Danas vam želim govoriti o projektu provođenom od strane znanstvenika cijelog svijeta za stvaranje neurološkog portreta ljudskog uma. Glavna ideja ovog rada je prikaz kako ljudski um i mozak nisu pojedinačni procesori općenite namjene već zbirka visoko specijaliziranih dijelova, gdje svaki riješava drugi specifični problem, a ipak kolektivno objedinjujući ono što nas čini ljudskim bićima i misliocima Kako bi vam približila ovu ideju, zamislite slijedeći scenarij: ulazite u dječji vrtić, kao i obično, tucet djece čeka da netko dođe po njih ali ovog puta sva dječja lica izgledaju začuđujuće slično i nemožete shvatiti koje dijete je vaše. Trebate li možda nove naočale? Gubite li razum? Brzo provedete mentalnu provjeru. Ne, izgleda da ste prisebni i vid vam je savršeno jasan. Sve izgleda normalno, osim dječjih lica. Možete vidjeti lica, ali ne izgledaju karakteristično, nijedno vam se ne čini poznato, jedino primjećujući narančastu vrpcu za kosu pronalazite svoju kćer. Ovaj iznenadni gubitak sposobnosti prepoznavanja lica zapravo događa se mnogim ljudima. Zove se prozopagnozija, posljedica je oštećenja posebnog dijela mozga. Zapanjujuća činjenica vezana za to jest da je jedino mogućnost prepoznavanja lica oštećena, dok je sve ostalo u redu. Prozopagnozija je jedna od mnogih iznenađujuće specifičnih mentalnih nedostataka koji se javljaju nakon oštećenja mozga. Ovi sindromi zajedno već dugo vremena sugeriraju podjeljenost uma u različite komponente, ali napor da se te komponente istraže je nevjerovatno ubrzan izumom tehnologije snimanja mozga, posebice snimanjem magnetskom rezonancijom (MR). MR nam dakle omogućuje uvid u unutarnju anatomiju u visokoj rezoluciji, sada ću vam pokazati set MR-snimaka poprečnog presjeka kroz poznate objekte, zajedno ćemo ih preletjeti a vi ćete pokušati shvatiti koji je objekt u pitanju. Krenimo. Nije toliko jednostavno.To je artičoka. OK,probajmo drugu. Počinje od dna i ide prema vrhu. Brokula! To je glava brokule. Nije li predivno? Obožavam to. OK, evo još jedna. Ovo je mozak, naravno. Zapravo to je moj mozak. Prolazimo kroz režnjeve moje glave. To je moj nos,na desno, a sada idemo ovdje. Ova slika je lijepa, ako mene pitate. Ali pokazuje samo anatomiju. Veliki napredak funkcionalnim oslikavanjem nastao je kada su znanstvenici otkrili kako napraviti slike koje ne pokazuju samo anatomiju, već i aktivnost, odnosno mjesto gdje se neuroni aktiviraju. Dakle, evo kako to funkcionira. Mozgovi su kao mišići. Kada se aktiviraju, trebaju povećan dotok krvi za opskrbu, srećom za nas, kontrola dotoka krvi u mozak je lokalna, te kada se skup neurona, recimo ovdje, aktivira i počnu odašiljati, tada se dotok krvi poveća baš na tom mjestu. Dakle funkcionalna magnetska rezonanca detektira povećan dotok krvi, te proizvodi veći magetno rezonantni odziv na mjestu povećane neuronske aktivnosti. Kako bi bolje razumijeli izvođenje eksperimenta uz pomoć funkcionalnog MRI, te što možete naučiti a što ne, opisat ću vam jedno od prvih istraživanja koje sam provela. Zanimalo nas je postoji li poseban dio mozga zadužen za prepoznavanje lica, već je postojao razlog za takvu pretpostavku na temelju fenomena prozopagnozije koji sam opisala maloprije, no nitko nikada nije vidio taj dio mozga u normalne osobe, pa smo se odlučili na njegovo pronalaženje. Ja sam bila prvim predmetom istraživanja. Ušla sam pod skener, legla na leđa, držala glavu što sam mirnije mogla dok sam gledala slike ovakvih lica i ovakvih objekta, lica i objekte satima. Kao osoba koja je bila vrlo blizu svjetskom rekordu po broju sati provedenih u skeneru magnetne rezonance mogu reći da jedna od vještina vrlo