Esileht > ajuteadus, üldine > kes tahab, tulgu ka külla!

kes tahab, tulgu ka külla!

Meie muidu väga (või isegi liiga) toimekas blogi on nädalakeseks postitusteta jäänud. Põhjuse üle saan isiklikust vaatenurgast ainult rõõmustada – mul olid külas Mari, Juhan ja Mihkel ning koos võtsime ette ka reisi Šveitsi ja Põhja-Itaaliasse. Kindlasti leidub lugejaid, kes on huvitatud lühikesest reisikokkuvõttest, kuid ma alustan seda postituste-jada siiski asjalikult ja kirjutan esiteks üht-teist sellest, mida nägime ja kuulsime siis, kui ma teisi kohalikus aju-uuringute instituudis ringi vedasin.

Kohe hommikul vara kohtusime professor Singeriga. Mitte küll isiklikult, vaid journal clubi vormis. Ta oli just saabunud USAst ühelt väga kõvade nimedega istumiselt ja oli pigem negatiivselt meelestatud: see, kuidas aju arvutab ja töötab, on endiselt ebaselge; paljudel on oma enda kaljukindel positsioon, millelt veeretatakse teistele kive kaela. Huvitav teadmine oli see, et peagi ilmub Natures töö, kus kasutatakse hiljuti leiutatud neuronite valguse abil aktiveerimise ja deaktiveerimise viisi, et mõjutada pidurdavaid interneuroneid gamma-sageduslikus rütmis (tulemused olid Singerile meelepärased).

Seejärel suundusime minu labori koosolekule, mille seekord sisustas Mihkel, kes oli nii kena ja viitsis rääkida Michele Rucci (tegelikult mees) teooriast selle kohta, kuidas miniatuursete silmaliigutuste põhjustatud kujutise võbelemine võrkkestal lisainformatsiooni kõrgete ruumisageduste kohta annab. Mõni Mihkli tegemistega kursis olev lugeja võib imestada, et ta sellise teemaga esines, aga vastav palve tuli meie labori poolt, kus tegeldakse aktiivselt pisikeste silmaliigutuste uurimisega – Rucci teooria mõistmiseks on tarvis tunda füüsikat ja matemaatikat tasemel, mida meie labori töötajatest paljud ei oma. Õnneks tundus, et ka Mihkli enda jaoks oli kogu see teemavaldkond pigem huvitav, niisiis õppisid mõlemad pooled seekord midagi. Aitäh, Mihkel!

Edasi võtsimegi kursi oma silmaliigutustelaborile, kus sai näidatud seda, kuidas silmaliigutusi mõõdetakse, kuidas on võimalik kujutist võrkkesta suhtes fikseerida, kuidas perifeerses nägemises osad detailid aja jooksul teadvusest kaovad ja ühte uut fenomeni. Lisaks piilusime ka EEGd, fMRI masinaid ja suure juuksekuivati moodi välja nägevat ülikallist MEG aparatuuri. Kõlab, nagu oleksime lõunaks piisavalt sisendit saanud? Oh ei, parim alles tuli – külastasime hispaanlast Rauli, kellele väga meeldivad eesti tüdrukud. Tal on huvitav minevik – oma esimeste ülikooliaastate jooksul tegeles ta peamiselt relatiivsusteooriaga ja oma doktoritöö tegi suisa laseritega. Füüsik! Seega ei tundnud Juhan ja Mihkel enam end nii võõrkehadena ja tõepoolest – meie instituudis on psühholooge vähe, biolooge korralikult, kuid nendega võrdselt on ka füüsikuid. Võnkumisprotsesside uurimine ja uute analüüsimeetodite leiutamine lihtsalt ulatub palju kaugemale tavalise psühholoogi või bioloogi kompetentsist.

