimuliavo nežinomo pobūdžio nervinį audinį. Jis galėjo sukelti sąmoningus reiškinius, bet jis neįgijo supratimo apie tai, kaip sąmoningi reiškiniai yra susiję su aktyvuotų neuronų [elgsena].
Dabar mes žinome apie pavienes ląsteles, neuronines grandines ir jų selektyviąsias savybes. Taigi galime iškelti geresnes hipotezes apie tai, kaip ląstelės gali prisidėti prie pažinimo reiškinių, tokių kaip suvokimas, atmintis ar dėmesys. Galime kruopščiai pakoreguoti tikslines sistemos dalis ir gauti nuspėjamą atsakymą.
TR: Taigi, kaip jūs planuojate suprasti ryšį tarp aktyvumo konkrečiose smegenų dalyse ir sąmonės?
BN : Dabar nežinau, kaip tai išsiaiškinti, bet man atrodo, kad būtų gera vieta pradėti stimuliuoti žmogaus smegenis, tokias kaip mano. Jei galėčiau stimuliuoti savo MT, tikriausiai žinočiau ir galėčiau pasakyti, ar tikrai matau [realius] taškus judančius [kaip beždžionių eksperimentuose], ar visai ką nors kita. Tai būtų pradžia siekiant nustatyti [specifinius sąmonės aspektus, kurie lydi] nervų aktyvaciją skirtinguose nervų sistemos taškuose.
TR: Ar manote, kad tikrai galėtumėte gauti reguliavimo patvirtinimą? Kokios yra pagrindinės etikos problemos?
BN : Būtų sunku gauti patvirtinimą daryti kažką panašaus. Bet kokie eksperimentai su žmonėmis šioje šalyje yra griežtai tikrinami. Advokatai ir įstaigų administratoriai į tokius dalykus žiūri blankiai dėl atsakomybės problemų. Ir ten yra aiškus slidaus nuolydžio argumentas. Galbūt galėčiau pagrįsti savo eksperimentą, bet tai galėtų tapti precedentu kitiems, kuriems tai būtų rizikingesnė.
Pavyzdžiui, jei aš atlikčiau šį eksperimentą, tai tikriausiai būtų didelis dalykas ir patekčiau į laikraščius. Kai kurie jauni magistrantai gali manyti, kad tai būdas siekti karjeros ir nuspręsti tai padaryti. Jis gali rizikuoti labiau nei aš. Galbūt jis zonduotų giliau į savo smegenis, kur yra didesnė rizika pažeisti kraujagysles. Būtų nepatogu pagalvoti, kad aš iš dalies už tai atsakingas, net jei mano paties nuotykis klostėsi puikiai.
TR: Ar tikrai norite tai padaryti?
BN : Na, aš labai gerai apie tai pagalvojau. Kalbėjausi su neurochirurgais tiek JAV, tiek už šalies ribų, kur reguliavimo aplinka ne tokia griežta, kaip tai praktiška ir rizikinga. Jei rimtų pooperacinių komplikacijų rizika būtų viena iš šimto, aš to nedaryčiau. Jei tai būtų vienas iš tūkstančio, rimtai svarstyčiau tai padaryti. Mano apmaudu, dauguma chirurgų mano, kad rizika yra kažkur tarp mano etalonų.