Esileht > aju ja teadvus, ajuteadus, teadvuseteadus > Mõtteid teadvusest: sünkronisatsioon

Mõtteid teadvusest: sünkronisatsioon

Vaadake korra enda ümber ringi: te näete oma arvutit, tuba, aknast väljas lund ja lapsi, kes ehitavad lumememme. See nägemine tundub lihtne ja iseenesestmõistetav. Seetõttu on ehk suisa naljakas, et teadlased ja ka selle blogi kirjutajad üritavad aru saada, kuidas see nägemine toimib ja kuidas see kena pilt te silme ette tekitatakse. Veel naljakam (kuid vastavate uurijate jaoks meeleheidet tekitav) on see, et keegi veel täpselt ei tea, kuidas see esialgu ilmselge protsess toimib – meie jaoks on nägemine midagi imelihtsat, teadlaste jaoks midagi võitmatult keerukat.

Üks võti teadvuse juurde tundub olevat teadvustatud kogemuse sidusus ja sõlmitus. See tundub taas nii iseenesestmõistetav, et lapsed, lumememm, selle ümber jooksev koer ja muud tegelased on meie jaoks selgelt erinevad karakterid, kellel on erinev värv, kuju, hääled. Kui me ajju vaatame, siis ei ole see sugugi nii lihtne: laste, lumememme ja koera kujusid töödeldakse ühes ajupiirkonnas, nende värvust teises, nende liikumist kolmandas ja nende poolt tekitatud hääli hoopis mujal. Kuidas pannakse ajus kokku õige „film“ kärarikkalt lumememme ehitatavatest lastest, kelle ümber jookseb lärmakas koer? Kogu stseen võib ju olla üsna keerukas – lapsed võivad joosta ümber üksteise ja ümber lumememme ja koer võib omakorda joosta nende vahel ja ümber. Seega võib igal ajahetkel ühes ruumipiirkonnas olla mitu erinevat keha ja sealt võib kostuda mitu erinevat häält (nuttu, naeru, haukumist) – miks meie teadvuses (enamasti) pole sasipundar, vaid on selged „üksused“ nutvast seivast väikevennast, tema ümber tiirutavast naervast plikatirtsust ja klähvivast koerast? Teadvustatud kogemus on kahtlemata sõlmitud ja enamasti on see sõlmimine õige.

See idee teadvuse sõlmitusest ja seotusest on viinud mõttele, et ehk on teadvusega seotud need ajuprotsessid, mis aitavad omavahel sõlmida erinevaid töötlusüksuseid ajus. Probleem on lihtne – töötlusüksused on ajus üksteisest eraldatud ja on tarvis neid omavahel sõltuvalt olukorrast ühtpidi või teistpidi kokku panna. Näiteks võib ju olla, et nutval väikevennal on seljas roheline ruuduline mantel ja jooksval plikatirtsul punane triibuline jope. Aga samahästi võib ju olla vastupidi – väikevennal punane jope ja plikatirtsul roheline mantel (ja ehk väikevend seetõttu nutabki, et peab „seda rumalat punast jopet“ kandma). Ajul oleks ühes olukorras tarvis omavahel sõlmida nuttev väikemees ja roheline mantel, teises olukorras seesama nuttev väikemees ja punane jope. Kuidas seda saavutada? Üheks selliseks protsessiks on pakutud neuronite gammasageduslik võnkumine ja selle sünkroniseerimine. Idee on järgnev – kui „jopet ajus kujutava neuronivõrgustiku“ ja „väikevenda ajus kujutava neuronivõrgustiku“ rütmiline võnkumine ajus toimub samas taktis, siis teavad muud ajupiirkonnad – „ahaa, väikevend ja jope kuuluvad kokku!“; kui aga väikevenna võrgustik võngub samas taktis mantli võrgustikuga, siis oleks ajus teada, et kokku kuuluvad hoopis mantel ja väikevend. Väga lihtne. See hüpotees on tuntud kui „binding by synchrony“ (sõlmime-sünkroonsuse-abil) teooria.

Selle teooria taga olevad inimesed peavad gammasageduslikku sünkroonsust keskseks teadvuse jaoks – teadvustatud kogemusele vastav protsess ajus on nende arvates gammasageduslik sünkroonsus erinevate ajupiirkondade vahel. Argument on järgnev – meie teadvustatud kogemus on sõlmitud + gammasageduslik sünkroonsus on sõlmimise mehhanism ajus => gammasageduslik sünkroonsus on teadvuse mehhanism.

Olgugi et ma töötan just selle idee genereerimise keskuses, pole ma temaga kunagi päris rahul olnud. Üks (ja väiksem) probleem on see, et me tegelikult päris hästi ikka ei tea, kas gammasageduslik sünkroonsus tõepoolest vahendab kõiki sõlmimisprotsesse ajus. Meil on päris huvitavaid tõendusmaterjale selle kohta, et gammasageduslik sünkroonsus tõepoolest aitab omavahel funktsionaalselt siduda erinevaid ajupiirkondi, näiteks siis kui on tarvis millelegi tähelepanu pöörata, kuid praegu puuduvad päris head ja ümberlükkamatud tõendid selle kohta, et üks objekt tõepoolest gammasagedusliku sünkroonsuse abil tervikuks sõlmitakse. Iseenesest pole raske katse – tuleks mõõta ärkvel ahvi või kassi ajus aktiivsust korraga neljalt grupilt neuronitelt: nendelt, mis kodeerivad 1) ühte värvi, 2) teist värvi, 3) ühte kuju, 2) teist kuju ning seejärel vahetada kuju ja värvi paarisolemist – vahel üks värv ühe kujuga, vahel sama värv teise kujuga. Sõltuvuses konkreetsest esitatud seosest peaks vastav sõlmimine gammasagedusliku sünkroonsuse näol tekkima ka ajus. Aga see ei ole probleem – on tõendeid, mis viitavad sellise katse positiivse tulemuse võimalikkusele. Seega ehk on igasuguse sõlmimisprotsessi neuronaalne lahendus tõepoolest gammasagedusliku sünkroonsuse kohendamine.

