"Av någon anledning behöver universum varelser som kan förstå det": neuroforskare - om vilka hemligheter vår hjärna döljer
Miscellanea / / June 22, 2023
För att förstå hur vårt huvudorgan fungerar behöver du vara biolog, poet, matematiker och detektiv.
Moskvainstitutet för psykoanalys tillbringade "Big Biological Lecture Hall" - en serie föreläsningar om modern biologi och dess framtidsutsikter. Inom dess ramar, den 31 maj 2023, ägde en diskussion rum om utmaningarna och problemen inom kognitiv neurovetenskap – vetenskapen om hjärnan. Tatyana Chernigovskaya, Alexander Asmolov och Olga Svarnik pratade om hur denna riktning utvecklas och vad man kan förvänta sig av den i framtiden.
Spelar in en diskussion Postad på kanalen Moskvainstitutet för psykoanalys, och vi gjorde en översikt över det.
Tatiana Chernigovskaya
Professor och chef för laboratoriet för kognitiv forskning, St. Petersburg State University.
Alexander Asmolov
Doktor i psykologiska vetenskaper, professor, akademiker vid den ryska utbildningsakademin.
Olga Svarnik
Dekanus för fakulteten för livsvetenskaper och chef för avdelningen vid Moskvainstitutet för psykoanalys.
Vilka är de största utmaningarna för neuroforskare?
I studien av hjärnan befann sig forskare i en paradoxal situation. Det verkar som att ju mer tillförlitlig information om arbetet i vår huvudkropp visas, desto mindre tydlig blir den övergripande bilden.
Mycket kunskap har samlats, men forskare är inte säkra på att de korrekt kan svara på huvudfrågorna: hur och varför gör vår hjärna. Dessutom verkar forskarna ha mycket fler frågor än svar.
Hjärnan är det mest komplexa systemet
Detta är den första och allvarligaste utmaningen. Forskare har bevisat att inget system kan studera ett annat om det andra är mer komplext än det första. Om den andra är lättare, inga problem. Men idag känner forskarna inte till något system som skulle vara mer komplext än hjärnan. Därför är det svårare att studera det än något annat föremål i vår värld. Det är åtminstone vad neuroforskare tror.
Det finns en del galenskap i att göra hjärnarbete överhuvudtaget på grund av den här historiens till synes hopplösa karaktär. Varför gör vi det här? För det första för att det är intressant. Och för det andra, och för det hundrade - för att det är intressant och omöjligt att motstå.
Tatiana Chernigovskaya
Hjärnan är värdelös att studera endast med hjälp av verktyg
Vad är en hjärna? Känns som en väldigt enkel fråga. Å ena sidan, i vilken anatomilärobok som helst hittar vi svaret. Å andra sidan, om du frågar neuroforskare om detta - särskilt de som har forskat under lång tid, kommer de att svara: "Jag vet inte."
Hjärnan är naturligtvis ett fysiskt föremål som har en exakt mätbar vikt och volym. Vi kan säga att detta är ett organ som består av många neuroner. En gång trodde man att det fanns cirka 100 miljarder av dem. I dag, efter att ha fått resultaten av nya studier, har neuroforskare nöjt sig med mer blygsamma siffror: 85-86 miljarder.
Men denna siffra, även om den är mer exakt än vad forskare tidigare antagit, hjälper inte på något sätt att förstå hur vårt huvudorgan fungerar. Den förklarar inte hur vi ser på världen, hur vi fattar beslut, vilka motiv som får oss att göra det ena eller det andra valet.
Kanske har dessa nervceller gått samman i ett gigantiskt nätverk. I ett system som är mycket mer än den enkla summan av dess delar. Men varken att räkna neuroner eller andra resultat som forskare får med en mängd olika ultramoderna apparater hjälper inte till att förstå hur vår värld fungerar. tänkande.
Dessutom kommer inte instrumentella studier att visa hur kreativitetsprocessen går till. Ingen har ännu kommit på hur man kan ta reda på var briljanta idéer kommer ifrån i forskarnas medvetande, hur inspiration kommer till artister eller musiker. Och generellt – vad är inspiration, hur mäts den? Spektrometrar och skannrar kan inte avgöra detta på något sätt.
