Mitu protsenti oma ajust või selle potentsiaalist ma kasutan

Arutasime selle üle, kui palju me ikka oma ajust kasutame, sest populaarsed müüdid räägivad ühest või kahest või viiest või kümnest protsendist. Kuidas sellega lood on?

1. ruumi suhtes on üsna selge: me kasutame kogu oma aju, mis meil parajasti kasutada on

argumendid on siin

2. küll aga võib väita, et ehkki me kasutame kogu oma aju, kasutame me vaid x % selle potentsiaalist.

Aaro Toomela näitab, miks need punkt ühes toodud argumendid selle potentsiaali-väite puhul enam hästi ei toimi.

Kuid sellest, et need argumendid ei toimi, ei järeldu loogiliselt kuidagi, et me tõepoolest kasutame vaid mingi väikese protsendi oma aju potentsiaalist. Tegelikult on ka sellele potentsiaali-müüdile vähemalt kaks vastuväidet:

a) pole vähimatki teaduslikku tõendusmaterjali selle poolt
b) Aaro veenis meid, et see x protsendi potentsiaali väide on metodoloogiliselt mõttetu, sest ei saa mõõta ja teada, mis on 100%

Niisiis, kasutagem kõik seda, mis meil on. Aitäh Aarole diskussiooni eest!

Huvitavad artiklid: 24. jaanuar 2012

Aasta 2012 algus on olnud hea: pea kõikjalt võib leida huvitavaid artikleid. Minu viimastel päevadel ilmunud lemmiktööd:

Pupillid on taas moes! Mitu tööd järjest on näidanud, et pupillid võivad öelda midagi teadvuse ja teadvustamise kohta. Peagi PNASis ilmuv töö kinnitab seda: pupillide suurus sõltub teadvustatud heledusest. Visuaalsete illusioonide abil on võimalik objekti tegelik objektiivne heledus ja subjektiivne teadvustatud heledus teineteisest lahku ajada. Oslo Ülikooli teadlased Laeng ja Endestad kasutasidki visuaalseid illusioone, uurimaks subjektiivse heleduse mõju pupilli diameetrile tingimuses, kus objektiivne heledus oli sama. Pupillid reageerisid tõepoolest teadvustatud heledusele ning mõistlikes psühhofüüsikalistes kontrollkatsetes õnnestus autoritel näidata, et tegu pole mingi lihtsamal tasemel selgitatava fenomeniga. Veelgi huvitavam oli see, et pupillid reageerisid heledusele väga kiiresti – 150-200 ms pärast pildi esitamist. See on kiire, sest alles sel ajal (ja paljude arvates veelgi hiljem) tekib esitatud pildist teadvuselamus.

Talamus võib taas moodi tulla! Siin blogis oleme taalamuse ja korteksi vahelisest heitlusest ja vastavatest vaidlustest palju arutanud. Eelkõige käib arutlus selle üle, kes keda ikkagi kontrollib: ehkki on teada, et taalamus on piirkond, mille aktiivsus väheneb nii üldanesteesia kui ka teadvuseta une seisundis, ütlevad kortikaalsed šovinistid, et taalamuses kaob aktiivsus seetõttu, et korteks ei saada tasse enam nii palju moduleerivat signaali; taalamuse-sõbrad muidugi väidavad vastupidist (ja veel kolmandad ütlevad, et sellistes süsteemides ei olegi mõttekas otsustada, kes keda kontrollib). Näiteks tutvustasime teadustööd, kus uuriti, kas enne tekivad uneprotsessid taalamuses või korteksis. Nüüd on värskelt Nature Neuroscience’i avaldamist ootavate artiklite nimistus artikkel Carl Peterseni rühmalt, mis viitab mitmesuguste põhjalike analüüside ja katsete alusel, et taalamuse aktiivsus kontrollib korteksi oma.

