Esileht > aju ja teadvus, ajuteadus, viited > Rütmid, sünkroonsus ja mälu

Rütmid, sünkroonsus ja mälu

Aju rütmidest ja nendevahelisest sünkroonsusest on siin blogis palju juttu olnud. Osati seetõttu, et töötan koos inimestega, kes kindlalt usuvad, et teadvustatud kogemuse neuronaalsed korrelaadid ongi hetkest-hetkesse muutuvad sünkroonselt laenglevate neuronite populatsioonid. Kuid see, et sünkronisatsioon on teadvuse korrelaat, pole sugugi mitte nii üldaktsepteeritud tõde, näiteks siin leiti tulemusi sellise lihtsa hüpoteesi vastu. Samuti tõdesime, et ehkki sünkronisatsioon ja teadvus on omavahel seotud, võivad nad olla seotud ka lihtsalt seetõttu, et teadvusliku kogemuse jaoks on tarvis ajus informatsiooni funktsionaalselt sõlmida, see sõlmimisprotsess aga toimub sünkronisatsiooni abil. Aju rütmid ja nende sünkroniseerimine aitab koordineerida aju tööd. Seetõttu on rütmid ja nende sünkroniseerimine ajus midagi hoopis üldisemat kui pelgalt teadvuse neuronaalne korrelaat.

Selle vaate avardamiseks suunangi uudishimuliku lugeja kahele peagi ilmuvale ülevaateartiklile ajakirjas Current Opinion in Neurobiology: Emrah Düzel ja kolleegid kirjutavad sellest, kuidas aju rütmid (teeta ja gamma) on seotud mälusisude salvestamise ja hilisema meeldetuletamisega, Michael Jutrase ja Elizabeth Buffalo väga ilus ülevaade täiendab seda esimest kirjatööd igati, pannes rohkem rõhku rütmide sisese ja vahelise sünkronisatsiooni rollile mälusisude loomisel.

Nendest ülevaadetest saab selgeks, et aju rütmide koordineerimine on aluseks meie mäluprotsessidele, mistõttu oleks väga naiivne (ja vale) neid pidada ainult teadvuse korrelaatideks. Võib ju koguni olla, et sünkroniseerimisprotsessid, mida mõõdetakse objekti teadvustamise korral, on seotud hoopis selle objekti teadvustamisega kaasnevate mäluprotsesside ja sugugi mitte objekti teadvustamise endaga …

  1. ökul
    märts 19, 2010, 10:07 p.l.

    Muidugi on ka võimalus, et teadvustamine ongi mälus talletatud representatsioonide taaselustamine. Mäluta pole teadvust.

  2. Jaan
    märts 20, 2010, 10:32 e.l.

    hipokampus on ajus suur rütmide koordineerija, nii et mulle endalegi meeldiks, kui selle peene dirigeerimise tulemusena tekiks teadvustatud kujutis, aga hipokampuse tarvidus millegi teadvustamiseks on kenasti falsifitseeritud: patsiendid, kelle hipokampus on välja lõigatud, ei kurda teadvusliku taju puudumise üle. (see siiski ei tähenda, et nende teadvuslik taju oleks äravahetamatult sarnane meie omaga.)
    .
    Muidugi võib ja tuleb mälu vaadata kui midagi üldisemat hipokampuses toimuvast töötlusest, kuid see teeb konkreetsete tööhüpoteeside formuleerimise juba keerulisemaks – näiteks võiks välja pakkuda, et “objekt teadvustatakse, kui vastav sisendinformatsioon saab ajus integreeritud eelnevate teadmistega selle ja sarnaste objektide kohta” (ja jõuaksime jälle mingi duaalprotsessini, kus “retouch” tehtaks ajuaktiivsusmustritesse talletatud eelnevate teadmiste poolt). Sellegi poolest arvan ma, et mälusisude olulisust teadvustamisprotsessis ja teadvusliku taju loomises on praeguse hetkeni liiga vähe uuritud.