Teine ja hoopis suurem probleem on aga järgnev: miks peaks see, et gammasageduslikku sünkroonsust erinevate üksuste vahel kasutatakse seoste esindamiseks, tähendama, et gammasageduslik sünkroonsus on teadvuse mehhanism? Kui see nii oleks, siis peaks ju igasugune aju töötlusüksuste omavaheline sõlmimine toimuma ainult teadvuse vahendusel? See ilmselt nii ei ole, sest enamus ajus toimuvast töötlusest on teadvuseväline ja võib olla vahel sama keerukas kui teadvustatud töötlus – väita, et kõik need protsessid toimuvad ilma gamma-sagedusliku sõlmimiseta oleks pigem meeleheitlik. Näiteks on palju uuritud gammasageduslikku sünkroonsust aju mälukeskuses hippokampuses – vaevalt, et me kõiki neid protsesse teadvustame?! Lühidalt on mõte järgnev: gammasageduslik sünkroonsus võib olla küll seotud sõlmimisprotsessidega ajus, kuid see väide ei tähenda mitte kuidagi, et gammasageduslik sünkroonsus peaks olema see ajuprotsess, mis tekitab teadvustatud taju. Seda sellepärast, et sõlmimisprotsess ei pea olema vahetult seotud teadvustamisega. Minu jaoks on mõistlikum arvata, et erinevate üksuste omavahel sõlmimine on aju jaoks keskne ülesanne, kuid et see pole üks-üheses vastavuses teadvuse ja teadvustamisega.

Samas tundub, et sõlmimisprotsess iseenesest on mingil määral teadvustatud taju jaoks oluline ja ehk isegi tarvilik – Kui me näeme teadvustatult stseeni laste, lumememme ja koerakesega, siis on aju juba meie jaoks õiged seosed loonud. Nagu mainitud, on teadvuse üks selgeid omadusi sõlmitus ja seotus – teadvustatud taju on juba õigesti kokku sõlmitud. See tähendab, et sõlmimine peab toimuma enne teadvustamist ja ehk on ta teadvustamise jaoks tarvilik – ehk ei ole objekti enne võimalik teadvustada, kui ta omadused on üheks sõlmitud?

Viimane idee viib loogilisele mõttele, et senised katsed, kus on näidatud teadvuse ja gammasagedusliku sünkronisatsiooni omavahelisi seoseid, võivad olla eksitavad. Kui katses näidatakse, et katsekordadel, kus objekti teadvustati, on rohkem gammasageduslikku sünkroonsust ajupiirkondade vahel, kui tingimuses, kus objekti ei teadvustatud, siis ei pea see ju tähendama, et gammasageduslik sünkroonsus on teadvusele vastav ajuprotsess: ehk on teadvustamise korral lihtsalt ka rohkem sõlmimisprotsesse ja seetõttu rohkem sünkroonsust? Seega oleks võimalik, et need katsetulemused ei kajasta mitte teadvuse neuronaalseid korrelaate, vaid sõlmimisprotsessile vastavaid ajumehhanisme.

Lõppude lõpuks nendin võimalust, et sünkroniseerimisidee taga olevatel isikutel võib siiski õigus olla – ehk tekib teadvustatud kujutis siis, kui sõlmimisprotsess saavutab mingi teatud keerukuse? Lihtne sõlmimine võiks seega toimuda teadvuseväliselt, kuid mingist sõlmimisprotsessi keerukuse astmest alates kaasneks selle sõlmimisega teadvustatud taju. Muidugi viiks see idee selleni, et peaks hakkama mõõtma ja arvuliselt iseloomustama sõlmimise keerukust … jaaa nii edasi, jaaa nii edasi