Ju mer vi vet, desto mindre förstår vi. Anta att jag har den bästa CT-skannern i världen, vilket inte är det ännu, men som jag föreställt mig. Han kommer att ge mig många ton siffror. Och vad ska man göra med dem? Sedan börjar tolkningen, och här är faran.
Tatiana Chernigovskaya
Det finns siffror, det finns många av dem. Det finns nya studier som också behöver studeras och byggas in i en enda modell. Men problemet är att det än så länge inte finns någon teori om hjärnan som skulle förena alla erhållna resultat. Den har ännu inte skapats. Och detta är en av huvuduppgifterna för moderna neuroforskare.
Hjärnan har fler möjligheter än vi kan föreställa oss.
En av de till synes enkla frågorna: hur små barn lära sig tala? Det finns gott om material för forskning, eftersom bebisar finns överallt. Varje friskt barn börjar prata förr eller senare. Men hur hjärnan klarar av denna uppgift är inte helt känt för forskarna.
Ja, bebisen hör hur vuxna kommunicerar. Men han får inte mycket muntlig information. Enligt vissa forskares beräkningar skulle det ta ett barn cirka 120 år att lära sig att tala på samma sätt som de runt omkring. Dessutom talar många av de vuxna runt honom med fel. De kanske inte bygger meningar särskilt korrekt, de kanske inte uttalar ord särskilt tydligt.
Det verkar som att det finns för många fel. Men barnet på kort tid behärskar fortfarande talregler. Som ett resultat av det förstår han lätt omgivningen och kan berätta vad han vill.
Hans hjärna lyckas härleda från denna kaotiska och korrupta inmatning inte bara vad som helst, utan språkets lagar.
Tatiana Chernigovskaya
Kanske har våra hjärnor någon form av språkmoduler inbyggda från födseln – de hjälper till att lära grammatik. Eller så finns det kanske inga medfödda strukturer – det är bara så att hjärnan kan bearbeta information mycket snabbare än vad det verkar för forskare.
Men det finns inget definitivt svar på frågan om hur människor lär sig att tala. Det är bara känt att neurala nätverk använder en helt annan inlärningsprincip än en person.
Vilken kunskap från andra vetenskapsområden hjälper neurovetare
För att lösa de problem som samlats mycket idag behövs verktyg och information från andra områden av mänsklig kunskap. Här är huvudområdena som är viktiga för neuroforskare att förstå:
- Processer för intrauterin utveckling av en person. Måste lära sig hur hjärnan formas baby, vilken information han kan ta emot och bearbeta. Till exempel, för att förstå hur tal bildas, skulle det vara bra att veta om barnet kan höra sin mamma och människorna omkring honom och hur han uppfattar deras röster.
- Barnpsykologi. Det är viktigt att veta hur barnet interagerar med världen och hur det lär sig ny kunskap.
- Andra områden inom psykologi. Det är psykologer som ska hjälpa till att förstå varför en person till exempel inte kan komma till jobbet innan han ser tillvägagångssättet deadline. Och varför i det här tillståndet är han produktiv, genererar fantastiska idéer och arbetar snabbt. Och om du är lugn och inte har bråttom är resultatet märkbart sämre. Och detta är bara ett av många mysterier.
- Lingvistik. Kunskap om språkets lagar gör att du kan förstå hur läskunnigt tal bildas.
- Utbildning av neurala nätverk. AI är en helt annan typ av intelligens, inte som vår. Men det är värt att veta vilka metoder för ackumulering och bearbetning av information som finns och fungerar effektivt.
- Matematik. I studien av hjärnan är noggranna beräkningar och slutsatser baserade på dem nödvändiga.
- Humaniora och konst. Den använder inte en algoritmisk typ av kognition, som i de tekniska delarna av kunskap, utan en helt annan. De humanitära sfärerna har sina egna regler, som inte är översatta till formelspråket. Litteratur är en helt annan typ av interaktion med världen än matematik. Och musik, målning, dans skapar i allmänhet ett speciellt, icke-verbalt språk. Det finns inga ord i det, men vi förstår varandra på nivå med bilder och känslor.
