Danas želim da vam govorim
o projektu slikanja
nervnog portreta ljudskog uma,
koji izvode naučnici širom sveta.
Glavna ideja ovog rada
je da ljudski um i mozak
nije samo procesor s opštom svrhom,
već je skup usko specijalizovanih komponenti,
od kojih svaka posebno rešava različit problem,
a ipak one zajedno određuju
ko smo mi kao ljudska bića i mislioci.
Da biste stekli osećaj te ideje,
zamislite sledeći scenario:
Ulazite u obdanište svog deteta.
Kao i obično, tu je tuce dece
koja čekaju da se po njih dođe,
ali ovoga puta,
sva lica dece su neobično slična
i ne možete da prepoznate svoje dete.
Da li su vam potrebne nove naočare?
Gubite li razum?
Prelećete kroz sažetu mentalnu kontrolnu listu.
No, čini se da razmišljate jasno,
i da vam je vid savršeno oštar.
Sve izgleda normalno
osim dečijih lica.
Vidite lica
koja se ne razlikuju,
niko ne deluje poznato
i tek uočavanjem narandžaste trake u kosi
pronalazite svoju ćerku.
Ovaj iznenadni gubitak sposobnosti prepoznavanja lica
zaista se događa ljudima.
To se zove prosopagnozija
i posledica je oštećenja
određenog dela mozga.
Pri tome je upadljivo
da je samo prepoznavanje lica poremećeno,
dok je sve ostalo sasvim u redu.
Prosopagnozija je jedan od mnogih neočekivano specifičnih
mentalnih nedostataka koji mogu da nastanu posle oštećenja mozga.
Ovi sindromi zajedno
su već dugo vremena nagoveštavali
da je um podeljen na različite komponente,
a njihovo otkrivanje odskočilo je
u brzinu višu od svetlosne
pronalaskom tehnike snimanja mozga,
naročito magnetne rezonance.
Magnetna rezonanca vam omogućava da vidite unutrašnju anatomiju
u visokoj rezoluciji,
pa ću vam pokazati
sklop MR snimaka poprečnih preseka
kroz poznat predmet
preletajući ih
a vi ćete pokušati da shvatite o kom predmetu je reč.
Krećemo.
Nije tako jednostavno. To je artičoka.
Ok, pokušajmo sa još jednim,
polazi od dna i prolazi kroz vrh.
Brokoli! Glava brokolija.
Zar to nije lepo? Meni se sviđa.
Ok, evo još jednog. To je mozak, naravno.
U stvari, to je moj mozak.
Prolazimo kroz režnjeve moje glave.
To je moj nos na desnoj strani, a sada
idemo ovamo, baš tu.
Ova slika je lepa, ako mene pitate,
ali ona pokazuje samo anatomiju.
Zaista velik napredak je nastao funkcionalnim snimanjem
kada su naučnici pronašli kako se prave
slike koje ne prikazuju samo anatomiju već i aktivnost,
odnosno, gde se neuroni pale.
Evo kako to funkcioniše.
Mozgovi su kao i mišići.
Kada su aktivni,
potreban im je povećani protok krvi za snabdevanje te aktivnosti
i na našu sreću, kontrola protoka krvi u mozgu je lokalna,
pa ako se gomila neurona, recimo tamo
počne aktivirati i paliti,
baš tamo se i protok krvi povećava.
Tako funkcionalna magnetna rezonanca detektuje ta povećanja protoka krvi,
prikazujući veći MR odziv
tamo gde nervna aktivnost raste.
Da biste dobili konkretan osećaj
kako se odvija eksperiment sa funkcionalnom magnetnom rezonancom,
i šta možete iz njega da naučite,
a šta ne možete,
opisaću vam jedno od svojih prvih istraživanja.
Hteli smo da saznamo da li postoji poseban deo mozga za prepoznavanje lica
i kako je već postojao razlog za takvo mišljenje
na osnovu fenomena prosopagnozije
koji sam ranije opisala,
a kako niko nikada nije video taj deo mozga
kod normalne osobe,
latili smo se traženja.
Prvi predmet posmatranja sam bila ja.
Ležala sam na leđima u skeneru,
glavu sam držala mirno koliko sam mogla
dok sam posmatrala slike ovakvih lica
i ovakvih stvari
satima.
Kao neko ko ima ukupan broj sati unutar MR skenera
prilično blizu svetskom rekordu,
reći ću vam da je kontrola bešike
jedna od jako važnih veština
za MR istraživanja.