  1. Bachmann
    jaanuar 30, 2010, 9:07 p.l.

    Ilmselt arvas Jaan ette (ehk isegi “provotseeris”?) minu järgmist kommentaari:
    Teadvuse-eelne sõlmimine (st Mikud-Mannid-palitud-joped õigesti kokku kombnineeritud) ei pruugi olla ainus sõlmimine. Teadvuse-eelsele sõlmimisele (miks mitte ikka sellesama sünkroonia abil) lisandub ehk teine sõlmimine, mis on tarvilik teadvuse-eelselt sõlmitud objektitervikute inetgreerimiseks hetkel valitseva üldise teadvusväljaga. See on ka põhjus, miks oma 2007. a. artiklile ajakirjas Advances in Cognitive Psychology panin pealkirjaks “Binding binding…”. Kui see hüpotees on uurimistväärt, siis saab ennustada katsetes kontrollitavaid sünkroonsete protsesside kombinatsioone ehk. Tähendab, mitte iga sünkroniseerimine ei pea olema teadvustamise signatuur, küll aga võiks olla selliseks signatuuriks teatud kindlate sünkroonsete võnkeprotsesside omavaheline nö kõrgema taseme sünkronisatsioon. Ehk on seni rohkem uuritud ja demonstreeritud just teadvuse-eelsete sõlmivate sünkroonvõnkumiste olemasolu, mis paljudel juhtudel korreleeruvad hästi sõlmitud tunnustest moodustatud objektide teadvustamisega, kuid paljudel juhtudel mitte, sest pole taibatud/suudetud/õnnestunud fikseerida ja välja tuua täiendavat (erinevas ribas, erineval sagedusel, erineval moel väljenduvat?) sünkroonprotsessi? See teema haakub ka blogis korduvalt käsitletud erinevate võnkesagedusribade omavaheliste faasisuhete teemaga.
    On ka täiesti tõenäoline, et teadvustamise mehhanismiks on midagi muud kui sünkroonsed sõlmivad võnkumised, kuid sünkroniseeritud protsessi tähtsus seisneb selles, et sünkroonne protsess on ehk efektiivsem neid teadvustamismehhanisme käivitama või “toitma” või töösolevana hoidma. (Näiteks neuronitevahelise biokeemilise “supi” teatud olek teatud kindlates neuroniansamblite lookustes — sünkroonsed laenglemised võivad seda õigeks “tuunida” või õigeks “tuunituna” hoida. See teatud “olek” võiks tähendada mitmesuguseid asju või mõnda nendest: kindlate neuromediaatorite kindel suhteline kontsentratsioon ja selle püsivana hoidmine, biokeemiliste närvikoe talitlusega seotud oluliste ainete kriitiline hulk kindlates lookustes, teatud kaugulatusliku “ülijuhtivuse” seisundi tekitamine närvivõrkudes, vmt.)
    Veel: kujutagem ette üliefektiivset sünkroniseerimist, mis haarab endasse üha rohkem samas faasis kaasavõnkuvaid allsüsteeme. See lõpeks kiiresti nö purunemise või plahvatusliku lagunemisega terviksüsteemis. Seega peab olema mingi tasakaalustav mehhanism, mis talitseb sünkroniseerimismehhanisme, tagab “hillitsetud sünkroonia”. Selleks aga, et see vaoshoidmismehhanism kiiresti ja sobivas suunas töötaks ning oleks ökonoomne, peaks ta olema seotud just hetkel valitseva ja “ülekäte minna võiva” võnkuva allsüsteemiga. Seda ehk ka omaenda võnkesageduse mõttes. Seega mingi täiendav võnkeprotsess, mis nö “võngub vastu” ja tekitab ehk “ülemheli”. Ehk siin spekuleeritu ongi see teisene võnkumine, mis on isegi vahetumalt seotud teadvustamisega? Aga see siin läheb juba liiga abstraktseks ja katsekaugeks. Esialgu tuleks uurida, kas “sõlmimisprotsessi enda teisene ülesõlmimine” oleks leitav EEG või MEG katsetes.

  2. endelpoder
    jaanuar 30, 2010, 9:57 p.l.

    Mulle tundub, et te lahete synkroniseerimisega natuke liiga hoogu. Naiteks nagemises on suur osa “solmimisprobleemist” voimalik lahendada ja ilmselt lahendatakse asukoha alusel. Koikide tasemete retseptiivvaljad on (rohkem voi vahem) valivad asukoha suhtes. Ja naiteks kuju ja varvuse kombinatsiooni kodeeriv neuron korgemal tasemel kombineerib ilmselt kuju ja varvuse signaale oma retseptiivvalja asukohast. Sellele voib lisanduda veel ruumiline tahelepanu (Treismani stiilis), kui sama retseptiivvalja sees on mitu objekti. Kui inimesed eri tunnuseid segi ajavad (illusoorsed konjunktsioonid), siis see soltub tugevalt objektide vahekaugusest. Globaalse synkroniseerimismehhanismi jaoks poleks vist vahet. Muidugi on voimalik, et lisaks asukohale ka synkroniseerimist ja mingeid muid veel segasemaid mehhanisme kasutatakse.

  3. jaanaru
    jaanuar 30, 2010, 11:14 p.l.

    Endel, mu pisike jutuke polnud kindlasti mõeldud sünkroniseerimisidee eeskostena: ma pole ka kunagi päris hästi aru saanud, miks visuaalne süsteem ei võiks põhimõtteliselt sõlmida asukoha alusel (ehk Talis juhib meid õigete argumentideni?). üks probleem tundub olevat, et asukoha abil sõlmides saaksime küll teadvuse jaoks õige kujutise sellest lumemöllust kokku panna, kuid ülejäänud ajustruktuuridele poleks selline kujutis väga mõttekas – nad peaksid ka kõik suutma välja lugeda asukohakoodi, st ka näiteks frontaalsetes ajupiirkondades peaks kõik toimuma asukohakoodi alusel. sünkroniseerimiskood on selles suhtes efektiivsem, et ta tekitab funktsionaalsed seosed ilma et peaks omama mingit muud informatsiooni.
    teine punkt on see, et igal juhul on meil tõendusmaterjali selle kohta, et sõlmimisprotsessid mitmete muude ajufunktsioonide puhul toimuvad sünkroniseerimise abil (nt Earl Milleri, Desimone ja Pascal Friesi tööd tähelepanu suhtes; Nikolai Axmacheri tööd inimese mälusüsteemis; hiljutine Colgini ja Moserite töö roti hippokampuses jne) – argument oleks, et kui mujal ajus seda koodi kasutatakse sõlmimiseks, siis miks ei peaks aju kasutama seda visuaalses süsteemis?
    aga edasine diskussioon on väga teretulnud.
    eks Talisel seisab ees raske ülesanne mõelda selliste EEG / MEG katsete peale, kus seda “õiget” sõlmimisprotsessi näha õnnestuks. hea meelega olen abiks nii mõtlemisel, katsete läbiviimisel kui ka hilisemas maadluses andmetega.

