211service.com
Lielā smadzeņu domāšana
Zinātnieki mācās daudz par smadzenēm – kā tās var pieņemt lēmumus sekundes daļā, kā tās mācās no pagātnes kļūdām, kā tās pārvērš gaismas impulsus sarežģītā vizuālā ainā. Bet dažiem mūsu smadzenēs plūstošo elektrisko impulsu valodas atšifrēšana ir tikai puse no stāsta. Otrā daļa, kas ir daudz filozofiskāka un sarežģītāka, ir par to, kā šī smadzeņu darbība pārvēršas apziņā – cilvēka pašapziņā un apkārtējās pasaules uztverē.
Bils Ņūsoms , neirozinātnieks Stenfordas Universitātē Palo Alto, Kalifornijā, pēdējos divdesmit gadus ir pētījis, kā neironi kodē informāciju un kā viņi to izmanto, lai pieņemtu lēmumus par pasauli. Deviņdesmitajos gados viņš un līdzstrādnieki spēja mainīt veidu, kā pērtiķis reaģēja uz savu vidi, sūtot elektriskus grūdienus noteiktām smadzeņu daļām. Atklājumi sniedza neirozinātniekiem milzīgu ieskatu smadzeņu iekšējā darbībā.
Bet Newsome ir apsēsts ar ilgstošu jautājumu: kā apziņa rodas no smadzeņu darbības? Viņš uzskata, ka labākais veids, kā atbildēt uz šo jautājumu, ir implantēt elektrodu savās smadzenēs un redzēt, kā elektriskā strāva maina viņa pasaules uztveri.
Newsome nebūtu pirmā persona, kurai ir smadzeņu implants. Epilepsijas pacientiem pirms smadzeņu operācijas tiek veikta elektriskā stimulācija. Kādam paralizētam vīrietim Jaunanglijā ir eksperimentāls implants, kas viņa smadzeņu darbību pārvērš robotas rokas kustībās. Un, iespējams, visslavenākais ir tas, ka Kevins Voviks, Kibernētikas profesors Redingas Universitātē, Apvienotajā Karalistē, 2002. gadā pirmo reizi implantēja mikroshēmu savas rokas nervu šķiedrās, pēc tam implantēja mikroshēmu savas sievas rokā, cenšoties kļūt par kiborgs.
Nav droši, ka Newsome saņems apstiprinājumu šādam radikālam pasākumam. Bet, ja viņš to darīs, viņa eksperiments nebūs saistīts ar slimības izārstēšanu vai kļūšanu par cilvēka mašīnu. Viņš cer darīt kaut ko plašāku: izprast apziņu.
Tehnoloģiju apskats : Kāpēc apziņas izpratne jums ir tik svarīga?
Bils Ņūsoms : Es domāju, ka tas, kā apziņa rodas no smadzeņu darbības, ir viens no aizraujošākajiem un svarīgākajiem jautājumiem visā neirobioloģijā. Ja mēs pilnībā izprotam sistēmu (no ievades līdz izvadei) šūnu līmenī, bet joprojām precīzi nezinām, kas izraisa apzinātas garīgās parādības, mēs būsim neveiksmīgi.
TR: Lielākā daļa jūsu eksperimentu ir veikti ar pērtiķiem. Kā tas sāka veidot jūsu skatījumu uz smadzeņu funkciju un cilvēka apziņas saistību?
BN : Mēs pētām kustības uztveri. Mēs apmācām pērtiķus aplūkot punktu modeli, kas kustas noteiktā virzienā, un ziņot par punktu virzienu, pārvietojot acis tajā pašā virzienā. Ja pērtiķis izvēlas pareizo atbildi, viņš saņem atlīdzību.
Šī vienkāršā uzvedība ietver pasauli, lai saprastu, kā nervu sistēma veic saprātīgu uzvedību. Sensoriskā informācija, kas smadzenēs nonāk caur aci, ir jāiekodē kādā neironu valodā, kas attēlo stimulu smadzenēs. Pamatojoties uz šo neironu attēlojumu, pērtiķim pēc tam jāpieņem augsta līmeņa spriedums par to, ko viņš patiesībā redz. Šis lēmums savukārt nosaka motora reakcijas izvēli, lai skatītos pa kreisi vai pa labi.
TR: Un jūs pievienojāt jaunu līmeni šim eksperimentālajam uzstādījumam, stimulējot pērtiķa smadzenes.
BN : Mēs ievietojam elektrodu smadzeņu zonā, kas pazīstama kā MT. Šūnas šajā zonā selektīvi reaģē uz noteiktu kustības virzienu. Dažas šūnas ir aktīvas, kad pērtiķis skatās uz punktiem, kas virzās pa kreisi, dažas šūnas ir aktīvas, kad pērtiķis skatās uz punktiem, kas virzās pa labi. Cilvēkiem jau ilgu laiku bija aizdomas, ka MT ir svarīga mūsu spējai redzēt kustību. Tāpēc mēs veicām eksperimentu, kurā mākslīgi stimulējām šīs šūnas ar maziem elektriskās strāvas impulsiem – tas mainīja to, ko pērtiķi ziņoja, ka viņi redzēja.
TR: Tātad ar pērtiķu eksperimentiem jūs varat ļoti mērķtiecīgi stimulēt smadzenes un mainīt veidu, kā pērtiķis reaģē. Bet pērtiķis nevar pateikt, ko viņš redz, kad tu stimulē smadzenes.