Ja veel lühidalt mõnest tööst: mu juhendajal õnnestus avaldada “kaua tehtud kaunikene” tähelepanu alt-üles ja ülalt-alla suunatud mehhanismide kokkusaamispunktidest; taas on farmakoloogide ja ajuteadlaste huviorbiiti kerkinud psühhedeelsete ainetega katsetamine, nagu võib järeldada peagi PNASis ilmuvast ajukuvamistööst; DCM (ehk dynamic causal modelling) on muutumas üha viljakamaks ka EEG ja MEG andmetel: näiteks ilmus JNSis hiljuti Felix Blankenburgi töögrupi artikkel, kus DCMi abil uuriti Lamme teadvuseteooriat. Muidugi väljendub siin ka DCMi probleem: töö on ainult nii hea, kui on mudeli looja neuroanatoomilised teadmised ja eelarvamused. Kui mudelite võrdlusesse lähevad mudelid, milles kajastuvad vaid kortikaalsed piirkonnad, valitakse parimaks mudeliks muidugi ka ainult selline mudel, kus on vaid kortikaalsed piirkonnad. Selliste uurijate valdavat mentaliteeti võib kokku võtta järgmise lausega: “Saabus kuningas korteks ja tekkis teadvus”. Sellise korteksi-keskse mentaliteediga kognitiivse neuroteaduse kõrvale on tore lugeda ülalpool kirjeldatud tööd Carl Peterseni rühmalt, kus elektrofüsioloogia ja optogeneetika abil näidatakse, et taalamus tõmbab nööre.

Leidsite veel midagi?

Nii peabki asja tegema: populaarteaduslikud loengud ajust

Royal Institutioni poolt eelmise aasta lõpus pakutud loengud on peaaegu täiuslikud populaarteaduslikud saated ajust. Peamine loengupidaja on Prof. Bruce Hood ja see, kuidas need loengud on üles ehitatud, kui hästi kasutatakse interaktiivseid näiteid ja kui osavalt selgitatakse isegi väga keerulisi asjaolusid, on lihtsalt hämmastav (muidugi on mõni seik ka liiga lihtsaks tehtud, aga võttes arvesse antud loengu publikut ja üldharivat tooni, on see mõistetav). Kui Sa ei tea väga palju ajust, aga tahaksid teada, siis vaata kindlasti. Näita sõpradele ka! Kui Sa tead üsna palju ajust, siis vaata ikka, sest need saated on vaimustavalt tehtud. Üsna kindlalt parim populaarteaduslik materjal ajust, mida mina kunagi näinud olen (ja ma tänan Madist vihje eest!). Viide esimesele loengule.

Elu “saladus” ja teadvuse “mõistatus” – kui sarnane on nende olemus ja saatus?

Mis on teadvus? Kas ja kuidas on seda mõistlik uurida? Seda oleme nüüd üsna pikalt ja üsna konstruktiivselt arutanud eelmise postituse kommentaariumis alates KT vastavast küsimusest. Kuna me jõudsime ka elu ja teadvuse probleemi võrdluseni, siis ma kopeeriksin siia nii elu kui ka teadvuse probleemiga tegelenud Francis Cricki sõnad teadvuse probleemi ja teadvuse ning elu saladuste võrdluse kohta:

“What is it that puzzles philosophers? Broadly speaking, it is qualia –the blueness of blue, the painfulness of pain, and so on. This is also the layman’s major puzzle. How can you possibly explain the vivid visual scene you see before you in terms of the firing of neurons? The argument that you cannot explain consciousness by the action of the parts of the brain goes back at least as far as Leibniz (1686; see the translation 1965). But compare an analogous assertion: that you cannot explain the “livingness” of living things (such as bacteria, for example) by the action of “dead” molecules. This assertion sounds extremely hollow now, for an umber of reasons. Scientists understand the enormous power of Natural Selection. They know the chemical nature of genes and that inheritance is particulate, not blending. They understand the great subtlety, sophistication and variety of protein molecules, the elaborate nature of the control mechanisms that turn genes on and off, and the complicated way that proteins interact with, and modify, other proteins. It is entirely possible that the very elaborate nature of neurons and their interactions, far more elaborate than most people imagine, is misleading us, in a similar way, about consciousness.” (Crick & Koch, 1998)

autorid jätkavad, tuues esile ka selle, et analoogia on pelgalt analoogia ja et aju puhul oleme me oma baasteadmistega hetkel veel (ja ka praegu, 14 aastat hiljem) palju kehvemas seisus kui tollal elu probleemi korral.