(Smeh)
Kada sam izašla iz skenera,
napravila sam brzu analizu podataka,
u potrazi za delovima mozga
koji su izazvali veću reakciju kada sam gledala lica
nego kada sam gledala stvari
i evo šta sam videla.
Ova slika izgleda strašno po današnjim standardima,
ali u to vreme sam mislila da je lepa.
Ona pokazuje taj deo tamo,
tu mrljicu,
otprilike veličine masline,
na dnu površine mog mozga
oko 2,5 cm pravo unutra odavde.
Taj deo mog mozga
je proizveo veću fMR reakciju,
odnosno, veću nervnu aktivnost,
dok sam gledala lica
nego dok sam gledala stvari.
To je prilično dobro,
ali kako ćemo znati da to nije slučajnost?
Pa, najlakši način je
da ponovimo eksperiment.
Tako sam se vratila u skener,
gledajući još više lica i stvari
i dobila sam sličnu mrljicu,
a onda sam to ponovila
i ponavljala
nebrojeno puta
posle čega sam
odlučila da poverujem da je to stvarno tako.
No, možda je to nešto čudno u mom mozgu
što niko drugi nema,
pa kako bismo to saznali, skenirali smo gomilu drugih ljudi
i utvrdili da skoro svi
imaju to malo područje za obradu lica
u sličnom delu mozga.
Sledeće pitanje je bilo,
šta to područje stvarno radi?
Da li je stvarno specijalizovano samo za prepoznavanje lica?
Pa, možda i nije, zar ne?
Možda reaguje ne samo na lica
već na bilo koji deo tela.
Možda reaguje na bilo šta ljudsko
ili živo
ili okruglo.
Jedini način da se stvarno uverimo da je to područje
specijalizovano za prepoznavanje lica
jeste da isključimo sve te hipoteze.
Tako smo proveli većinu sledećih nekoliko godina
skenirajući osobe dok su gledale
mnoštvo različitih slika
i pokazali smo da taj deo mozga
snažno reaguje kada posmatrate
slike lica bilo koje vrste,
a da reaguje mnogo slabije
na bilo koju sliku koja nije lice,
kao što su neke od ovih.
Da li smo time konačno utvrdili
da je taj deo potreban za prepoznavanje lica?
Ne, nismo.
Snimanje mozga vam nikada ne može pokazati
da je neki deo potreban za bilo šta.
Možete jedino da posmatrate
područja koja se uključuju i isključuju
dok ljudi imaju različite misli.
Za tvrdnju da je deo mozga nužan za mentalnu funkciju,
potrebno je posmatranje šta će se desiti u zbrci,
na koju normalno ne nailazimo.
Ali ukazala se neverovatna prilika
nedavno, kada je nekoliko kolega
testiralo ovog čoveka koji ima epilepsiju
i koji je ovde prikazan u bolničkom krevetu
sa upravo stavljenim elektrodama
na površinu mozga
da bi se identifikovao izvor njegovih napada.
Tako je sasvim slučajno ispalo
da su dve od elektroda
tačno na vrhu područja za lica.
Uz pacijentov pristanak,
lekari su ga pitali šta se dogodilo
kada su strujom stimulisali taj deo njegovog mozga.
Pacijent ne zna
gde su elektrode
i nikada nije čuo za područje lica.
Pogledajmo šta se dešava.
Počeće sa kontrolom stanja
sa "stimulant" skoro nevidljivim
crvene boje dole levo,
dok još nije struja puštena
i prvo ćete čuti neurologa koji govori pacijentu. Pogledajmo.
(Video) Neurolog: Ok, samo posmatrajte moje lice
i recite mi šta se dešava kada uradim ovo.
U redu?
Pacijent: Ok.
Neurolog: Jedan, dva, tri.
Pacijent: Ništa. Neurolog: Ništa? Ok.
Ponoviću.
Pogledajte moje lice.
Jedan, dva, tri.
Pacijent: Upravo ste se pretvorili u nekog drugog.
Vaše lice se preobrazilo.
Vaš nos se spljoštio i iskrivio u levo
Izgledali ste skoro kao neko koga sam ranije video
ali neko drugačiji.
To je bio "izlet".
(Smeh)
Nensi Kenvišer: Ovaj eksperiment -
(Aplauz) -
ovaj eksperiment konačno potvrđuje
da se to područje mozga ne samo
selektivno odaziva na lica,
već da je uzročno uključeno u percepciju lica.
