Esileht > aju ja teadvus, ajuteadus > Simpsonite neuron inimajus!

Simpsonite neuron inimajus!

Viimaste aastate statistikat vaadates tundub, et kõige kindlam viis teaduslikult kuulsaks saada ja tippajakirjades publitseerida on üritada mõõta aktiivsust üksikneuronitelt inimajus. Eriti oimusagaras, kus saavad kokku kõrgem visuaalne töötlus ja mäluprotsessid, on viimastel aastatel leitud hämmastavaid neuroneid: mõni on aktiivne ainult siis, kui pildil on Jennifer Anniston, hoolimata sellest, millise konkreetse pildiga tegu on (st võib näidata tuhandeid pilte erinevatest naistest ja neuron aktiveerub ainult siis, kui pildil on Jennifer Annistion); mõni naudib ainult Sidney ooperimaja; jne jne – neuronite „pirtsakus“ on hämmastav, aga kuidas nad „teavad“ et pildil on president Ilves?; lisaks on selliste neuronite puhul näidatud, et nad on aktiivsed ka siis, kui katseisik endale vastavat inimest (Peeter Oja vms) ette kujutab; lõppude lõpuks – need neuronid on aktiivsed vaid siis, kui katseisik vastava pildi teadvuslikult ära tunneb (selle kohta kirjutasime siin).

Nüüd mindi minu arvates oluline sammuke edasi ja vaadati, mida need ülispetsiifilised neuronid teevad siis, kui neile näidata mitte üksikuid pilte, vaid filmiklippe. See on minu jaoks väga mõistlik, sest meie igapäevane nägemine ja teadvus ei koosne ülilühidalt esitatud üksikutest pildikestest, vaid on väga „filmi“ moodi – ta on ajas järjepideva ja seotud sisuga, kuid detailid muutuvad iga hetkega. Nii näidatigi katseisikutele filmiklipikesi South Pargist, ronivast koaalast, muna söövast maost, president Bushist teatamas Saddam Husseini kinninabimisest, vaadetest New Yorgile jne jne jne. Samal ajal mõõdeti ajuaktiivsust üksikutelt neuronitelt oimusagaras. Mõni aeg pärast seda sessiooni viidi läbi katse teine ja ehk veelgi huvitavam pool: patsientidel paluti meenutada, milliseid filmiklippe nad nägid ja raporteerida filmiklipi meenumist niipea kui ta teadvusesse tuleb.

Tulemused olid kenad ja postituse pealkiri ei peta: katseisikute ajust leiti taaskord ülimalt valivaid neuroneid, millest näiteks üks „hoolis“ tõepoolest ainult Simpsonite episoodist (tegelikult ta oli natukene reeturlik ja aktiveerus pisut ka „Seinfeldi“ peale). Oluline on see, et need neuronid olid tõepoolest aktiivsed kogu klipi näitamise vältel – näiteks see Simpsonite neuron saatis elektriimpulsse hoogsalt välja terve aja, mis filmikest näidati. Lisaks olid mitmed neuronid aktiivsed isegi mõni sekund pärast filmikese näitamist (ehk patsient mõtles veel mõne Homeri rumaluse või Bardi nalja peale?). Kõige vahvam – kui patsiendil tuli hiljem meelde, et ta vastavat klippi näinud oli, siis vahetult enne seda sõnalist meenutust aktiveerus ajus ka vastav neuron ning oli aktiivne kogu meenutuse vältel. Niisiis, kui Ukule tuli meelde, et näidati Simpsonite episoodi, siis tema meenutusega kaasnes ka selle Simpsonite neuroni aktiveerumine!