  4. Bachmann
    jaanuar 31, 2010, 9:15 e.l.

    Tundub, et objekti spetsiifilise representatsiooni tunnuste (“Miku punases pintsakus ja Madli punases kleidis”) sõlmimine võiks tõepoolest käia asukoha järgi (Treismanilaadselt), aga küsimus on just teadvustamise mehhanismides. (Kunagi Lex van der Hejden kirjutas isegi Treismani suhtes kriitilise artikli, väites, et sõlmimisprobleemi polegi olemas, sest asukohad niikuinii määratlevad tunnused ja nende kombinatsioonid enam-vähem üheselt ära ja milleks siis veel sõlmimist tarvis on.) Aga jah, kui asukohad on piisavad, et sama objekti erinevad tunnused unikaalsel moel omavahel siduda, siis sellest lähtudes ei olegi nii tugevat argumenti, et teadvusmehhanism just sünkroonia peaks olema. Siis võib mida tahes ette kujutada. Nii et kolmeks argumendiks sünkroniseerimismehhanismi kasuks (sõltumata spetsiifilise sõlmimise mehhanismist) jäävad (1) Jaani argument ajukoore kõrgema taseme protsesside invariantsusest ruumiasukoha retseptiivväljade suhtes, (2) Jaani mainitud teadusfaktid, et katsetes leitud sünkroonsus tõepoolest teadvustamisele viitab ja (3) teadaolevad neurobioloogilised mehhanismid, mis tagavad teadvusseisundi (mittespetsiifilised talamuse tuumad, võrkmoodustis, GABA-ergilised mehhanismid koostöös kolinergiliste mehhanismidega, …) kipuvad mõjuma ajukoorele just sünkroniseerivalt.

  5. MargusM
    veebruar 1, 2010, 5:42 p.l.

    Ma tuleks tagasi küsimuse – mis vahe on võnkuval närvirakkude kogumil ja võnkuval klaverikeelel või elektriskeemil – juurde. Kas on mõnda takistust, mille tõttu ei saaks väita – teadvus ja elektrilised võnkumised esinevad koos ning elektriliste võnkumiste täielikul kadumisel kaob ka teadvus, järelikult võivad elektrivoolude ja väljade võnkumised olla teadvuse kandjaks. Närvirakkude aineline osa on justkui ruumiline-keemiline salvesti, mille sisu muutub vastavalt elektriliste võnkumiste poolt esilekutsutud keemilistele reaktsioonidele. Salvestunud andmed omakorda mõjutavad elektriliste võnkumiste mustreid, kuid mälu on vaid teadvuse ehk elektrivälja abivahend varasemate olekute/mustrite säilitamiseks.

  6. veebruar 1, 2010, 8:42 p.l.

    Kui ainult nendele ajulainetele keskenduda, siis võib selline tunnelnägemine teadmiste täienemisele takistavalt mõjuda. Täienduseks võiks rohkem keskenduda ka närvisüsteemisisestele ühendustele ja mis kuhu signaale saadab. Samuti õpib palju retseptorite manipuleerimisest.

    Kui lihaste uurija keskenduks ainult lihaste elektriliste mustrite analüüsile ilma lihaste asukohti, ühendusi ja reguleerijaid õppimata,siis kuidas see mõjuks tema produktiivsusele teaduses?

  7. Bachmann
    veebruar 2, 2010, 7:07 e.l.

    Asjalik mõte (re Märt). Muuseas kehtib see ka ajulainete endi kohta (kui ainult lainetele ja mitte nende generaatorkohtadele või kitsamatele väljendumispaikadele keskenduda. Nii näiteks väikeaju gammasageduslik aktiivsus ei pruugi otseselt teadvuskogemuse kohta midagi öelda, küll aga võiks seda mõnes oimusagara kitsamas võrgustikus aset leidev gamma. Või siis näiteks ka globaalne gamma-aktiivsus, milles on mustmiljon mõjurit ja lokaalset komponenti ei aita palju, kui me ei tea millised on need osised ja kust nad tulevad (ehkki näiteks “source analysis” on abiks olnud nende küsimuste täpsemal uurimisel, pole see ikka väga kindalid teadmisi andnud). Tagasi tulles Märdi märkuse juurde signaalide täpse kommunikeerimise lookuste suhtes: võib tõepoolest juhtuda, et mingil hetkel mõistetakse, et kindlate neuronikogumite üldine aktiivsus (mis ületab teatud läveväärtust) kindlates kohtades ja teiste kogumite pidurdatud olek omakorda nende asukohtades ongi piisav tingimus, mis toob kaasa teadvuskogemuse. Muidugi on võnkumised aktiivsusnäitaja, kuid peale võnkumiste on ka rida muid aktiivsusnäitajaid ning võib juhtuda, et mõned on tundlikumad või täpsemad teadvuse suhtes kui võnkumised. (Loodame, et Singer ega Melloni vahepeal eesti keelt ära ei õpi, et Jaani blogi uurida😉.)

