Esileht > ajuteadus, Üritused > Suvel koolis: kriitiliselt

Suvel koolis: kriitiliselt

Külmast ja lörtsisest Frankfurdist kostuvad sooja ja päikselise suvekooli järelkajad. Olgugi et suvekool oli pühendatud rütmilise infotöötluse uurimisele ja et enamus suvekooli jüngreid peab rütmidest rohkem lugu kui korralikust õhtueinest, oli ürituse kavva planeeritud ka „kriitilise vaate“ loeng. Seda pidas üks kohalik – Juan Carlos Letelier (tegu pole siiski mitte samanimelise tšiili jalgpalluriga). Nende grupp on tööd teinud just rütmide uurimisega, kuid paar aastat tagasi avastasid nad, et rütmilised nähtused, mida seni on peetud sünkroonsete neuronipopulatsioonide töö tulemuseks, sünnivad tegelikult mittesünkroonsete rütmitekitajate ühistöös. Selgitan seda põnevat tulemust lähemalt.

Nagu oleme kirjutanud, mõõdetakse üksikelektroodiga katselooma või -isiku ajust lokaalseid väljapotentsiaale. Eeldus selle mõõtmise ja analüüsi taga on, et lokaalsed väljapotentsiaalid tekivad paljude neuronite sünkroonse töö tulemusena – seega on nende leidmine ja analüüs juba seotud sünkroonsuse uurimisega. Just sellist eeldust ründabki Letelieri ja teiste töö – nad näitavad, et protsessid, mis sarnanevad lokaalsele väljapotentsiaalile, võivad tekkida ka mittesünkroonsete protsesside tulemusena. Tegu on füüsikaliselt väga ilusa tulemusega, mille sisuks on see, et sõltumatute ostsillaatorite aktiivsuse liitmise tulemus pole sugugi mitte null (nagu seda intuitiivselt arvata võiks), vaid mingi suurus, mida võib ekslikult pidada sünkroniseerimise tulemuseks. Seda võib ise kenasti järele lugeda – http://www.jneurosci.org/cgi/content/full/27/34/9238 . Oluline küsimus on muidugi see, kuivõrd näiteks EEG või muud signaalid, kus (salamisi) eeldatakse, et tegu on sünkroonsete neuronipopulatsioonide aktiivsuse tulemus, sarnase kriitika alla langeda võivad. Igaks juhuks saatsin sealsele uurimisgrupile tüki oma enda andmetest – las närivad.

Minu arvates polnud see kriitiline loeng aga sugugi mitte nii kriitiline kui üks MPI kolleegi Sergio Neuenschwanderi ettekanne. Tema loeng ei pidanudki tegelikult üldse kriitiline olema, kuid kohe räägin, miks ta seda siiski oli. Minu instituudis leidis 80ndate lõpul ja 90ndatel eksperimentaalset tuge idee, et ühe objekti erinevad omadused ja samale objektile kuuluvad erinevad „tükid“ liidetakse ajus kokku sünkroniseerimise abil – kui kaks „tükki“ moodustavad terviku, siis on nende tükkide aktiivsused sünkroonsed ja see sünkroonsus informeerib muid ajustruktuure nende tükkide kokkukuuluvusest. See teooria on ka tuntud kui sõlmime-sünkroonsuse-abil raamistik ja selle taga on eelkõige just mu instituudi juhataja Wolf Singer. Selle idee kohta on mitmeid häid tõendusmaterjale, näiteks Castelo-Blanco jt 2000 aasta Nature töö, mis läbi viidud just 20 meetri kaugusel mu praegusest töölauast. See töö viidi aga läbi üldtuimestuse all olevate kasside peal. 2003. aastal ilmus hävitav töö – Thiele ja Stoner näitasid Nature’is ärkvel ahvi ajust aktiivsust mõõtes, et „neuronaalne sünkroonsus ei korreleeru liikumiskoherentsusega“. See töö on olnud üks sõlmime-läbi-sünkroniseerimise suuremaid probleeme – kas on võimalik, et kõik senised üldtuimestuse all läbi viidud katsed on meid juhatanud valele teele ja et aju tegelikult ei kasuta sünkroniseerimiskoodi objekti tükkide kokkukuuluvse märkimiseks? Mu hea sõber Bruss Lima sai endale pärast Thiele ja Stoneri publikatsiooni PhD-projektiks nende töö kordamise – kontrollida ärkvelolekus ja ülesannet täitvate ahvide esmases visuaalses korteksis sõlmime-sünkroniseerimise-abil hüpoteesi. Probleeme selle ülesande juures on palju, sest näiteks tuli ahve treenida tavalisest palju keerukama ülesandega, kuid suurim takistus Brussi tööde publitseerimisel on tulnud instituudi seest – tema tulemused lihtsalt ei sobi sõlmime-sünkroniseerimise-abil hüpoteesiga ning vaidlused doktorandi ja instituudi juhendaja vahel on teada paljudele siintöötajatele. Autorid ei leia, et esmases visuaalses korteksis tekiks tugevam gamma-sünkronisatsioon, kui tükke on tarvis omavahel sõlmida. Osa sellest tööst sai hiljuti avaldatud, nii et soovitan seda lugeda – http://cercor.oxfordjournals.org/cgi/content/full/bhp218v1 . (Küsimuste korral saab nad esimesele autorile minu kaudu koheselt ka esitada.) Minu jaoks oli suvekoolis see loeng igal juhul palju kriitilisem, sest see näitas, et inimesed, kes on 6 aastat üritanud leida kinnitust sünkroniseerimishüpoteesi toetuseks, ei suuda seda oma andmetest leida – see näitab palju enam kui eelnev teoreetiline kriitika, et „kõik, mis on seotud sünkroniseerimisega, pole kuld“ või vähemalt pole sugugi nii selge kui me vahel arvame. Kui küsimustevoorus kommenteerisin, et see loeng oli minu jaoks suvekooli „tegelik kriitiline vaade“, siis sain pärast loengut nii mõneltki olulise nimega vanemalt kolleegilt kiitva nõusoleku.