Niisiis, mida need neuronid esindavad? Kas vastavat täpset mälusisu? Autorid selle üle väga ei spekuleeri, kuid ma ise arvan, et need neuronid oimusagaras on rohkem seotud „tähendusega“ – nad esindavad seda, mis parajasti teadvuses on, kuid mitte konkreetsel kujul (st milline on objektide täpne paigutus, kas näha on ainult Marge ja Lisa või kogu perekond, mis värvi nad on, millised teised objektid seal on jne jne jne), vaid abstraktselt – Simpsonite neuronite aktiivsus tähendab, et teadvuses olev sisu on kuidagi seotud Simpsonitega. Ma ise arvan, et need abstraktse tähendusliku sisuga neuronid on teadvuse jaoks kesksed, sest nende aktiivsus on seotud vastusega küsimusele „mis see on“ – teadvus on interpretatsioon ja selle interpretatsiooni jaoks on tarvis neuroneid, mis esindavad tähendust kogu selle episoodi vältel, mil üks või teine objekt meie teadvuses on. (väga huvitav oleks teada, kuidas sellised neuronid käituvad tähelepanumanipulatsioonide korral – kui Simpsonid või Jennifer Anniston on küll ekraanil, kuid mitte tähelepanu fookuses; mina arvan, et need neuronid on aktiivsed ka siis, kui tähelepanu on mujal, ja ennustan, et vastaval teemal tuleb lähiaastatel üks Nature-publikatsioon)

Allikas: Gelbard-Sagiv et al., 2008, Science: Internally generated reactivation of single neurons …

  1. Jaan
    mai 11, 2009, 2:39 p.l.

    argument selle vastu, et need neuronid on seotud millegi teadvustamisega, on see, et nad aktiveeruvad alles umbes 300 ms pärast stiimuli esitamist. siiski kolm huvitavat mõtet:
    a) loomulikus nägemises ei hüppa objektid järsku ja ootamatult esile – nende ilmumine on ennustatav, st on võimalik vastavad neuronid konteksti abil eelaktiveerida
    b) kui objektid hüppavad ootamatult esile, siis on tunne, et me näeme neid kohe, kuid aru saame natuke hiljem – ehk vihjab see sellele, et fenomenaalne teadvus nende neuronite aktiivsust ei vaja, kuid nad on seotud tähenduse teadvustamisega?
    c) argumenteerides edasi – ehk seetõttu leiavadki mõned sõbrakesed pidevalt nii hiliseid teadvuse korrelaate, et nad tegelikult mõõdavad pigem tähenduse teadvustamist kui esmast fenomenaalset teadvust?

  2. mihkelsvenuku
    mai 11, 2009, 4:25 p.l.

    Mul tekkis paar väikest küsimust. Esmalt, kui pikad need klipid olid? Kas mingist pikkusest alates ei ole aju võimeline enam klippi tervikliku tähendussisuna representeerima?
    Siit ka teine mõte. Mille järgi aju “otsustab”, et just antud klipp on tähenduslik tervik, mitte näiteks klipi osa või klipp pluss sellele järgnevad või eelnevad stseenid?
    Ma peale küsilausete rohkem siia hetkel ei kirjuta. Ahjaa, tervitan siiski ka.

  3. jaanaru
    mai 11, 2009, 4:45 p.l.

    5-10 sekundit, mis Simpsonite episoodiga võrreldes on lühike kestus, kuid mis võrreldes tavalise esitusajaga (50-200 ms) on samm edasi.
    ma pean tähenduse all hetkel silmas seda, et kogu selle klipi kestuse vältel signaliseerib see neuron, et ma näen Simpsoneid. (st kui tähendus oleks “Homer teeb musta huumorit” või “perekond on tõesti tähtis”, siis ilmselt vastavat spetsiiflist tähendust kodeeriv neuron oleks tõepoolest aktiivne vaid siis, kui see tähendus ka tõepoolest ekraanil toimuvale vastab; AGA antud juhul oli jutt “lihtsast” tähendusest – tähendusest, et see ekraanil toimuv kollakate värvidega multifilm on “Simpsonid”). Usun, et see aitab vastata ka teist küsimust – taaskord oli ilmselt süüdi mu “jultumatu” ja ebaõnnestunud sõnavalik. (vabandan)

  4. Kriku
    mai 11, 2009, 5:31 p.l.

    Kui näidata valgeid pilvi sinises taevas koos tunnusmuusikaga (nagu “Simpsonite” alguses on), kas siis hakkab ka simpsonineuron tuld andma…?