  8. MargusM
    veebruar 2, 2010, 12:53 p.l.

    Täpsustan esitatud mõtet – teadvus asub mingil viisil elektriväljade võnkumistes ja selle mustrites, see on koht kus kõik tajuliigid on sõlmitud tervikuks. Kuna tegu on mustriga, siis ei saa viidata ühele ruumipunktile, kus teadvus asub. Närvisüsteemi ja aju ülesandeks on teisendada ja sobitada keskkonna signaalid (heli, valgus jne) teadvust kandvate/sisaldavate elektriväljade võnkumistele sobivale kujule (võimalik et ka teatud sagedusribasse). Närvirakkudes liiguvad ioonid (Na, K jne) elektriväljade mõjul, kuid puuduvad igapäevased kogemused passiivsetes, nt. surnud rakkude, kristallides tegutsevast teadvusest. Ehk väite “teadvus on ajus” asemel võiks täpsustada “teadvus on aju kaudu tegutsevates elektriväljades” ja teadvuse uurimisel tuleks elektriväljasid käsitleda kui ajus toimuva põhjust, mitte kui tagajärge. Kas sellisele oletusele leidub vastuväiteid?

  9. jaanaru
    veebruar 3, 2010, 11:30 e.l.

    MargusM – puuduvad lihtsalt eksperimentaalsed tööd, mis näitaksid, et just elektriväljad teadvust “kannaksid”. Kindlasti peaks see väide olema ka spetsiifilisem, sest taas – väikeajus tekivad elektriväljad, kuid kuna väikeaju pole teadvuse jaoks tarvilik, siis oleksid ka sealsed elektriväljad ebaolulised. Põhimõtteliselt on täiesti olemas teooriad, mis üritavad omavahel siduda elektrivälja (elektromagnetvälja) ja teadvust. Vaata näiteks siit: http://www.scholarpedia.org/article/Field_theories_of_consciousness

  10. MargusM
    veebruar 3, 2010, 3:27 p.l.

    Siinse lumememme ehitamise näidet kirjeldaks taoline skeem nii – vaadeldav lumememm kandub vaatlejani valgusmustrina, taju- ja närvisüsteem muundab selle elektrivoolude ja väljade mustriks, mis võib ka keemiliselt/aineliselt mällu salvestuda, ilma et sellega kaasneks aju ühe piirkonna (nimetame näiteks lumememme piirkonnaks) tegevus. Ehk on matemaatika ülesannete lahendamisest pärit tava otsida ühtainust lahendit, punkti, vastust, mis kipub kanduma ka ajus toimuva tõlgendamisele? Muster on tervik nagu metsa piirjoon, mida punkthaaval uurides paistavad puud ja okkad ning mis lõppkokkuvõttes osalevad metsa piirjoone moodustamises, kuid liiga põhjalikul vaatlemisel varjutavad metsa.
    .
    Aga teistpidi küsides – kas on teada näidet teadvusest, mis ilmneb ilma elektrivoolude ja väljadeta?

  11. Jaan
    veebruar 3, 2010, 3:35 p.l.

    nagu nendest postitustest aru saada võib, ei arvagi meist keegi, et oleks teadvuse punkt – muidugi peavad mingid (miljonid) neuronid kujutama lumememme, kuid kuna teadvuses on ka miku ja manni ja kutsu ja nende hääled, siis peab see kõik ühendatult teadvusesse jõudma, ehk siis muster üle aju on muidugi palju keerukam ja hõlmab ilmselt sadu miljoneid neuroneid talamokortikaalses süsteemis.
    .
    teistpidi vastates – pole ka teada näidet teadvusest, mis tekiks süsteemis, kus pole gliiarakke või kaltsiumit, kuid see veel ju ei tähenda, et gliiarakud või kaltsiumilained teadvuse korrelaat oleks, ehkki, taas – on olemas ka teooriaid, mis just seda väidavad. ma arvan, et see ongi oluline punkt – me võime teadvuse kohta igasugu teooriaid tekitada, aga palju tähtsam sellest on mõelda, kuidas ühte või teist teooriat teaduslikult testida.

  12. Märt
    veebruar 4, 2010, 4:16 p.l.

    MargusM’le: kui EEG ajust midagi ei tuvasta siis ei olda teadvusel, kuid elektrita vms.’ta teadvuse olemasolu pole kuulnud. Kas oskaksid pakkuda, kuidas toimiks protsessor, mis elektrit või energiat ei kasutaks?🙂

  13. Märt
    veebruar 4, 2010, 4:18 p.l.

    Jaanile: See stseeni näide tundub natuke liiga ambitsioonika küsimusena. Alustuseks võiks küsida kuidas suudaks teadvus ühte valguspunktikest teadvustada ja selle asukohta/olemasolu/liikumist jmst. teadvustada. Lihtsam küsimus alustuseks ja kui vastuse leiab saab aja jooksul ka sellised stseeniolukorrad punktinäiteks välja tuletada.

  14. MargusM
    veebruar 4, 2010, 5:58 p.l.

    Elektriskeemi või protsessorit uurides on samuti märgata elektrilisi impulsse ja mustreid ning sealgi võiks küsida, kas olulisem on räni või elektrivool. Lihtsustades saab arvuti mälus paiknevaid andmeid ja programme käsitleda mustritena ning arvutit mustritöötluse seadmena. Närvirakud erinevalt ränist muutlikkuse poolest – tehases määratud ränimuster arvuti elektrilise töö tulemusena ei muutu, kuid närvirakkudes toimuvad töö käigus ainelised muudatused. Võib oletada et ainelist mälu on muutlikul elektrilisel teadvusel vaja pikemaajaliseks mustri talletamiseks püsivamasse ainelisse vormi. Näiteks selleks et peale lumememme vaatlust meenutada, mida sel päeval veel kavas teha oli. Lihtsustatult oleks arvuti ja teadvuse vahe kava täitmise viisis – esimene täidab etteantud kava alati ühel viisil, teine suudab iseennast teatud piirides muuta.