važnih za MR istraživanja jest vještina kontrole mokraćnog mjehura. (Smijeh) Kada sam izašla iz skenera, brzo sam analizirala podatke, tražeći djelove svog mozga koji su proizveli veću aktivnost za vrijeme gledanja lica nego gledajući objekte, ovo sam uočila. Prema današnjim standardima ova slika izgleda užasno, no tada sam mislila da je prekrasna. Pokazuje taj dio, tamo, taj mali grumen, otprilike veličine masline a nalazi se na dnu površine moga mozga otprilike 2.5 cm od ovdje. Ono što taj dio mog mozga radi je proizvodi veću fMR reakciju, odnosno veću moždanu aktivnost, dok gledam lica nego dok gledam objekte. To je prilično dobro, no kako možemo znati da ovo nije slučajnost? Najlakši način, jest da ponovno provedemo eksperiment. Vratila sam se pod skener, gledala sam više lica i više objakata i dobila sam sličan grumen, tada sam ponovila još jednom i još jednom i još jednom, i otprilike tada sam odlučila da ću vjerovati da je stvarno tako. Možda je nešto čudno s mojim mozgom i nitko drugi nema ništa slično, te kako bi saznali, skenirali smo i druge ljude i saznali da skoro svi imaju to malo područje za prepoznavanje lica, na sličnom mjestu u mozgu. Slijedeće pitanje je bilo, čemu to područje zapravo služi? Je li usko specijalizirano samo za prepoznavanje lica? Možda i nije, zar ne? Možda ne reagira samo na lica već na bilo koji dio tijela. Možda reagira na sve ljudsko ili na sve živo ili sve okruglo. Jedini način da budemo zaista sigurni kako je to područje specijalizirano samo za prepoznavanje lica je da isključimo sve ostale hipoteze. Proveli smo sljedećih nekoliko godina skenirajući osobe koje su gledale mnoštvo različitih slika i pokazali smo da taj dio mozga reagira kada gledamo slike koje pokazuju lica bilo koje vrste, a slabije reagira na sliku koja nije slika lica, kao neke od ovih. Jesmo li napokon riješili slučaj da je to područje samo nužno za prepoznavanje lica? Ne, nismo. Snimanje mozga nikada nam ne može reći da je neko područje nužno za bilo što. Sve što možemo utvrditi snimanjem mozga jest uključivanje i isključivanje pojednih područja dok ljudi mijenjaju tok misli. Kako bi utvrdili nužnost dijela mozga za pojedinu mentalnu funkciju, trebamo napraviti zbrku i vidjeti što će iz toga proizaći, dok inače to ne radimo. Ali nedavno se ukazala nevjerovatna prilika kada je nekoliko mojih kolega, testiralo čovjeka koji ima epilepsiju koji je ovdje prikazan u bolničkom krevetu s upravo stavljenim elektrodama na površinu mozga kako bi pronašli izvor njegovih napadaja. Tako se slučajno ispostavilo da su dvije od elektroda točno na vrhu područja za lica. Uz pacijentov pristanak liječnici su ga pitali što se dogodilo kada su mu električki stimulirali taj dio mozga. Pacijent ne zna gdje su te elektrode, nikada nije čuo za područje zaduženo za lice. Pogledajmo što će se dogoditi. Započet će kontrolom stanja sa "Stimulant" skoro nevidljivim crvenim dolje lijevo, dok struja još nije puštena, prvo ćete čuti neurologa kako se obraća pacijetu. Pogledajmo. (Video) Neurolog: OK, samo gledajte u moje lice i recite mi što se događa kad napravim ovo. U redu? Pacijent: U redu Neurolog: Jedan, dva, tri. Pacijent: Ništa Neurolog: Ništa? U redu. Ponovit ću još jednom. Pogledajte u moje lice. Jedan, dva, tri. Pacijent: Upravo ste se pretvorili u nekog drugog. Lice vam se preobrazilo. Nos vam se spljoštio, išao je nalijevo. Skoro ste izgledali kao netko koga sam sreo ranije. Ali netko drugačiji. To je bila halucinacija. (Smijeh) Nancy Kanwisher: Dakle to je bio eksperiment— (Pljesak) — Ovaj eksperiment napokon potvrđuje da ovo područje mozga ne samo da selektivno reagira na lica, već