Prošla sam kroz sve te detalje
o području za lica da bi vam pokazala šta je sve potrebno
za stvarno utvrđivanje da je deo mozga
selektivno uključen u određenom mentalnom procesu.
U nastavku ću proći mnogo brže
kroz neke druge specijalizovane delove mozga
koje smo mi i drugi otkrili.
Da bih to uradila, provela sam dosta vremena
u skeneru u poslednjih mesec dana
pa to mogu i da vam pokažem u svom mozgu.
Počnimo. Ovo je moja desna hemisfera.
Tako smo orijentisani. Na taj način gledate moju glavu.
Zamislite skinutu lobanju
i takav pogled na površinu mozga.
Ok, sad kao što vidite,
površina mozga je sva ispresavijana.
To ne valja. Svašta bi se tu moglo kriti.
Želimo da vidimo celu stvar,
pa ćemo je napumpati.
Zatim, nađimo to područje za lica o kom sam govorila,
koje se odaziva na slike nalik ovim.
Da biste to videli, obrnućemo mozak
i gledaćete unutrašnju površinu na dnu
i evo ga, to je moje područje za lica.
Desno od njega je još jedno područje
koje je prikazano ljubičasto
i odaziva se dok obrađujete informacije o boji,
a blizu tih područja su druga područja
koja su uključena u percepciju mesta,
kao i sada dok gledam ovaj raspored prostora oko mene,
ova područja prikazana zelenim
su stvarno aktivna.
Tamo je još jedno na spoljašnjoj površini
gde takođe postoje još nekoliko područja za lica.
Takođe je u blizini
područje koje se selektivno uključuje
u obradu vizuelnog kretanja,
kao kod ovih pokretnih tačaka
i prikazano je žutim na dnu mozga,
a blizu njega je područje koje se odaziva
kada gledate slike tela i delove tela
nalik ovim i to područje je prikazano žutozelenim
na dnu mozga.
Sva ova područja koja sam vam do sada pokazala
uključena su u posebne aspekte vizuelne percepcije.
Da li imamo i specijalizovana područja mozga
za druga čula, recimo za sluh?
Da, imamo. Ako malo obrnemo mozak,
evo ga, područje prikazano tamno plavim,
o čemu smo izveštavali pre par meseci
i to područje se snažno odaziva
kada slušate visoke tonove, kao što je ovaj.
(Sirene)
(Zvuk violončela)
(Zvonce na vratima)
S druge strane, to isto područje se slabije odaziva
kada slušate savršeno poznate zvuke
koji nemaju jasnoću visine tona, kao ovi.
(Glasno žvakanje)
(Bubnjanje)
(Puštanje vode na WC šolji)
OK. Pored područja za visoke tonove
je još jedan skup područja koja se selektivno odazivaju
kada čujete zvuke govora.
Ok, pogledajmo sada ta ista područja.
U mojoj levoj hemisferi je sličan razmeštaj -
nije identičan, već sličan -
i većina istih područja su tu unutra,
iako su ponekad različite veličine.
Sva područja koja sam vam do sada pokazala
su uključena u različite aspekte percepcije
vida i sluha.
Imamo li i specijalizovana područja mozga
za zahtevne, složene mentalne procese?
Da, imamo.
U rozoj boji su moja jezička područja.
Već dugo vremena je poznato
da otrpike taj region u mozgu
učestvuje u obradi jezika,
ali nedavno smo pokazali
da se ova ružičasta područja
odazivaju krajnje selektivno.
Odazivaju se kada shvatite značenje rečenice
ali ne i kada obavljate druge složene mentalne radnje,
kao što je mentalna aritmetika,
zadržavanje podatka u memoriji
ili uvažavanje složene strukture
u muzičkom komadu.
Najneverovatnije pronađeno područje do sada
je ovo ovde tirkizno.
To područje se odaziva
kada razmišljamo šta druga osoba misli.
Možda izgleda čudno,
ali mi, ljudi, to stalno radimo.
To radimo kad shvatimo
da će se naš partner zabrinuti
ako se ne javimo da ćemo zakasniti.
Upravo to radim sa tim područjem mozga
shvatajući da se
verovatno sada pitate
o svoj onoj sivoj, neistraženoj teritoriji u mozgu
i šta je s njom?
Sama se takođe o tome pitam
i sada se odvija gomila eksperimenata u mojoj laboratoriji
radi pronalaska niza drugih
mogućih specijalizacija u mozgu
za druge vrlo specifične mentalne funkcije.