  15. Jaan
    veebruar 5, 2010, 10:46 e.l.

    Märt: täitsa õige! see on olnudki teadvuseuuringute peatee – uurida, mis on erinevat ajus siis, kui mingi lihtne objekt teadvustub või ei (vt ülevaateks toosama Tononi ja Koch, 2008, millele kunagi viidatud sai). Ma kasutasin keerulisema stseeni näidet, kuna seal ilmnevad mitmed lisaprobleemid, mida punktikese teadvustumisel ei teki ja seal saab selgemaks motivatsioon uurida teadvuse probleemi seoses sõlmimisprobleemiga – keerulisema stseeni puhul on ajul tarvis objekte kokku panna ja üksteisest eristada, mis võiks põhineda sünkronisatsioonimehhanisil. Tõepoolest – ütleme, et katseisik näeb ainult sinist värvi (kogu väli on sinine). Mida sellises tingimuses oleks tarvis sõlmida? Näiliselt mitte midagi. See on ka Tononi üks vastuargumente kogu sünkroniseerimis”loole” – mõnes olukorras pole tarvis midagi sõlmida, kuid siiski oleme sellest teadvusel.

  16. MargusM
    veebruar 5, 2010, 3:34 p.l.

    Kahendloogikal põhinevast elektriskeemist veel niipalju et kiibi väljaviigu ümbertõstmise või üheainsa sõlme rikkega kaasneb skeemi töövõime lakkamine. Lumememm oleks selles skeemis üheselt määratud mälupesade ehk bitimustri ruumilise asukohaga skeemis, mis esitavad ainult lumememme omadusi. Katsed ajuga aga näitavad et nägemissignaali võib ühendada lahti nägemiskeskusest ja taasühendada kuulmiskeskusega, millele järgneb rakkude ümberkohanemine uue teabevoo ühendusviisiga. See sobib oletusega et teadvuseses pole lumememm üheselt määratud ruumilise asukohaga nagu bitimuster arvutis, vaid on elektrilise lainetuse muster, mis vajaduse korral salvestatakse ainelisel kujul närvirakkudesse. Salvestamise täpne asukoht pole üheselt määratud, kuid küllap on olemas seaduspärad.
    .
    Sarnase täpsustuse saab ka teha elektriskeemi kohta – mitte protsessor ei jooksuta programmi, vaid protsessori ränikihtide kaudu tegutsevad elektriväljad ja laengud täidavad mälumustrite poolt määratud kava. Elektriväljad ei saa kava täita ilma elektriskeemita (nt. juhtida mõnda ainelist seadet) ja elektriskeemil pole midagi teha ilma elektriväljadeta ja tegevuskava mustrita mälus.

  17. Jaan
    veebruar 6, 2010, 9:09 e.l.

    … ja tagasi sõbraliku küsimuse juurde – kuidass seda ideed (neid ideid) eksperimentaalselt testida? (Tononi: “theories without experiments are lame, but experiments without theories are blind”)

  18. Märt
    veebruar 6, 2010, 4:17 p.l.

    Elektrilise teadvuse tõestamiseks tuleks luua tehisaju, mis teadvust alal hoiaks. Väga lihtne eksperiment pole. Kui tehislikult juba oskaks uues ja mittebioloogilises kohas näiteks taju alal hoida. Nii peaks saama seda katseliselt demonstreerima, kuid selle saavutamiseks on meil veel liiga lünklik arusaam teadvusest.

  19. Märt
    veebruar 6, 2010, 4:49 p.l.

    Sõlmimisprobleemi kohta: Aga mis mõttes oleks vaja midagi erimehhanismidega sõlmima? Tajume korraga palju teadvuse osasid, aga me ei taju mitteolemist ehk lünki teadvuse osade vahel.

  20. MargusM
    veebruar 8, 2010, 12:26 p.l.

    Kuidas ja mida mõõta paistabki olevat suure küsimuse oluline osa. Kuna tegu on keerukate sõltuvustega, siis võib arvata et ka mõõtmine ei saa olla väga lihtne. Võiks uurida mida soovitavad mõõta elektrilise teadvuse ja sellest mitte väga kauge kvantteadvuse kirjeldajad (esimesena meenub närvirakkude ioonkanalites toimuv). Elektriskeeme uuritakse muuhulgas loogika analüsaatorite abil
    http://en.wikipedia.org/wiki/Logic_analyzer
    kus eelnevalt on uuritava seadme kohta tehtud hulk oletusi, ehk kasutatakse mudelit. Kui elektriskeemi uurimiseks-mõõtmiseks tuleb teha oletusi selle tööpõhimõtte kohta, siis küllap pole pääsu ka taju ja teadvuse korral. Kuigi keskkoolifüüsika põhjal võib tunduda et elektriväljadest teatakse nüüdseks kõike, ei saa selles täiesti kindel olla. See paistab kvantfüüsika mudelitest aga ka oletustest elektromagnetiliste pikilainete kohta, mida ei saavat ristlaine anduritega mõõta. Kui sellised pikilained on olemas ja need on kuidagi teadvusega seotud, siis praegused mõõtevahendid isegi ei mõõdaks neid. Seega mida ja kuidas mõõta pole lihtne küsimus.

  21. Märt
    veebruar 9, 2010, 7:58 e.l.

    MargusM’le: vähemalt membraanis ja selle läheduses voolavad ioonid vertikaalselt membraani suhtes. Parema käe reegel näitab, kuidas magnetväli tekib. Mida kaugemale membraanist minna, seda kaootilisemaks peaks see liikumine hajuma. Magnetväli peaks tekkima umbes horisontaalselt membraani suhtes ja tihedamalt membraani lähedamas ruumis. Keskkooli füüsikast saab niipalju ikka tuletada.