  5. jaanaru
    mai 11, 2009, 5:42 p.l.

    suure tõenäosusega jah🙂 (aga muidugi me ei tea antud andmete põhjal, mille peale täpselt see neuron aktiveerus – ehk oli hoopis “Homeri” neuron /ja oli aktiivne, kuna Homer oli kogu klipi vältel aktsioonis/)

  6. Kriku
    mai 11, 2009, 6:26 p.l.

    Just täpselt…

    Aga kuidas nende piltide sõnaliste esitustega lood on? Kas inimesel tulistavad samad neuronid, kui ta näeb Homerit või kuuleb Homerist?

  7. Jaan
    mai 11, 2009, 6:58 p.l.

    on tõepoolest palju huvitavaid küsimusi, mida sellistes katsetes küsida võiks, ja on mitu teaduslikku aspekti, mida veel kontrollima peaks, kuid tuleks arvestada, et sellised katsed on üliharuldased (minu teada mõõdab üksikneuronite aktiivsust inimajus ainul paar laborit üle terve maailma) ja et andmeid ei saada mitte katseisikutelt, kellega võib teha kõike, mis hing ihaldab, vaid patsientidelt, keda ei tohi liigselt kurnata. seega jäävad Kriku küsimused edasise uurimise jaoks. Seniste tulemuste põhjal tean vaid öelda, et on leitud neuronid, mis on aktiivsed nii isiku X näopiltide, karikatuuride kui ka kirjutatud nime peale (viimane siis ilma pildita isikust endast).

  8. Kriku
    mai 12, 2009, 5:49 e.l.

    Nojah, see tegelikult ju oligi vastus. Jaatav vastus🙂

  9. jaanaru
    mai 12, 2009, 7:47 e.l.

    (jah, teatud mõttes küll, aga kirjeldatud andmed on teisest katsest – ühesõnaga me konkreetsel juhul ei tea kindlalt öelda, kas Simpsonite neuron oleks ka pelgalt auditiivsele sisendile vastanud või ei, aga võib eeldada, et jah – need neuronid kodeerivad “abstraktselt”, sõltumatult täpsest esitlusviisist)

  10. Kriku
    mai 12, 2009, 9:24 e.l.

    Jah, just seda ma küsisingi.

    Kui sul rohkem aega on, siis võiksid kirjutada, mida sa infotehnoloogilise surma probleemist arvad – et mida peaks ühe ajuga ette võtma, et oleks teaduslik alus eeldamaks, et selle sisu annaks kunagi deshifreerida.

    Üleüldse on seesinane üks ütlemata hariv ja tore e-päevik. Austan, kiidan, kummardan.

  11. jaanaru
    mai 12, 2009, 9:33 e.l.

    suur aitäh ka lugemise ja kommenteerimise eest!
    üritan küsitud teema kohta mõnel vabal hetkel paar mõtet kirja panna. (arvatavasti Sa juba oled lugenud, mis me siin blogis tänapäevasest mõtetelugemisest kirjutanud oleme? https://teadvus.wordpress.com/2009/04/21/ettevaatust-motted-on-loetavad/ ; https://teadvus.wordpress.com/2009/04/23/ma-tean-mis-sa-unes-naed/ ; https://teadvus.wordpress.com/2009/04/25/motetelugemine-ja-teadvuseteadus/)

  12. Kriku
    mai 12, 2009, 9:41 e.l.

    Jah ja wikipediast ja mujalt wõrgust vastavat juttu ka. Külmutamise teenust tükk aega pakutakse, aga see on võrdlemisi keeruline ja invasiivne ning võib olla lihtsalt üks kallis viis ennast ära tappa. Keegi väitis (http://www.charlesolson.com/CBOCureForDeath.html), et keemiline konserveerimine peaks säilitama iga neuroni ja iga sünapsi hoopis väiksema vaevaga, aga mina pole võimeline tema väidete üle otsustama. Ja 20 aastat ikkagi möödas ka…