  3. ökul
    märts 20, 2010, 11:48 e.l.

    Pidasin silmas mitte ‘kõigi mälurepresentatsioonide taaselustamist’, vaid ‘fenomenilise teadvuse eest vastutavate pertseptiiv-mnestiliste representatsioonide taaselustamist’. Hipokampus võib seda praimida ja suunata, aga ise ei vahenda pertseptiivset kogemust. Ajukoore tajukeskustes olevad pikaajalised erutuvusvalmiduse muutused oleks see, millele vihjasin. Aga Jaani kommentaariga minu nappi kirjapandut arvestades olen nõus.

  4. jaanaru
    märts 20, 2010, 12:05 p.l.

    hullupööra spekuleerides võib muidugi ka pakkuda, et mitmete seotud mälusisude (aktiivsusmustrite) aktiveerumine ajus ongi põhjus, miks “kvaalid” millegi kvalitatiivsena tunduvad – selle teadvuskogemuse taga on palju teadmist, mille aktiveerumine neuronivõrkudes väljendubki kvaalina.
    .
    muidu kena näide selle kohta, kuidas pikaajaline kogemus taju muudab, sai kunagi kirjeldatud siin – https://teadvus.wordpress.com/2009/04/05/pikaajaline-kogemus-muudab-taju/
    .
    ja asjalikult ka: ökul, olen nõus Su pakutuga. selline hüpotees tähendaks, et 1) vastavate mälusisude eelnev aktiveerimine aitab kiiremini / paremini teadvustada (*tehtud* – Soto ja Humphreysi tööd, viimati JEP: Learn Mem Cog, 2010 ; Melloni uued tööd, aga minu jaoks seisneb ka “flash lag” efekt vähemalt osaliselt selles), 2) mida ambivalentsem sisend on (mida rohkem pertseptiiv-mnestilisi representatsioone omavahel konkureerib), seda aeglasem on teadvustamine (mõni hea näide?), 3) … ?

  5. Märt
    märts 21, 2010, 10:28 e.l.

    Kas seda võimalust mainiti, et võib-olla jõuavad ja saabuvad sensoorsed signaalid teadvustamisele omase rütmiga mälusse ja tajus ning mälus osalevad alad on kohanenud sarnases rütmis töötama?

  6. Jaan
    märts 21, 2010, 10:52 e.l.

    tegelikult nendes viidatud ülevaadetes teadvust, teadvustamist ja teadvuse probleemi ei mainitud – me ise (kohaselt blogi sisu ja nimega) natuke spekuleerisime.

  7. Jaan
    märts 21, 2010, 2:05 p.l.

    … aga Märdi küsimus vihjab natuke ideele, et ehk on visuaalsete ajupiirkondade ja mälupiirkondade omavaheline sünkroonsus oluline informatsiooni edastamiseks visuaalsetest piirkondadest mälupiirkondadesse. see sobib mõttega, et informatsiooni edastus neuronipopulatsioonide vahel toimubki omavahelise sünkroniseerimise abil ja nii ulme kui see ka ei tunduks, on see teoreetiline mõte viimastel aastatel palju toetusmaterjali saanud.

  8. Märt
    märts 21, 2010, 6:36 p.l.

    “…ja nii ulme kui see ka ei tunduks, on see teoreetiline mõte viimastel aastatel palju toetusmaterjali saanud.”

    Kas senistes sünkroniseerimise teemalistes postituses ongi see mõte jutuks olnud?