No, važno je, da ne mislim
da imamo specijalizacije u mozgu
za svaku važnu mentalnu funkciju,
čak ni za mentalne funkcije koje mogu biti presudne za opstanak.
Naime, pre nekoliko godina je naučnik
u mojoj laboratoriji
bio prilično ubeđen
da je pronašao područje mozga
za otkrivanje hrane,
koje se snažno odazivalo na skeneru
kada su ljudi gledali slike kao što je ova.
Zatim je pronašao sličan odziv
na više ili manje istom mestu
kod 10 od 12 osoba.
Bio je prilično zagrejan
i svima je u laboratoriji
govorio da će ići kod Opre Vinfri
sa svojim velikim otkrićem.
No, tada je smislio kritični test:
Prikazao je slike hrane kao što je ova
i uporedio ih sa vrlo sličnim slikama
po boji i obliku, koje nisu bile hrana, kao ove.
I njegovo područje se odazivalo jednako
na obe grupe slika.
To nije bilo područje za hranu,
već samo područje kojem su se sviđale boje i oblici.
Ništa od Opre Vinfri.
Naravno, ostaje pitanje
kako obrađujemo sve drugo za šta
nemamo specijalizovana područja mozga?
Mislim da je odgovor u tome da pored
ovih visoko specijalizovanih komponenata koje sam opisala,
imamo takođe mnogo mašinerije za opšte svrhe u našim glavama
koja nam omogućava da se pozabavimo
bilo kojim problemom koji se pojavi.
U stvari, nedavno smo pokazali
da se ova područja ovde, bele boje,
odazivaju pri svakom teškom mentalnom zadatku
uopšte -
pa, bar pri sedam koje smo testirali.
Dakle, svako područje mozga
koje sam vam danas opisala
prisutno je na približno istom mestu
u svakoj normalnoj osobi.
Mogla sam uzeti bilo koga od vas,
ubaciti u skener
i pronaći svaki od tih delova u vašem mozgu,
koji bi izgledao veoma nalik mom mozgu,
iako bi područja bila malo drugačija
što se tiče tačne lokacije i veličine.
Ono što je meni važno u ovom poslu
nisu posebne lokacije tih područja mozga,
već pre svega jednostavna činjenica
da imamo selektivne, posebne komponente
uma i mozga.
Hoću reći, moglo je biti i drugačije.
Mozak je mogao biti jedinstven
procesor za opštu svrhu,
više nalik na kuhinjski nož
nego na švajcarski vojni nož.
Umesto toga, oslikavanje mozga je pružilo
ovu raskošnu i zanimljivu sliku ljudskog uma.
Tako imamo ovu sliku mašinerije opšte svrhe
u našim glavama
uz ovaj iznenađujući niz
specijalizovanih komponenti.
To su tek počeci.
Naslikali smo tek prve poteze
našeg nervnog portreta ljudskog uma.
Najosnovnija pitanja ostaju bez odgovora.
Tako, na primer, šta svako od tih područja tačno radi?
Zašto su nam potrebna tri područja za lica
i tri područja za mesta
i kakva je podela rada među njima?
Drugo, kako su sve te stvari
povezane u mozgu?
Sa difuznim snimanjem
možete pratiti skupove neurona
koji povezuju različite delove mozga,
a sa metodom prikazanom ovde,
možete da pratite veze pojedinih neurona u mozgu,
što može jednoga dana da nam pruži dijagram
celokupnog ljudskog mozga.
Treće, kako se sva ta
vrlo sistematična struktura gradi
razvojem u detinjstvu
i evolucijom naše vrste?
Da obratimo pažnju takvim pitanjima
naučnici sada skeniraju
druge vrste životinja
i decu takođe.
Mnogi ljudi opravdavaju visoke troškove neuroloških istraživanja
ističući da će nam to možda jednom pomoći
u lečenju poremećaja mozga kao što je Alchajmerova bolest i autizam.
To je izuzetno važan cilj i bila bih
počastvovana kad bi bilo koji od mojih radova tome doprineo,
ali popravljanje onog što je u svetu pokvareno
nije jedina stvar vredna bavljenja njome.
Trud na razumevanju ljudskog uma i mozga
je vredan čak i ako nikada ne dovede do lečenja
i jedne bolesti.
Šta može biti uzbudljivije
od razumevanja osnovnih mehanizama
na kojima se zasniva ljudsko iskustvo,
od suštinskog razumevanja, ko smo mi?
To je po mom mišljenju najveće naučno traganje
svih vremena.
(Aplauz)