ponekad uključuje i percepciju lica. Prošla sam kroz sve ove detalje kako bih vam pokazala što je potrebno da stvarno ustanovimo selektivnost tog dijela mozga u pojedinom mentalnom procesu. U nastavku ću brzo proći kroz neke druge specijalizirane dijelove mozga koje smo mi i drugi otkrili. Kako bih to učinila, provela sam dosta vremena u skeneru posljednjeg mjeseca da vam pokažem te strukture u svom mozgu. Počnimo. Ovo je moja desna hemisfera. Orijentiramo se ovako. Na taj način gledate moju glavu. Zamislite uklonjenu lubanju i takav pogled na površinu mozga. U redu, kao što vidite površina mozga je sva presavijana. To nije dobro. Svašta bi se tu moglo kriti. Želimo vidjeti sve, podignimo to kako bismo mogli vidjeti sve. Pronađimo područje za lice o kojem sam vam govorila reagira na slike kao što je ova. Kako bismo to vidjeli, okrenimo mozak i pogledajmo unutrašnju površinu na dnu, evo ga, to je moje područje za lica. Desno od toga je drugo područje prikazano ljubičasto koje reagira kada obrađujete informacije o boji, blizu tog područja su druga područja koja su uključena pri percipiranju mjesta, kao sada, vidim ovaj raspored prostora oko mene i ova područja u zelenom, ovdje su zaista aktivna. Postoji još jedno na vanjskoj površini gdje je još nekoliko područja za lica. Također u ovoj blizini je područje koje je selektivno uključeno u procesiranju vizualnog pokreta kao kod ovih pokretnih točaka ovdje, to je označeno žutim na dnu mozga, a blizu toga je područje koje reagira kada gledate u slike tijela i dijelova tijela kao ove, to je područje prikazano žutozelenom na dnu mozga. Sva ova područja koja sam vam do sada pokazala su uključena u pojedine aspekte vizualnog opažanja. Imamo li također specijalizirana područja u mozgu Za druga čula, kao sluh? Da, imamo. Ako okrenemo mozak, Ovo tamno plavo područje o kojem smo izvještavali, prije nekoliko mjeseci ovo područje snažno reagira kada čujete zvukove visokih tonova, poput ovih (Sirene) (Zvuk violončela) (Zvono) No ta ista područja ne reagiraju snažno kada čujete poznate zvukove koji nemaju jasne tonove, kao ove (Žvakanje) (Bubnjanje) (Puštanje vode na wc-u) U redu. Pokraj područja za visoke tonove je drugi skup područja koji selektivno reagiraju kada čujete zvuk govora. U redu, pogledajmo sada ta ista područja. U mojoj lijevoj hemisferi je sličan raspored— ne identičan, već sličan— i većina istih područja su ovdje, ponekad ipak različite veličine. Sve što sam vam do sada pokazala su područja uključena u različite aspekte percepcije vida i sluha. Imamo li specijalizirane regije u mozgu Za zahtjevne, složene mentalne aktivnosti? Imamo. Ovdje ružičasto su moja područja za jezik. Dugo vremena je poznato da je područje mozga uključeno u obradi jezika, no mi smo nedavno pokazali da ova ružičasta područja reagiraju izrazito selektivno. Reagiraju kada razumijete značenje rečenice, ali ne i pri drugim, složenijim mentalnim procesima, naprimjer računanju, pamćenju informacija ili uživanju u kompleksnoj strukturi glazbenog komada. Najnevjerojatnije područje koje je pronađeno do sada je ovo ovdje, tirkizno. Ovo područje reagira dok razmišljate o čemu druga osoba razmišlja. Iako se čini ludo, zapravo mi ljudi činimo to svakodnevno. To radimo kada shvatimo da će naš partner bit zabrinut ako se ne javimo da kasnimo. Činim to upravo sada kada shvaćam da se vi vjerojatno upravo pitate što sa svim tim sivim, neoznačenim područjima mozga, što s njima? Zapravo i mene to zanima, Provodimo niz eksperimenata u mojem laboratoriju pokušavamo pronaći niz drugih mogućih specijalizacija u mozgu za druge specifične mentalne funkcije. No ono što je važnije, ne