Niisiis, mida uuris Raul (kellele väga meeldivad eesti tüdrukud)? Ta tegeles kohe kahe väga huvitava projektiga: 1) aju on dünaamiline, signaalid liiguvad ühel hetkel ühest ajupiirkonnast teise, järgmisel aga ehk vastupidi – kuidas teha selgeks, millises suunas (näiteks, millistest ajupiirkondadest millistesse ajupiirkondadesse) informatsioon liigub? Selle analüüsimiseks on võimalik kasutada küllaltki uut analüüsimeetodit – transfer entropy, mis võimaldab selgitada, millised piirkonnad (elektroodid vms) millistel hetkedel milliseid teisi piirkondi kausaalselt mõjutavad; 2) on leitud, et ajus võib erinevate neuronite vahel mõõta sünkronisatsiooni, kus nad mitte ainult pole mõnda aega samasuguse faasinihkega, kuid kus nad on täpselt samasuguses faasis. Kuidas on see võimalik? (Kuidas on võimalik panna samal ajal hüüdma sama lauset kaks inimest, kellest üks asub Madagaskaril ja teine Lätis?) Raul jt on näidanud, et null-faasinihkega sünkronisatsioon muutub võimalikuks, kui kahe sünkroonis oleva ühiku vahel on kolmas, mis suudab mõlemale saata informatsiooni täpselt samal ajahetkel. See tundub elementaarne – see kolmas keskus saadab teistele keskustele sama informatsiooni ja need keskused saavadki pärast selle informatsiooni saamist olla sünkroonis, AGA see pole nii: võrreldes nende kahe sünkroonis oleva ühiku laenglemist selle kolmanda keskse keskusega selgub üllatav tõsiasi, et sünkroonis olevate ühikute laenglemine eelneb keskse keskuse omale. Keerukad süsteemid on keerukamad, kui me neid arvame olevat. Sümpaatne oli see, et Rauli arvates saab selleks keskseks sünkroniseerijaks olla taalamus, mille puhul evolutsioon on palju vaeva näinud, et tema signaali viivist erinevate teiste ajupiirkondade suhtes võrdsustada (pikemad ühendused on paremini isoleeritud). (täpsemalt selle uuringu kohta: Vicente et al., 2008, PNAS)

Pärast lõunat saime veel teada, miks loomakaitse aktivistid meie instituudi ümber nii tihti oma miitinguid korraldavad – kasse piinatakse seal tõepoolest ka minu arvates (pea fikseeritakse, koljusse puuritakse kaks auku, ühe kaudu külmutatakse ühe ajupoolkera ühendused, teise kaudu mõõdetakse teise ajupoolkera aktiivsust, nädal aega jutti katsetatakse). Kassi aju on aga üllatavalt väike, nagu me selles oma silmaga veenduda võisime. Hiljem rääkis üks brasiillane meile ka sellest, kuidas tehakse katseid ahvidega (keda võib vahel lausa koridori peal kohata). Tema uurimuse juures on kurb see, et professor Singer suunas ta kordama ühte 2003. aasta katset, kus näidati, et sünkroniseerimine ei pruugi lahendada ja selgitada sõlmimisprobleemi – Singer arvas, et selles tema jaoks ebameeldivate tulemustega katses on paar puudujääki ja suunas tollal värske doktorandi sama asja kallale. Doktorant kordas kõiki negatiivseid katsetulemusi, saades seega pärast pikka tööd (juba ahvide treenimine võtab umbes aasta) vaid tulemused, mida pole sugugi nii hea ja kerge publitseerida. Lisaks pole professor Singer just mitte kõige vastuvõtlikum tulemuste ja mõtteavalduste suhtes, mis tema teooriaga ei sobi. Minu jaoks on see „sõlmime sünkronisatsiooni abil“ hüpotees pisut kahtlane ja ebapiisav sellegi poolest, aga seda ma esialgu professorile ütlema ei lähe, vaid arutan blogis või siis Alpides lumiste mäetippude ja sinisiniste järvedega. Nendest pikemalt järgmises postituses.

Rubriigid:ajuteadus, üldine
  1. Bachmann
    aprill 13, 2009, 2:50 p.l.