Olgem skeptilised ka teaduse ja teadlaste suhtes – me teame ajust liiga vähe, et ühe lihtsa hüpoteesi õigsusesse koheselt uskuma jääda. Ajus on rütmid ja ilmselt on ajus sünkronisatsioon, kuid nende funktsionaalsus ja tegelik tähendus (või mittetähendus) selguvad alles edasise uurimistöö käigus.

Rubriigid:ajuteadus, Üritused
  1. ökul
    jaanuar 25, 2010, 2:51 e.l.

    Oh seda sünkrooniat küll ja oh seda asünkrooniat veel rohkem! Näib olevat siiski võimalus, et (i) ajas erinevatel pertseptiivse info töötluse etappidel ja (ii) neuronipopulatsioonide erineva mahu ja sinna kuuluvate neuronite aktiivsuse mõõtmise erinevate meetodite näitel võib teadvustamisega seostada nii asünkrooniat (nt Pockett C&C või van der Togt jt Cer.Cort.) kui ka sünkroonsust (palju töid). Ilmselt oleks tarvis läbi viia nende paljude pro et contra tööde lahterdamine lähtudes sellest, kas saab eristada teadvusse viimise protsesse teadvuses hoidmise protsessidest ning kas on seoseid erinevate kitsamate sagedusribade ja sünkroonsuse/asünkroonsuse teadvusega korreleerumise vahel. Arvatavasti juhtub ka selle sünkrooniaküsimusega nii, nagu on juhtunud paljude teistega — ei leita universaalseid reegleid, vaid reegleid a la “it depends”. Tuleb hakata piiranguid, eeltingimusi ja erijuhte sätestama. “Kui nii, siis korreleerub ühe või teise teadvusnähtusega sünkroonsus, kui naa, siis asünkroonsus”. Aga muidugi ei jää siis lihtsast suurest hüpoteesist teadvus=sünkroonia suurt midagi järgi. Mõneti kurb. Aga kes ütles, et teadvuse NCC peab ilmtingimata midagi lihtsat olema. Minu arvates on teadvuse neurobioloogilised korrelaadid kusagil mujal ning sedavõrd kavalasti seatud, et mõnel juhul turgutab neid asünkroonsus ja mõnel teisel juhul jälle sünkroonsus.🙂. Ehk seal ongi võti — mis on see, mis ühel juhul võidab sünkroonsusest ja mõnel teisel juhul asünkroonsusest? Esmahetkel kõlab absurdimaiguliselt, aga ei pruugi seda olla.

  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