- Berättelse. Det finns många intressanta saker i det, men det är värt att ägna särskild uppmärksamhet åt geniernas liv och arbete. Kanske kommer forskare att kunna förstå exakt hur deras revolutionära idéer föddes, vilken kedja av tankar och associationer som hjälpte skaparna att skapa mästerverk. Detta kommer inte att hjälpa till att upprepa kreativitetsprocessen, men kommer att klargöra mekanismerna i den mänskliga hjärnan.
- Filosofi. Detta är en av de viktigaste vetenskaperna som neuroforskare inte kan vara utan. Du kan inte studera hjärnan utan att förstå vem en person är, vad han gör på planeten, varför han lever överhuvudtaget.
Vilken fråga kan hjärnan svara på? Så vi öppnar den och vill titta in. Vi ser inte gerundor eller Van Goghs idéer. Neuronen vet inte att den finns inom oss. Och de subtilaste sambanden mellan olika nivåer av hänsyn verkar för mig som något slags mirakel, magi.
Olga Svarnik
Inte alla neuroforskare kan vara specialister inom alla dessa områden. Men för att förstå dem, för att förstå hur man analyserar och tillämpar de resultat som erhållits av specialiserade forskare, är det nödvändigt för en hjärnforskare. Och neuroforskarnas arbete påminner om en klassisk detektivutredning. Därför har forskare mycket att lära av det huvudsakliga genrens hjältar - som Miss Marple eller Hercule Poirot.
Vilka framsteg har neuroforskare redan gjort?
Här är bara en av många upptäckter. Det visar sig att vår hjärna inte är uppdelad i delar, som var och en är ansvarig för sin egen livssfär och inte stör andras arbete, som tidigare trott.
I informationsutrymmet var idén om två olika hemisfärer mycket populär. Enligt denna teori var vänstern ansvarig för logiken och högern ansvarig för intuition, inspiration, känslor. Men det visade sig att allt inte är så enkelt, och hjärnan är en enda helhet.
Ett bevis för denna hypotes är att hjärndatabaser överlappar varandra. Till exempel kan bilden av en kaffekopp samtidigt vara i avsnitten "porslin", "skönhet", "drycker", "vad slår", "allt med bokstaven H". Detta är ett mycket förenklat exempel, men hjärnan fungerar på exakt samma sätt.
Nu kommer ingen att prata om de platser i hjärnan som är engagerade i en sak - en sked, en annan - en gaffel och en tredje - en kaffekopp. Idén om lokalisering har ersatts, för att uttrycka det väldigt grovt, av idén om anslutningism.
Tatiana Chernigovskaya
Men även här finns motsättningar. Å ena sidan fungerar hjärnan som en enda enhet. Och om du till exempel sätter en person i en tomograf och ger honom taluppgifter, kommer inte en zon att vara aktiv, utan många fler. Men å andra sidan, om bara ett område av hjärnan skadas under en skada eller operation, slutar personen att prata. Därför är teorin om sambandism också långt ifrån komplett.
Vad neurovetare vill uppnå i framtiden
Hjärnforskare är lite poeter. Till exempel tror de att varje neuron i hjärnan är en del av en enda helhet, men han vet inte om det. Kanske är varje person, som en neuron, också bara en detalj av något mycket större än vi kan föreställa oss.
Att säga att vi är vår hjärna är som att säga, och jag citerar: vilken bild som helst är bara målning.
Alexander Asmolov
Kanske kan neuroforskare hjälpa mänskligheten att ta reda på varför universum behöver oss och vilken roll vi spelar i det. Hjärnans arbete är trots allt inte begränsat till att säkerställa överlevnad, hitta mat och skapa bekväma förhållanden för dig själv och andra. Hjärnan kan lösa problem mycket mer seriöst än vardagliga.
Men ingenting i naturen händer inte bara: om det finns en förmåga, så kommer det säkert att finnas var man kan tillämpa den. Dessutom kommer det definitivt att finnas ett behov av att använda en unik färdighet.
För många år sedan sa jag till mig själv: universum börjar bli uttråkad. Hon vill se sig i spegeln, hon vill prata med någon. Av någon anledning behöver universum varelser som kan förstå det.
Tatiana Chernigovskaya
Läs också🧐
- 5 vetenskapligt underbyggda fakta om evolution
- Hur du ställer in din hjärna för framgång med hjälp av neurovetenskap
- "Vi var speciella långt innan vi härstammade från apor": en intervju med neuroforskaren Nikolai Kukushkin