BN : Jā. Cilvēki var ziņot par to, ko viņi redz, dzird vai jūt, bet ar pērtiķiem jūs varat aplūkot tikai viņu uzvedības izmaiņas. Es nevaru iekāpt pērtiķa galvā un redzēt, ko pērtiķis patiešām redz.
Tas ir pašreizējo debašu par apziņas izpēti pamatā. Kāda ir apzinātā pieredze, kas pavada stimulāciju un pērtiķa lēmumu? Pat ja jūs zinātu visu par to, kā neironi kodē un pārraida informāciju, jūs, iespējams, nezināt, ko pērtiķis piedzīvo, kad mēs stimulējam viņa MT.
TR: Cilvēki ir pierādījuši, ka arī cilvēka smadzeņu stimulēšana var darīt līdzīgas lietas, vai ne?
BN : Smadzeņu elektriskā stimulācija nav nekas jauns. Vailders Penfīlds, neiroķirurgs Kanādā 1930. un 40. gados, kurš bija epilepsijas neiroķirurģiskās ārstēšanas aizsācējs, bija pirmais, kurš sāka stimulēt apzinātu cilvēku smadzenes. Viņš vēlējās noteikt smadzeņu daļas, kas iesaistītas runā un kustībās, pirms viņš izņēma smadzeņu gabalu, kas, viņaprāt, ir atbildīgs par slimību, tāpēc viņš izstrādāja veidus, kā izveidot caurumu galvaskausā un pilnībā atklāt smadzenes. apzinīgi cilvēki.
Kamēr viņš bija tur, stimulējot smadzenes klīniskiem nolūkiem, viņš stimulēja arī citas smadzeņu daļas. Viņš parādīja, ka, stimulējot vizuālo garozu, jūs varat likt cilvēkiem redzēt zvaigznes vai gaismas zibšņus. Kad viņš stimulēja dzirdes garozu, cilvēki varēja dzirdēt buzzing signālus. Kad viņš iedziļinājās smadzenēs, temporālajā garozā, viņš varēja radīt sarežģītas uztveres. Pacients teiktu tādas lietas kā: 'Es sēžu savas mātes mājas aizmugurējā verandā un viņa aicina mani uz vakariņām.'
Viņš to visu darīja 20. gadsimta 30. gados, taču šis lauks nekad nekur nenonāca, jo viņš neko nezināja par smadzeņu ķēdēm. Penfīlds tikai stimulēja nezināma rakstura nervu audus. Viņš varēja izraisīt apzinātas parādības, taču viņš neieguva ieskatu par to, kā tieši apzinātās parādības ir saistītas ar aktivēto neironu [uzvedību].
Tagad mēs zinām par atsevišķām šūnām, neironu ķēdēm un to selektīvajām īpašībām. Tātad mēs varam izvirzīt labākas hipotēzes par to, kā šūnas varētu veicināt kognitīvās parādības, piemēram, uztveri, atmiņu vai uzmanību. Mēs varam pielāgot rūpīgi atlasītas sistēmas daļas un iegūt paredzamu atbildi.
TR: Tātad, kā jūs plānojat izprast saikni starp aktivitāti noteiktās smadzeņu daļās un apziņu?
BN : Es tagad nezinu, kā to izdomāt, bet man šķiet, ka tādu cilvēka smadzeņu stimulēšana kā manas smadzenes būtu laba vieta, kur sākt. Ja es varētu stimulēt savu MT, tad, iespējams, es zinātu un varētu pateikt, vai es tiešām redzu [faktiskos] punktus kustamies [kā pērtiķu eksperimentos] vai kaut ko citu. Tas būtu sākums, lai identificētu [specifiskos apziņas aspektus, kas pavada] neironu aktivāciju dažādos nervu sistēmas punktos.
TR: Vai jūs domājat, ka jūs patiešām varētu saņemt regulatīvo apstiprinājumu? Kādi ir galvenie ētikas jautājumi?
BN : Būtu grūti iegūt apstiprinājumu kaut ko līdzīgu darīt. Jebkuri eksperimenti ar cilvēkiem šajā valstī tiek rūpīgi pārbaudīti. Iestādes juristi un administratori uz šādām lietām raugās vāji atbildības problēmu dēļ. Un tur ir noteikts slidenas nogāzes arguments. Es, iespējams, varētu pamatot savu eksperimentu, taču tas varētu radīt precedentu citiem, kuriem tas būtu riskantāk.
Piemēram, ja es veiktu šo eksperimentu, tas, iespējams, būtu liels darījums un iekļūtu avīzēs. Kāds jauns absolvents to varētu uzskatīt par veidu, kā virzīties uz priekšu savā karjerā un izlemt to darīt. Viņš varētu pakļaut sevi lielākam riskam nekā es. Varbūt viņš zondēs dziļāk savās smadzenēs, kur pastāv lielāks risks sabojāt asinsvadus. Būtu neērti domāt, ka esmu daļēji par to atbildīgs, pat ja mans piedzīvojums izvērtās labi.
TR: Vai tiešām vēlaties to darīt?
BN : Nu, es par to esmu ļoti rūpīgi pārdomājis. Esmu runājis ar neiroķirurgiem gan ASV, gan ārpus valsts, kur normatīvā vide nav tik stingra, par to, cik tas ir praktiski un riskanti. Ja nopietnu pēcoperācijas komplikāciju risks būtu viens no simts, es to nedarītu. Ja tas būtu viens no tūkstoš, es nopietni apsvērtu to darīt. Man par skumjām, lielākā daļa ķirurgu lēš, ka risks ir kaut kur starp maniem etaloniem.