    Õige termin on muidugi infoteoreetiline surm – amet juba selline, et iga lühend tähtedest IT transleerub automaatselt infotehnoloogiaks🙂

  13. jaanaru
    mai 12, 2009, 5:19 p.l.

    vaatasin ka korra antud viiteid ja pean tunnistama, et ma pole kunagi väga palju mõelnud selle peale, kuidas ajus olevat informatsiooni säilitada. võin siiski ilma igasuguse uurimiseta öelda, et ma ei näe moodust, kuidas aju külmutades saaks terveks jääda, sest masinavärk ajus on imepisike ja ajus olevate vedelike külmumisel tekkivad kristallid mõjuvad ajus lõhkuvalt nagu klaasikillud maos (kui eksin, siis kindlasti paranda mind). “keemiline konserveerimine” on piisavalt ebaspetsiifline, et töötada – muidugi saab aju ka kehast lihtsalt mingeid teatud keemilisi aineid, nii et kui varustada aju samasuguste ainetega ja võimaldada ka samasugune ainevahetus (nt vereringe), siis peaks ju kõik kena olema.

  14. Kriku
    mai 12, 2009, 5:37 p.l.

    Nojah, nad pumpavad sinna kõigepealt mingit antifriisi sisse (http://en.wikipedia.org/wiki/Cryonics#Preservation_injury). Mis näib aga ka olevat päris riskantne protseduur.

    “Keemilise konserveerimise” all mõeldi ülaltoodud Olsoni artiklis vereringe kaudu formaldehüüdi vms. sarnase lahuse sissepumpamist, mitte lihtsalt aju kunstliku vereringe all hoidmist.

    Mõlemal juhul saabub praeguste teadmiste kohaselt surm – küsimus on, kas aju säilib piisavalt hästi, et sellesse talletatud informatsiooni võiks kunagi teadvusena taastada…?

  15. jaanaru
    mai 12, 2009, 5:54 p.l.

    oleks päris huvitav eksperiment. kahjuks me oma laboris seda vist tänu eetikakomisjoni mõningale vastuseisule läbi viia ei saa. (ühesõnaga ma kahjuks ei tea ja mingeid lubadusi anda ei saa – ega enne selget vastust ei saa, kui keegi tõepoolest asja läbi teeb, st “taastatakse”)

  16. Kriku
    mai 13, 2009, 7:43 e.l.

    Nojah, ma mõtlesin pigem seda, et missugune meetod võiks tänase teadmise alusel anda kõige paremat lootust, et kunagi info ka välja loetakse. Kontrollida nagunii midagi ei saa, sest väljalugemine on ju hetkel teostamatu. Aga muidugi on see rohkem teadusliku fantastika küsimus, nii et kui midagi targemat teha on, ei tasu sellele aega raisata.

  17. Jaan
    mai 13, 2009, 8:26 e.l.

    tunnistasingi siin oma ebapädevust ja ütlesin paar postitust tagasi kõik, mis tean (külmutamises ma kindel poleks; “keemiline” on piisavalt ebaspetsiifiline, et töötada).
    lisaksin ainult ühe konksu: tegelikult ei tea mitte keegi, kuidas ja mil moel täpselt informatsioon ajju salvestatud on!! seega me ka ei tea täpselt, milliste ajutöötlusühikute säilimine kõige tähtsam on (muidugi on lihtne öelda “no me säilitame siis kõik”, aga on ju võimalik, et informatsiooni alalhoidmiseks on tarvis ka aktiivseid protsesse, mitte ainult säilitamist – terve meie elu jooksul on aju ju kogu aeg aktiivne, st seal toimuvad kogu aeg mingid protsessid, mis säilitamisseisundis katkeksid.
    lühidalt: kuna keegi tegelikult ei tea, kuidas informatsioon ajus salvestatud on, siis on võimatu ka öelda, kas see säilitamine töötaks või ei.