  22. Märt
    veebruar 9, 2010, 4:08 p.l.

    Magnetvälja jõud peaks liikuma membraaniga horisontaalselt ja seal, kus tugevam ja kindlasuunalisem ioonide vool. Füüsika tundjad oskavad paremini kommenteerida, kuidas ioonide vool närviimpulsi ajal välja näeb. Sealt edasi saab mõelda, kuidas need üksteises koos elamusi tekitavad.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Right_hand_grip_rule

  23. MargusM
    veebruar 11, 2010, 5:17 p.l.

    Üks esimesi google poolt pakutavatest viidetest elektromagnetiliste pikilainete kohta oleks
    On longitudinal electromagnetic waves (S. B. Karavashkin)
    http://www.angelfire.com/la3/selftrans/archive/long/long15_16_17/long15_16_17.html
    Kindlasti leidub paremaid ja põhjalikumaid käsitlusi ning leidub ka väiteid taolise lainetuse olemasolu võimatuse kohta, näiteks seal:
    http://www.scientificexploration.org/journal/jse_16_3_bruhn.pdf

  24. Märt
    veebruar 12, 2010, 3:50 p.l.

    Neuronis pole selliseid laineid vist vaja.

  25. jaanaru
    veebruar 12, 2010, 4:33 p.l.

    see ajakiri “Journal of scientific exploration” on päris huvitav. Teadvuse kohta päris mitu artiklit, nt Effects of Consciousness on the Fall of Dice: A Meta-Analysis ( http://www.scientificexploration.org/journal/jse_05_1_radin.pdf ), The Vardøgr, Perhaps Another Indicator
    of the Non-Locality of Consciousness (http://www.scientificexploration.org/journal/jse_16_4_leiter.pdf ) ja muidugi kõike teadvuse seostest poltergeistide, kvantfüüsika, müstika, veemolekulide muutmise, globaalsete probleemidega jne jne. Kindlasti võib huvi pärast vaadata, aga ärge igaks juhuks tõe pähe võtke. (videod on ka – http://www.scientificexploration.org/talks/ , päris mitmest leiab sõna “consciousness”)

  26. MargusM
    veebruar 12, 2010, 5:29 p.l.

    Aga Märt, milliseid laineid on närvirakus vaja?
    .
    Kunagi varem oli siin juttu sellest et teadvus võiks põhineda nõrgal ja mürana tõlgendatavuse tõttu raskestimõõdetaval signaal, mis tüürib/kallutab vajaduse korral “jõusignaale” valitud suunas. Vajaduse puudumisel toimetaksid rakukogumid ettekavandatud viisil, ilma teadliku vahelesegamiseta, näiteks nagu me ei teadvusta peale kõndimaõppimist tänaval kõndides üksikasjalikult iga jalalihase asendit ega kavanda ükshaaval nende edasist liikumist.

  27. Märt
    veebruar 12, 2010, 5:51 p.l.

    MargusM’le: need lained mida sa mainisid paistsid hüpoteetilised autorite meelest. Praeguse arusaama järgi põhjustavad ioonkanalid neuronites ioonide ühesuunalise liikumisega voolu. Elektrivool tekitab endaga ristisuunas liikuvat magnetvälja.

  28. MargusM
    veebruar 16, 2010, 5:10 p.l.

    Kirjutise lõpus mainiti et esmakordselt sai kirjutaja teada taolistest lainetest labori külastamise käigus, kus näidati toimivat katseseadet. Eesmärgiks oli näidata et kõiki füüsikalisi tegureid ei pruugita osata arvesse võtta.
    .
    Nõrkade lainete mõjust rakkudele õnnestus leida viide, mis näib veidi sarnanevat teadvusega seoses mainitud sünkroniseerimise nähtustele:
    Comments on cranio-sacral method and efficacy
    http://dx.doi.org/10.1016/j.ijosm.2008.10.001
    .
    These [external electro-magnetic signals] are picked up via the liquid crystal arrays of the body which can act as aerials conducting and amplifying the signal (a property of coherent domains is that they will amplify weak signals). All liquid crystal tissues are piezo-electrical. So in the body there are ranges of frequencies found in different tissues which are coupled or coherent and further if energy in any form (mechanical or electro-magnetic) is fed into one frequency (whether from within by metabolic activity or without via electro-magnetic fields of any sort) it then propagates to all the other coherent frequencies. It is this globally coherent state (within the body) which underlies the sensitivity of living systems to weak signals, by which is meant ultra low intensities and frequencies of electro-magnetic fields. Cells in tissue culture were shown to be sensitive to ultra weak fields and even to single magnetic flux quanta.

  29. MargusM
    veebruar 16, 2010, 5:23 p.l.

    Nõrkade magnetväljade mõjust:
    Magnetite in Human Tissues: A Mechanism for the Biological Effects of Weak ELF Magnetic Fields
    http://web.gps.caltech.edu/~jkirschvink/pdfs/KirschvinkBEMS92.pdf
    .
    …the question of whether weak, low frequency magnetic fields are able to influence living organisms has long been one of the most controversial subjects in any field of science…As shown below, under some conditions the induced motions of magnetosomes can be large enough to open mechanically sensitive transmembrane ion channels, which in turn has the potential to influence a wide range of cellular processes.

  30. jaanaru
    veebruar 16, 2010, 10:13 p.l.

    paneksin nendele diskussioonidele siia juurde viite ka ühele “väljade teema” suhtes relevantsele äsjailmunud tööle väga austusväärsete härrade poolt väga austusväärses ajakirjas: http://www.jneurosci.org/cgi/content/abstract/30/5/1925 head lugemist!