smatram da imamo specijalizirana područja mozga za svaku važniju mentalnu funkciju, čak ni za one mentalne funkcije važne za opstanak. Naprotiv, prije par godina, u mojem labu bio je znanstvenik koji je bio prilično uvjeren da je pronašao područje u mozgu za otkrivanje hrane, reagiralo je veoma snažno na skeneru kada bi ljudi gledali slike kao što je ova. Nadalje, pronšao je sličan odgovor na manje više istoj lokaciji kod 10 od 12 ispitanika. bio je prilično uživljen, trčao je po laboratoriju govoreći svima da će ići na Oprah show sa ovim velikim otkrićem. No tada je sastavio kritičan test: pokazao je ispitanicima slike hrane kao što su ove i usporedio ih sa slikama sličnih boja i oblika, ali to nije bila hrana, kao ove. To područje reagiralo je jednako u oba slučaja. Dakle to nije bilo područje za hranu, već samo područje za boju i oblik općenito. Toliko o Oprah show-u. No postavlja se pitanje kako obrađujemo sve ono za što nemamo specijalizirana područja u mozgu? Mislim da je odgovor, pored ovih visoko specijaliziranih komponenti koje sam opisivala, također u velikim područjima opće namjene,koje posjedujemo A omogućuju sam da riješavamo problem koji naiđe. Zapravo, nedavno smo pokazali da ova područja u bijelom reagiraju kada vršimo neki teži mentalni zadatak i uopće — barem kod sedam koje smo testirali. Svaka od regija u mozgu koje sam vam opisala danas je prisutna na otprilike istoj lokaciji kod svakog normalnog ispitanika. Mogu uzeti bilo koga od vas, ubaciti vas u skener, i pronaći svaku od tih regija vašem mozgu, izgledalo bi kao moj mozak, iako ponešto drugačiji u njihovoj lokaciji i veličini. Ono što je za mene važno u ovom radu nije sama lokacija tih područja u mozgu, već na prvom mjestu, sama činjenica da posjedujemo selektivne, specifične komponente uma i mozga. Moglo je biti i obrnuto. Mozak je mogao biti jednoznačni, procesor opće namjene, više kao običan kuhinjski nož nego švicarski vojni nož. Snimanje mozga nam je omogućilo pogled na ovu bogatu i zanimljivu sliku ljudskog uma. Imamo slike veoma općenite namjene mašinerije u našim glavama uz ovaj iznenađujući niz visoko specijaliziranih komponenti. To su tek počeci. Oslikali smo tek prve poteze neurološkog portreta ljudskog uma. Najfundamentalnija pitanja ostaju neodgovorena. Naprimjer, što svako od tih područja točno radi Zašto trebamo tri područja za lice, tri područja za mjesta, kakva je podjela rada među njima? Nadalje kako su povezani u mozgu? Difuznim snimanjem, Možete pratiti snop neurona koji povezuju različite strane mozga, a ovom metodom pokazanom ovdje, možete pratiti pojedinačnu povezanost neurona u mozgu, s mogućnošću da jednog dana dobijemo umreženi dijagram čitavog ljudskog mozga. Nadalje, kako se ove veoma sistematske strukture izgrađuju, tijekom razvoja u djetinjstvu kao i tijekom čitave evulucije naše vrste? Kako bi odgovorili na sva ova pitanja, znanstvenici sada skeniraju različite životinjske vrste, kao i sama ljudska novorođenča. Mnogi opravdavaju visoku cijenu neuroloških istraživanja naglašavajući da bi nam jednog dana mogla pomoći pri liječenju poremećaja kao što je Alzheimerova bolest ili autizam. Što je veoma važan cilj, i bila bi oduševljena kada bi moj rad pridonio tome, popravljanje pokvarenih stvari u svijetu nije jedina stvar vrijedna bavljenja. Napor da se razumije ljudski um i mozak je vrijedan čak i ako ne pridonesi izliječenju iti jedne bolesti. Što bi moglo biti uzbudljivije od razumijevanja osnovnog mehanizma na kojima se zasniva ljudsko iskustvo, da razumijemo, u biti, tko smo zapravo? To je, po mome mišljenu, najzahtijevniji zadatak znanosti svih vremena. (Pljesak)