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)