  9. jaanaru
    märts 21, 2010, 6:45 p.l.

    see idee on implitsiitselt seisnud mitmete postituste taga, kuid otseselt on teda vist siin veel liiga vähe arutatud. põhi sai tutvustatud siin – https://teadvus.wordpress.com/2009/08/23/vol-1-koordinatsioon-neuronipopulatsioonides/ ja https://teadvus.wordpress.com/2009/08/24/vol-2-koordinatsioon-ajususteemides/ , põhjalik ja hästiloetav ülevaade nende ideede kohta sai viidatud siin – https://teadvus.wordpress.com/2009/03/29/uus-ja-oluline-gamma-ulevaade/

  10. Märt
    märts 22, 2010, 12:41 p.l.

    Seda “sünkrooni” nägin selguse mõttes nii, et signaalid liiguvad ühelt alalt teisele umbes sama rütmiga. Kui sensoorne info tajumiseks läheks näiteks 50 hertsi, siis see aktiveerib vastastikuste ühenduste tõttu umbes samal sagedusel ka mälus ja tähelepanus osalevaid alasid. Üldistele signaalivooludele vahendavad “allavoolu” aju osad on tugevalt mõjutatud alginfo sagedusest. Eri piirkonnad peaksid küll moonutama individuaalselt endast edasi minevaid signaale.

    Selliseks sünkrooniks pole vaja igas ajukoorealas geneetiliselt kohapeal määrata, millal aktiveeruda, vaid lihtsalt vahendatakse signaale. Nii paistab see pigem peegeldumise moodi.

    Mälusse peaks info jõudma umbes tajumiseks vajaliku tempoga ja meenutamisel meenutatakse seda piisavalt kiire sagedusega et mälestust sensoorselt tajuda.

  11. MargusM
    märts 22, 2010, 5:26 p.l.

    Kas NREM une aegsed ajulained on ärkvelolekuga võrreldes märksa sünkroonsemad (google leidis: During NREM, virtually every cell in the brain discharges synchronously)? Kui on, siis oletusest sünkroonsus=teadvustamine järelduks et NREM une ajal on teadvustamise tase suurim, mis näib olevat vastuolus magajate subjektiivse kogemusega.

  12. jaanaru
    märts 22, 2010, 8:01 p.l.

    ma vastaks mõlemale (Märdile ja MargusMile), et asjalood on tegelikult palju keerulisemad – termineid nagu mälu, nägemine, sünkroonsus ja rütmid (jne) kasutades on lihtne jõuda petliku “selguseni”, mida tegelikult ajuteaduses ja teadvuseteaduses ei ole. Näiteks tuleb aju töös arvestada mitme taseme protsesse – üksikneuronitest ajusüsteemideni -, seega võib sünkroonsus ühel tasemel (kahe vastaval hetkel vajaliku neuronipopulatsiooni vahel) olla hea ja tõhus, kuid teisel tasemel (mitmete ajusüsteemide vahel) olla halb, näiteks võib ta olla seotud hoopis epilepsiahooga (muuseas, sellest kirjutasime ja seda arutasime ka siin – https://teadvus.wordpress.com/2009/10/11/sunkroniseerijatel-vesi-ahjus/ ). Samuti on võnkumiste ja sünkroonsuse uurimise taga hoopis rohkem higi ja vaidlust kui seda mõne teadusartikli lugemisest paista võib ning küsimuste ulatus on tunduvalt suurem kui ma seda siin blogis eales kajastada suudan. Kui teid need teemad huvitavad, siis soovitan ma rohkem vastavaid teadusartikleid lugeda, väga kriitiliselt kaasa mõelda ja ka iseenda ideede suhtes pisut kriitilisem olla.

  13. Märt
    märts 22, 2010, 8:19 p.l.

    Mille osas konkreetselt kriitilisem olla?

  14. jaanaru
    märts 22, 2010, 9:56 p.l.

    ma arvan, et rumalalt lihtne vastus on “kõige osas”. pärast mitut aastat kaasalugemist, kaasamõtlemist ja kaasategemist olen mõistnud, et ma ise olen palju rumalam kui ma alguses arvasin, kuid et – hullem veel – ajuteaduses on kõik mingil määral rumalad, sest keegi ei tea, kuidas aju töötab. ma olen olnud väga õnnelik noor inimene, kuna mul on olnud võimalus olla ja töötada koos nendega, kes on ajuteaduse eesotsas, kuid nendega koostöötamine on väga ehedalt selgeks teinud, et tegelikult teavad ajuteadlased aju kohta palju vähem kui see näib. nii et kui keegi väidab midagi kindlalt aju kohta teadvat, siis ta ilmselt eksib. ainus võimalus ise midagigi aju kohta teada saada, on pidevalt kaasa mõelda ja kaasa lugeda. põnev on see kõik igastahes🙂

  15. endelpoder
    märts 23, 2010, 11:47 e.l.

