Esileht > huvitavad küsimused, silmaliigutused ja teadvus > silmaliigutused ja aju (järg eelnevale)

silmaliigutused ja aju (järg eelnevale)

Diskussioon läks nii ägedaks, et otsustasin õli tulle valada. Enne, kui asume uue kallale, võtame lühidalt kokku eelmises postituses ja eelkõige kommentaarides tekkinud diskussiooni sisu:

Fakt neuroteadusest – pideva muutumatu stimulatsiooni korral retseptorid meeleelundites ja vastavad neuronid adapteeruvad, st kui nad stimulatsiooni alguses vastasid tugevalt, siis aja möödudes sama stimulatsiooni jäädes nende vastuse kahaneb.
Järeldus – modaalsustes, kus ei toimu aktiivseid muutuseid retseptorites endis, kaob pideva stimulatsiooni korral peagi see pidev stimulatsioon teadvusest, olgugi et ta objektiivselt eksisteerib edasi. (heli vms võib teadvusesse tagasi tulla, kui sellele näiteks tähelepanu pöörata)
Fakt visuaalse modaalsuse kohta – umbes 3-4 korda sekundis uuendatakse võrkkestal paiknevat pilti tänu silmaliigutustele.
Esmane järeldusvisuaalses modaalsuses esinev „pildi pidevus“ tuleneb just nendest silmaliigutustest. (kui pilt võrkkestale fikseerida, seega silmaliigutuste vastu töötada, muutes sisendi muutumatuks, siis pilt kaob)
Järeldus 2 – olgugi et teadvus võiks olla kas kõigis modaalsustes sarnane või siis koosneda kõigi modaalsuste pidevast sisendist, ei pruugi see nii olla. Eelneva põhjal on põhjust arvata, et visuaalne modaalsus on kõrgemate imetajate puhul eriline – vaid seal toimub pidev aktiivne retseptoritele langeva info uuendus. Tuletame ka meelde, et suur osa imetajate ja inimese ajust on seotud just visuaalse info töötlemisega, palju rohkem kui on ajuressursse antud näiteks auditiivse info jaoks.

Muuhulgas toetab eelpool väljakäidud ideed ka kommenteerija Ökul tore näide sellest, et silmi rätikuga sulgedes ja kõrvu kinni-tropitades on meil siiski visuaalne kogemus „ümbritsevast (pimedusest)“ (=keskkonna visuaalne sisend pole visuaalse teadvuse jaoks tarvilik), aga kuulmise koha pealt pole nii kindel – kui silmad on kinni, siis nad liiguvad ikka, tekitades kogemusliku välja? Teada on ju ka see, et REM une ajal, kui me näeme unenägusid, silmad liiguvad. Kuidas on need silmaliigutused seotud une sisu või „unenäo pildi“ alalhoidmisega?

On üks põhimõtteline küsimus: kui me väidame, et silmaliigutused on seotud pildi alalhoidmise ja värskendamisega, siis mida me tegelikult teame silmaliigutuste efektide kohta ajus? Tänu viimaste aastate tööle teame me järgmist:

– silmaliigutused (kaasa arvatud mikrosakaadid) mõjutavad neuronaalseid vastuseid kogu visuaalses töötlushierarhias: võrkkestas, taalamuses, esmastes visuaalsetes keskustes, kõrgemates visuaalsetes keskustes
– vahetult enne ja silmaliigutuse enda ajal on vastavate neuronite vastus pidurdatud (arvatavasti selleks, et vähendada eelneva pildi mõju)
– vahetult pärast silmaliigutust on vastavate neuronite aktiivsus suurem:
– – vahetult pärast silmaliigutust suureneb neuronite impulsatsioonisagedus
– – aga suureneb ka neuronite sünkroniseeritus
– – silmaliigutus reorganiseerib neuronipopulatsioonide aktiivsuse faasid, nii et õiges faasis sisenev stiimul on paremini märgatav
– mikrosakaadid suurendavad / parandavad signaal-müra-suhtestust (SNR) visuaalses korteksis, tehes nõnda „nähtavaks“ nõrgad signaalid
– silmaliigutuse positiivne efekt on mõõdetav umbes 200 ms, seega ongi optimaalne teha umbes 3-4 silmaliigutust sekundis (sekundist ülejääv aeg kulub silmaliigutuse enda tegemisele), et neuroneid pidevalt „põnevil“ hoida.