  18. Err Oo Kaa Ii
    mai 13, 2009, 2:14 p.l.

    See läheb vist mingil määral kokku meie kunagise vestlusega hallutsinatsioonide tekke teemadel? Ma nüüd muidugi ei mäleta kas tol puhul oli tegemist ühe reageeriva neuroniga või võis neid mitu olla aga üldjoontes on see mingile ärritajale reageerimise teema olemas, eks? [noh, muidugi pole reageerimise põhjus äratundmine vaid siis tolle näite juures mingi kemikaal…]

    …samas ma ei tea kui kindel ma oma mälu peale nüüd olla saan, aga vist oli midagi sellist.

  19. Jaan
    mai 13, 2009, 2:19 p.l.

    jah, väga tõenäoliselt tekivad nii hallutsinatsioonid kui ka näiteks unenäod niimoodi, et vastavad neuronipopulatsioonid saavad mingi mingil määral juhusliku protsessi tõttu aktiveeritud, kombineeruvad ja moodustavadki unetaolise või hallutsinatsioonile vastava teadvussisu.

  20. Mihkel K
    mai 14, 2009, 1:57 p.l.

    Õigete üksikneuronite leidmine kõlab maru kahtlaselt. Neuroneid on hoomamatult palju. Kui ajus on üks Jennifer Annistoni neuron, siis seda pole võimalik leida, ega ju? Kui ajus on 0,01% neuroneid, mis reageerivad J.A.-le, siis püsiv eksperimentaator pühib küll laubalt higi, aga küllap õhtuks ikka leiab ühe neist üles. Niisiis, minu küsimus: kuidas käib eksperimentaalselt nende ‘õigete’ üksikneuronite leidmine või avastamine ja palju neid ‘õigeid’ üksikneuroneid ajus olla võib?

  21. jaanaru
    mai 14, 2009, 2:50 p.l.

    Mihklil on neuronite arvukusest õige arusaam🙂 lisaks tuleb veel probleem, et teadlased ei saa väga neuroneid “otsida”, vaid saavad ainult välja uurida, kas need neuronid, mille ligidal nad oma elektroodiga on, mõnele pildile vastavad, seetõttu teevad nad järgnevalt: esiteks näitavad nad patsientidele väga suure hulga pilte erinevatest selles (california) piirkonnas tuntud inimestest; seejärel tehakse väga kiire analüüs, leidmaks, millistele piltidele üldse mingisugune vastus oligi (näiteks leitakse juhuslikult, et ohoo, Jennifer Annistonile oli kena vastus), seejärel valitakse need mõningad pildid, võetakse neil olevatest isikutest mitu pildiversiooni ja näidatakse kogu uus valim uuesti patsiendile.
    lõppude lõpuks võib kogu jutust mulje jääda, nagu vastaks igale objektile vaid üks neuron (nö “vanaema-neuron”). tegelikult on vastavate tööde läbiviijad välja arvutanud, et igale pildile vastab vastavas piirkonnas umbes üks miljon neuronit ja et tõenäoliselt vastab iga neuron omakorda umbes 100le erinevale isikule. ühesõnaga: informatsioon on ajus kodeeritud populatsioonide ja mitte niivõrd üksikneuronite tasemel.

  22. Bachmann
    mai 15, 2009, 1:59 p.l.

    … pealegi pole võimatu, et töö käigus tekitatakse tingitud seosel põhinev kunstlik vastus mõnele stiimulile ja mitte teistele. Neuron õpetatakse uurimistöö käigus valivalt vastama; enne vastavat uurimust polnud Anistoni-neuronist seal kohal veel mingit valivat tundlikkust. Selline konditsioneerimine võib tugineda mõnele mittespetsiifilisele tegurile.

  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