  31. MargusM
    veebruar 20, 2010, 4:58 p.l.

    jneurosci lugemisvõimalus on piirangutega, ülevaatest paistab et kirjeldatakse EM väljade mõju närviimpulsside ajastusele.
    McFadden arvab et rakkude koos-pulseerimisel tekib tugev EM väli, mille kaudu seotakse ruumiliselt eraldatud närvirakkude töö üheks tervikuks.
    Ülevaateid sellest leiab http://www.surrey.ac.uk/qe/

  32. jaanaru
    veebruar 20, 2010, 7:13 p.l.

    MargusM – eks anna e-maili teel märku, kui seda artiklit siiski lugeda soovid.

  33. MargusM
    veebruar 22, 2010, 3:29 p.l.

    Pakub huvi küll. Omalt poolt lisaks siia lühikokkuvõte mõnedest Johnjoe McFadden’i väidetest:
    .
    Neuronal signals involve the movement of ions rather than electrons, but similarly, neuronal information cannot be encoded within ions since they move perpendicular to the membrane and thereby in the wrong direction with respect to information flow along the neuron. The information carrier along a neuron is the EM field fluctuation that propagates along the neuron: the action potential. Therefore, even if we propose that consciousness is a property of neurons, the only conceivable substrate for its information content is the EM field of the neuron…then we must also consider that the informational content of each neuron is causally connected, through the brain’s EM field, to the informational content of all other neurons in the brain. The cemi [conscious electromagnetic information] field theory proposes that consciousness is the inner experience of information/awareness encoded in the brain’s EM field.
    .
    in the cemi field theory, only a tiny portion of the informational content in EEG or MEG signals would be expected to correlate with consciousness. A one-to-one correspondence between perturbations of the brain’s EM field and consciousness is not therefore expected in the cemi field theory.
    .
    I should emphasize that the cemi field theory does not propose that consciousness is necessarily associated with amplitude, phase or frequency of the brain’s EM field. The defining feature is rather the informational content and its ability to be communicated (downloaded) to motor neurons. This may, but may not always correlate with amplitude or phase of EM field perturbations. However, the field’s intensity and dynamics will be a product of preceding neural activity, involving perhaps the reverberant thalamo-cortical oscillations that E. Roy John has proposed to be involved in recruiting neurons into synchronously-firing networks. It is interesting to note that the proposed activity of the field is entirely compatible with the role that Libet has proposed for consciousness in providing a ‘veto’ for actions that are initiated by preconscious neural activity [unconsconsious actions lack this input from the field]. This is perhaps not surprising, since Libet himself proposed that consciousness is some kind of field (though not an electromagnetic field) that acts to reinforce or veto actions that are initiated unconsciously.
    .
    Why aren’t artificially-generated EM fields conscious?
    The only place in the known universe where EM fields occur that are capable of communicating self-generated irreducibly complex concepts like ‘self’ is in the human brain. Artificially generated EM fields, such as the EM fields that communicate radio and TV signals, are only capable of communicating the information encoded and transmitted within their fields…any AI based on digital circuitry will lack consciousness since it will lack the influence of a field capable of encoding whole concepts.
    .
    Quantum mechanics and the cemi field theory
    The cemi field theory proposes that consciousness is a wave mechanical system whose dynamics will have much in common with quantum theories of consciousness. This can be understood by considering an electron first as particle. In this state, it’s presence or absence can store a single classical bit. However, the same electron considered as a field can store a range of intermediate numbers between 0 and 1 as a matrix of field density values…the most likely source of quantum effects in the brain would not be microtubules but interactions between the brain’s EM field and voltage-gated ion channels in the neuronal membrane. Absorption of a single photon is sufficient to initiate proton pumping by the bacterior-hodopsin proton pump. It is therefore likely that nerve firing may in some circumstances be triggered (or inhibited) by just a few quanta of energy.

  34. MargusM
    märts 1, 2010, 3:10 p.l.

    jneurosci kirjutise “The Effect of Spatially Inhomogeneous Extracellular Electric Fields on Neurons” peamiseks tulemuseks paistab olevat närviraku elektrilise impulsi ajalise viivituse seostamine närviraku välise elektrilise potentsiaali ning raku pinna/membraani pinna potentsiaalivahega. Seos sobib ka McFadden’i CEMI aluseks oleva väitega et elektromagnetväli saab mõjutada impulssi põhjustavale potentsiaalile lähedasi närvirakke. Erinevuseks on ioonikanalites toimuva tähtsustamine CEMIs, mis selles uuringus ei paistnud olevat vaatluse all.

  35. MargusM
    oktoober 5, 2010, 3:57 p.l.

    Siin oli eespool juttu võimalikust seosest suhteliselt nõrkade elektriväljade ning teadvuse vahel. Kuid lisaks tasub teada et elektrone, mis võivad asuda ka närvirakkudes, saab mõjutada ka siis kui elektriväli ja magnetväli on null E=B=0. Mõjutajaks on vektorpotentsiaal A (http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_potential), mille mõju avaldub katseliselt muuhulgas näiteks Aharonov-Bohm’i nähtusena http://en.wikipedia.org/wiki/Aharonov%E2%80%93Bohm_effect. Närvirakkudes toimuvat uuritakse elektrivälja E ning magnetvälja B mõõtmiste kaudu, kuid nende abil saadav teave võib olla puudulik kui teadvuse oluliseks koostisosaks peaks olema vektorpotentsiaal A.

  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