Mis on see aktiivsus, mis tekitab mainitud efektid ajus? Loogiline mõte võiks olla, et see on silmaliigutuse tõttu tekkiv aktiivsus võrkkestal, aga see ei ole kindlasti mitte peamine faktor, sest silmaliigutustele järgnevaid aktiivsuspuhanguid võib mõõta ka pimedas! Lisaks tundub, et vastav aktiivsus ajukoores pigem eelneb uuendatud sisendi jõudmisele, justkui laotades sisendile punase vaiba = luues sisendile optimaalsed tingimused, et sisend saaks töödeldud. Niisiis, kust see signaal tuleb? Ajust endast! Ajus on ju olemas informatsioon selle kohta, millal silmaliigutusi tehakse, kuna silmaliigutused on kontrollitud aju enda poolt. Seega selgitus asjalugudele: kui aju saadab silmadesse käsu „nüüd liiguta“, siis saadab ta samaaegselt koopia sellest käsust ka visuaalsetesse keskustesse. See koopia mõjub visuaalsetele keskustele aktiveerivana (nagu „kofeiinilaks“ mu elukaaslastele ja paljudele teistele), erutades vastavaid ajukeskuseid just eelpool loetletud viisidel (tugevam vastus, parem sünkronisatsioon, täpsem faas = parem SNR), nii et infot töötlevad piirkonnad on valmis kohe sisenevaks uueks informatsiooniks.

Kogu selle teabe valguses jääb siiski selgusetuks, miks meie silme ees olev pilt nii stabiilne on. Nagu ma tutvustasin, käib kulisside taga äge „möll“, kus mitu korda sekundis liigutatakse silmi, mille tagajärjel muutub pilt võrkkestal, erutatakse erinevaid neuroneid, neuronid on vahel ägedalt ühtses lainetuses ja vahel mitte jne … kuidas luuakse selles tohuvabohus stabiilne ja kena pilt, mis ei võngu, ei teki ja ei kao, vaid lihtsalt on????? kuna meie visuaalne teadvus ongi see “kena ja stabiilne pilt”, siis on vastus küsimusele, kuidas hoolimata silmaliigutustest tekkivast jampsist meil pilt ühtlane on, otseselt oluline teadvuseteaduse jaoks. või mitte?

  1. ökul
    jaanuar 4, 2009, 4:07 p.l.

    … kui me vette ujuma läheme või seda janusele kruusi valame, kogeme vee pidevat siledust. Ometi koosneb vesi H2O molekulidest kui enam-vähem diskreetsetest ühikutest. See, et teadvus TUNDUB pideva ja stabiilsena ei pea tähendama, et selle alusprotsessid tasaselt pidevad on. Seega on üks põnevamaid küsimusi — kuidas diskreetsetest (või vähemalt laineliselt võnkuvatest “mittesiledatest”) protsessidest subjektiivse maailma “siledus” ja pidevus tekib.
    Silmaliigutuste ja teadvusmulje seoste lahkamise teeb keeruliseks see, et silmaliigutused võivad mõjutada (põhjustada) visuaalse teadvuse muljet mitmel erineval moel, mille omavaheline eksperimentaalne eristamine pole sugugi lihtne. Silmaliigutuste mõjul muutuv retinaalne sisend mõjutab järgmist töötlustaset, see omakorda järgmist ja see omakorda järgmist (nt silmaliigutusi reguleerivaid keskusi). See on vahendatud mõju. Kuid silmaliigutuste keskused saavad saata signaale ka paralleelselt erinevatele töötlustasemetele. Kuidas neid kahte mudelit eristada? Siin tasuks lugeda suurt hulka silmaliigutuste-alaseid uurimusi, kus osa vastuseid juba ehk ees ootavad (sh “corollary discharge” teemal, “efferent copy” teemal, “compensatory computation” teemal).
    Kui tulla tagasi pimedas ruumis silmad kinni olemise juurde, siis arvan, et kui silmaliigutuste keskused ajus tugevasti pidurdada inimese sellises olekus viibides, siis sellegipoolest säilib fantoomne visuaalne teadvus ümbritsevast ruumist, milles ollakse. Seega pooldan sensoorset-kognitiivset teadvusteaooriat (motoorika aitab kaasa selle arengule, aitab kaasa tähelepanu selektiivsusele jmt, kuid ei ole teadvust defineeriv mehhanism). Muidugi on see vaid oletus.

  2. Jaan
    jaanuar 4, 2009, 4:18 p.l.

    huvitavam mõte, mille koorumist ma tegelikult lootsin, ongi see, et pidevuse eest ei vastuta mitte motoorne komponent, st silmaliigutus per se, vaid aju sisene “uuenduskomponent”, mis koosneb
    a) ettevalmistavast signaalist aju motoorsetest keskustest sensoorsetesse ja
    b) uute sensoorsete neuronite aktiveerumisest tänu võrkkestale langeva kujutise nihkumisele

  3. Kristjan
    jaanuar 5, 2009, 6:49 e.l.

    Jaan,

    Pimedana sündinud on ju ka teadvusel. Saaksid seda kommenteerida?

    Ja ma sain Su eelmise postituse kommentaarist aru küll, aga minu arust kuulmine (ja iga teine meel) on ka kogu aeg muutuv. See, et kuulmisel (vist) ei ole neid hetki, kus ta täiesti vait jääks, ei tähenda kohe, et nad nii erinevad on.

    Mina pooldan rohkem arvamust, et meie ajule saaks peale ehitada ka täisesti teiste meeltega süsteemi, mis saavutaks ka teadvuse. Näiteks, et silmanärvidega ühendame kuulmise, seljaajuga (puutetundlikuse) asemel paneme radari ja kuulmise asemel paneme liikumisanduri.