“Some philosophers (Searle, 1984; Dennett, 1996) are rather fond of this analogy between “livingness” and “consciousness,” and so are we; but, as Chalmers (1995) has emphasized, an analogy is only an analogy. He has given philosophical reasons why he thinks it is wrong. Neuroscientists know only a few of the basics of neuroscience, such as the nature of the action potential and the chemical nature of most synapses. Most important, there is not a comprehensive, overall theory of the activities of the brain. To be shown to be correct, the analogy must be filled out by many experimental details and powerful general ideas. Much of these are still lacking.” (Crick & Koch, 1998)

Teadvus on ajurakkude särin ja ei midagi muud?

Arutlesime kasutajaga Maailmataju selle võimalikkusest, et teadvus on midagi ajust erinevat. Tänasel päeval ütlen ma alati, et praegu teadaolevate teaduslike faktide valgusel tundub mulle veenvam, et teadvus siiski on ajus. Aga ma tean, et me tegelikult ei tea, mis värk selle teadvusega on, nii et ma olen alati mõistlikule arutlusele avatud. Inimene kipub ennast üle hindama, kui ta arvab, et ta juba praegu mõistab universumit, aju ja iseennast. Tuleb vaadata, mõelda ja edasi uurida. Antud kontekstis oli minu jaoks huvitav hiljuti lugeda Wilder Penfieldi hilises eas kirjutatud raamatut teadvusest – The mystery of the mind: A critical study of consciousness and the human brain.

Wilder Penfield oli üks inimajaloo tuntumaid ajukirurge. Ta tegi mitme aastakümne jooksul sadu hämmastavaid katseid teadvuselolevate epilepsiapatsientide ajudel. Need katsed ja nende tulemused moodustavad kordumatu varasalve ajuteaduses. Selle töö põhjal jõuab ta oma elu lõpus küllaltki kainestava järelduseni:

Because it seems to me certain that it will always be quite impossible to explain the mind on the basis of neuronal action within the brain /…/, I am forced to choose the proposition that our being is to be explained on the basis of two fundamental elements (Penfield, 1975; p. 80).

[T]he nature of the mind presents a fundamental problem, perhaps the most difficult and most important of all problems. For myself, after a professional lifetime spent in trying to discover how the brain accounts for the mind, it comes as a surprise now to discover, during this final examination of the evidence, that the dualist hypothesis seems the more reasonable of the two possible explanations. (Penfield, 1975; p. 85).

Ilmselt tänapäeval mitmed (noored ja bravuurikad) ajuteadlased ütleksid selle peale “vana mehe jura“, aga kas me tegelikult oleme viimase neljakümne aasta jooksul teada saanud midagi, mis meid veenaks selles, et teadvus tõepoolest on ajurakkude särin ja ei midagi muud? Kui ei, siis on lihtsalt meie enda tühised arvamused ja uskumused selliste suurte teadlaste omade vastu (ka Nobeli auhinna saaja John Eccles arvas samamoodi nagu Penfield). Kui me oleme teadlased ja tahame tõesti teada saada, mis see teadvus on, siis me peame kaaluma kõiki võimalusi.

Huvitavad artiklid: 10. jaanuar 2012

Ajakirjal Journal of Vision oli eelmine aasta 10. sünnipäev. Sellel puhul on kokku pandud väga kena artiklikollektsioon, kus oma ala spetsialistid kirjutavad ülevaatlikult erinevatel huvitavatel teemadel. Ilmselt kõik need artiklid tasuksid lugemist, aga toon esile Geoffrey Boyntoni artikli fMRI BOLD signaalist, üksikelektroodidega tehtud aktsioonipotentsiaalide mõõtmistest ja sellest, kuidas need kaks signaali omavahel tülli lähevad, kui uuritakse tähelepanu või teadvust. Boynton pakub välja neli hüpoteesi, miks fMRI ja üksikelektroodide tööd on erinevatele tulemustele jõudnud ja arutab nende üle pikemalt.

Ajakirjas Frontiers in Perception science on erinumber visuaalse töötluse kiiruse kohta. Kaks artiklit, mis sealt mulle väga meeldisid, on pisut kriitilise tooniga: Rufin VanRullen kirjutab sellest, millised vead ja probleemid tuleb ületada, kui me tahame midagi teada taju ja äratundmise (ja ka teadvustamise) kiiruse kohta. Rousselet ja Pernet on aga päris päris pahased selle üle, kuidas tavaliselt ERP-dega visuaalset taju uuritakse. Nende artiklis on lause-lause haaval juhendeid ja juhtnööre, kuidas oma katseid ja analüüse paremini teha. Hea meel on lugeda selliseid kriitilisi artikleid, kus öeldakse välja see, mida paljud omaette mõtlevad: praeguste artiklistandardite tõttu on paljude kognitiivses neuroteaduses avaldatavate teadustööde puhul raske öelda, kas nende tulemused tõepoolest on usaldusväärsed.