    Aitäh küllakutse eest; tõepoolest tasuks millalgi tulla vaatama, kui kõigil osapooltel selleks korraga sobiv aeg on🙂
    Ja mõned infonüansid postituses on vägagi huvitavad — aitäh veelkord.
    Väike mõte selle vana ja hääbumatu sünkroniseerimisprobleemi osas.
    Ehk ei peaks sünkronisatsiooni käsitlema kui põhjust ja signatuuri teadvuslikule olekule. Pigem vaataks asja mõneti erineva nurga alt: on tarvis teadvuse sisusid vahendavate neuronite (spetsiifiline syst SP) ja talamusest oma mõju saatvate moduleerivate neuronite (sisu suhtes mittespetsiifiline syst NSP) koostööd, et need sisud teadvustuksid. Sünkroonia ei pruugi olla tarvilik ja piisav tingimus ja alus teadvustamiseks, vaid tekib automaatselt KÕRVALPRODUKTINA tavalise lihtsa koostöö väljakujunemise käigus. Teadvus ei ole sünkrooni funktsioon, vaid sünkroniseerumine on teadvuse funktsioon, ehkki mitte ilmtingimata aset leidev. Teadvuslik vahetu elamus tekib SP-NSP interaktsioonis ja see interaktsioon, kui ta on efektiivne, viib sageli sünkronisatsioonile. Sync pole teadvuse põhjus, vaid on teadvuse (tüüpiliselt ja kiiresti tekkiv) tagajärg. Seega on täiesti loomulikud sünkroonsed protsessid ilma teadvuseta, teadvus mõnikord ka ilma sünkrooniata, jne. Intuitiivselt tundub, et kestvamaks sama sisu kandva teadvusseisundi püsimiseks on ehk sünkroonne ostsilleeriv süsteem ökonoomne ja efektiivne masin, aga mitte ilmtingimata teadvustamiseks ainuvõimalik aju neuronaalne protsess.

  2. Kristjan Korjus
    aprill 13, 2009, 4:32 p.l.

    Kui Mihkel oma pildid ülesse laeb, siis pane link ka siia😉 Ja küllatuleku idee on ahvatlev…

  3. Kristjan
    aprill 13, 2009, 4:34 p.l.

    Kui kellelgi on soovitada mõnda head/lihtsamat tutvustavat artiklit transfer entropy kohta, siis oleksin tänulik.

  4. jaanaru
    aprill 13, 2009, 4:37 p.l.

    palun küsi Juhanilt ja Mihklilt (neil juba tekkis sama mõte siin Frankfurdis, mille peale Sa ilmselt nüüd mu postitust lugedes tulid :))

  5. Kristjan
    aprill 13, 2009, 4:58 p.l.

    😀 jah, tegelikult ma tean seda juba ja isegi leidsin ühe artikli, kus näidati et mingid hinnad (nagu nafta jms) kannavad endast kogu turule seda “infot”, aga pole veel korralikku artiklit leidnud. Aga jah… õhtul pidime Juhaniga ühe Aleksandri võtma, eks siis saan teada…

  6. kaie
    aprill 13, 2009, 7:09 p.l.

    Kas see kasside lugu on tõesti tõsi? Kas nad on enne surnud? Neid koridorides jalutavaid ahve tahaks ma näha!

  7. Jaan
    aprill 13, 2009, 8:12 p.l.

    kasside lugu on kahjuks tõsi ja nad kahjuks pole surnud. kasside auks tuleb tunnistada, et need loomakesed on andnud väga suure panuse aju ja visuaalse süsteemi mõistmisesse (näiteks on nendega tehtud tööde eest saadud ka Nobeli auhind: Hubel ja Wiesel, 1981 vist). Ahvid koridoris siiski ei jaluta, vaid tulevad vastu klaaskambri sisse müürituna. Nii on kõigile turvalisem: väidetavalt on nad mõnda kaastöötajat ka hammustanud!

  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