    Ühesõnaga…. kuna meie kasutame hetkel nägemist kõige rohkem, siis minu arust pole see piisav põhjus eelduse jaoks, et nägemisel on väga eriline roll teadvusel.

    Kes oli see tüüp, kes rääkis teadvusest kui informatsiooni keerukusest? (seda informatsioonikeerukuse konstanti tutvustas ja üritas siduda seda teadvusega). Mulle tundub see lähenemine natukene “õigem” kui erinevate meelte sellelaadne uurimine.

    Informatsiooniga mängimine aitaks paremini seletada ka ökul-i juttu silmade sulgemisest rätikuga ja kõrvade täistoppimisest vatiga.

  4. Jaan
    jaanuar 5, 2009, 11:04 e.l.

    esiteks, teadvus on arvatavasti üldine seisund, kuhu integreeritakse sisusid erinevatest meeltest – ma võin olla üldiselt teadvusel ja teadvusel auditiivsetest sisudest ka siis, kui ma olen pime; ma võin olla üldiselt teadvusel ja näha visuaalset informatsiooni teadvustatult ka siis, kui mul parajasti pole teadvuslikul tasemel auditiivset informatsiooni.
    teiseks, oletame et Sa istud oma toolil ja vaatad aknast välja. see, mis toimub Su silme ees, on konstantne (talvestseen puude ja järvega); see, mis toimub Su kõrvus, on ka konstantne (seinakell ja külmkapp). minu väide on, et konstantse stimulatsiooni korral teadvus auditiivsest infost kaob (mis sest, et üldine teadvus ikka jääb), kuna neuronid adapteeruvad. aga visuaalne teadvus jääb, sest hoolimata pildi konstantsusest visatakse seda tänu silmaliigutustele võrkkestal edasi-tagasi, tekitades nõnda kunstlikult “uut sisendit”.
    ühesõnaga ma ei vaidle sugugi, et ka kuulmisinfo on teadvustatud. ma arvan lihtsalt, et samasugustes situatsioonides, kus on konstantne väline stimulatsioon, kuulmisteadvus kaob, aga visuaalne mitte, kuna visuaalses on noodsamad neetud silmaliigutused.
    uute teadvustatud meelte tekitamine on huvitav ja oleks suur läbimurre. integratsiooniteooriat ajas Tononi. integreerituse uurimine oleks tõepoolest mõistlik, kuid ühele (visuaalsele) modaalsusele pole keskendunud mitte (ainult) mina, vaid tegelikult pea kogu teadvuseteadlaste kommuun. minu uuenduslik väide on, et nägemise uurimine ei pruugi ilmtingimata anda vihjeid teiste modaalsuste kohta, kuna neil on (eespool mainitud) erinevuseid.

  5. Kristjan
    jaanuar 5, 2009, 12:04 p.l.

    Tänud selgituse eest! Loodan, et Sa ei kulutanud mõttetult liiga palju minuteid oma elust🙂

  6. Jaan
    jaanuar 5, 2009, 12:13 p.l.

    kindlasti mitte:
    1) ma ise saan tänu Su küsimustele paremini aru, mida ma öelda tahan;
    2) kui nutikatele inimestele õiged teadmised kätte juhatada ja neid mõistete padrikutes õigel kursil hoida, siis võib sealt (nutikate inimeste seest) edaspidi uusi teadmisi ja ideid kõigi jaoks tulla

  7. ökul
    jaanuar 9, 2009, 10:08 p.l.

    Arvatavasti on enamik selle blogi lugejaid juhtunud märkama, et mõnikord (õnneks mitte liiga sageli) loevad silmad teksti edasi samas kui TEADVUSLIK mõte on mujale uitama läinud. Introspektsioon ütleb: (õigeid?) sõnu kirjaridadest valivad sensoorsed süsteemid ja silmaliigutusi juhtivad süsteemid töötavad nagu muistegi ka siis, kui teadvus neid ei toeta. Ehk tasuks eksperimentaalselt selliseid hetki esile kutsuda ja siis teadvustamist sellises kontekstis uurida? (Minuga juhtus selline “teadvuseuide” just äsja ühe värske teemakohase raamatu lugemisel; ilmselt jooksid silmad edasi 3-4 rida, aga mõte liikus teadvuseuuringute meetodite radadele.)

  8. jaanaru
    jaanuar 9, 2009, 10:26 p.l.

    see on väga huvitav mõte ja tehniliselt lihtsalt teostatav (tuleb uurida silmaliigutuste mustreid mõlemas tingimuses); ainus küsimus on hetkel, kuidas seda teadvuse mujaleminekut eksperimentaalselt manipuleerida (fenomeni tean omast käest liigagi hästi).

  9. juuli 14, 2012, 3:06 p.l.

    See on tõesti huviatav faktide kogu. Ma arva, et pean mõni päev uuesti selle loo ette võtma, et kõik meelde jääks. Tänud

  1. No trackbacks yet.

Lisa kommentaar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Muuda )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Muuda )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Muuda )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Muuda )

Connecting to %s