Tahab keegi veel mõnda artiklit ära märkida?

Veel keerukam kui Higgsi bosoni leidmine?

Teadvuse uurimine on keeruline, aga ega see ei tähenda, et kõik muu teadus lapsemäng oleks – mujal on ehk eeliseks see, et erinevalt teadvusest teatakse, milliseid eksperimente teha, aga nende läbiviimine on katsumus, mis võib võtta aastaid või halval juhul aastakümneid. Nature pajatab viiest eksperimendist, mis on keerukad nagu Higgsi bosoni leidmine.

Taju, tähelepanu ja teadvus – mis supp see on?

Tartu Ülikooli professor Talis Bachmann kirjutab oma värskes artiklis, mis ilmus ajakirjas Frontiers in Consciousness Research, et meil on aeg omaks võtta eristus taju, tähelepanu ja teadvuse vahel. Muidugi on need protsessid enamasti omavahel väga sõlmitud ja pikalt on arvatud, et tähelepanu fookus = teadvuse sisu, aga viimase kümne aasta uuringud viitavad, et tähelepanu ja teadvus on erinevad protsessid. Ja otse loomulikult on endiselt vaidlusi sel teemal, millal ja kui palju teadvus ja tähelepanu ikkagi kattuvad, kuid see on ju oodatav, kui tähelepanu ja teadvus on tihtipeale käsikäes käivad protsessid. Talise arvates seisneb üks põhjus (ta nimetab neid põhjuseid neli), miks mõned teadlased kangekaelselt tähelepanu ja teadvust omavahel edasi võrdsustavad, selles, et paljude arvates peab teadvus tekkima mingite teiste ajumehhanismide (nt tähelepanu) toimel või koostööl. Miks? võiks ju ka argumenteerida, et eksisteerib eraldiseisev teadvusemehhanism, mida siis teised mehhanismid erineval viisil mõjutada saavad. Talis tutvustab ka oma isiklikku vaadet sellele, milline see teadvusemehhanism olla võiks. Hea lugemine, soovitan soojalt. Diskussioon, kommentaarid ja kriitika on teretulnud. Kõik saavad artikli kätte, sest Frontiers on ju tuntud open access ajakiri.

Antonio Damasio: tee teadvuse mõistmiseni

Antonio Damasio on väga tuntud neuroloog ja neuroteadlane, kes ei lase end häirida Tononi ja Dehaene’i teadvuseteooriate võidukäigust erialakirjanduses – juba hea mitu aastat on ta edendanud oma teadvuseteooriat, kus kesksel kohal on “mina” ning vastavad neurovõrgustikud ajutüves. Las ta selgitab oma teooriat ise, lühidalt, TEDi ettekande vormis (aitäh Kristjanile viite eest):

Kuidas mõõta teadust?

Lihtne on mõõta, kes meist on tugevam: otse loomulikult see, kes teeb kõige rohkem kätekõverdusi! Samas, äkki keegi teine suudab teha rohkem lõuatõmbeid või surub rohkem kilosid rinnalt? Kes siis on tugevam – see, kes teeb rohkem kätekõverdusi, või too, kes jaksab rohkem lõuatõmbeid sooritada? Aga kuidas mõõta, kes on kõvem teadlane? (Kas seda üldse peaks mõõtma?) Kui asi puutub teaduse mõõtmisesse, siis on lugu veelgi keerulisem kui jõujunnude puhul. Aga las räägivad targemad: esiteks valisin sissejuhatuseks artikli Jüri Alliku poolt, kus ta tutvustab ja kaitseb klassikalist meetodit teadlaste väljundi mõõtmiseks. Teiseks võiksite lugeda Endel Põderi kommenteerivat kriitikat selle kehtiva meetodi ühele teatud aspektile. Lõpuks tasub lugeda ka seda, mida juhtivad neuroteadlased välja pakuvad: Gabriel Kreiman ja John Maunsell on kirjutanud, milline peaks üks õige hea teaduse mõõt olema.