    Ma arvan, et moned asjad on ikka teada ka. Ei ole vist toenaoline, et need umbes 10 mehikest, kes aju uurimise eest Nobeli preemia on saanud, asjast yldse aru ei saanud. Tahtis on ilmselt osata otsustada, mida uskuda ja mida mitte, mis on faktid ja mis on spekulatsioonid.

  16. Jaan
    märts 23, 2010, 12:33 p.l.

    kõik on õige. aga ega Nobeli saamine ei tähenda, et teadlane tõesti teab, kuidas aju töötab. Nt nobelistid Hubel ja Wiesel tegid väga olulist tööd visuaalse süsteemi mõistmiseks, kuid praeguseks hetkeks on selge, et meie visuaalne süsteem töötab teistmoodi kui nemad oma leidude põhjal arvasid. Arvan, et on tähtis kasutada lihtsustatud katseparadigmasid (nagu H & W) ja tõepoolest, me võime nõnda midagi teada saada (nagu H & W), aga see (ja isegi Nobeli saamine) ei tähenda, et me tõesti mõistame, kuidas aju (või meie uuritud ajusüsteem) töötab.

  17. Jaan
    märts 23, 2010, 12:53 p.l.

    … ilmselt oleks aus öelda, et üksikneuronite tööst saame küllaltki hästi aru, kuid niipea kui oleme kaugemal üksikneuronite tööst ja üritame aru saada, kuidas hunnik neuroneid koos töötab, oleme me pigem tobud.

  18. Esther Flamenco
    märts 23, 2010, 12:53 p.l.

    Keegi ütles nii: tangotantsija aju töötab tangorütmis, sambatantsija aju sambarütmis ja marssija aju marsirütmis. Tangotantsijal on tangoteadvus, sambatantsijal sambateadvus, … jne. Kas see on täiesti vale ja naiivne? Aidake.

  19. endelpoder
    märts 23, 2010, 1:17 p.l.

    Mulle pole kyll selge, et nagemissysteem hirmus palju teistmoodi tootaks kui Hubel ja Wiesel arvasid (kuigi see on suur lihtsustus ja ignoreerib igasuguseid konteksti ja top-downi mojusid). Kas sa void nimetada mingi pohilise katse voi artikli, mis nende ettekujutuse sinu arvates ymber lykkab?

  20. Jaan
    märts 23, 2010, 2:31 p.l.

    Endel, ma ei väitnudki, et nägemissüsteem töötaks hirmus teistmoodi kui H & W arvasid, vaid ütlesin, et see, et nad nobeli said, ei tähenda, et nad (või meie) nägemissüsteemi tööd mõistaksime. V1 sai Hubeli ja Wieseli poolt 1960ndatel põhjalikult uuritud, kuid me ei tea siiani, kuidas ta tegelikult töötab (selle kohta on väga tuntud ülevaade Olshauseni ja Fieldi poolt – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15969914 … 40 aastat pärast H & W töid). Sarnane ülevaade on varajase visuaalse süsteemi kohta siin – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16291931 . Muuhulgas mainisid ka ise ära, et H & W ei uurinud konteksti ja top-down mõjusid ja probleem ongi selles, et need kaks faktorit muudavad nii isegi V1 neuronite vastuseid dramaatiliselt (selle kohta on häid töid Jack Gallanti grupilt, nt http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15295035 ), samuti ei arvestanud H & W neuronitevaheliste korrelatsioonide olulisust. Kui Sind see teema natuke huvitab, siis on parim kindlasti alustada viidatud Olshauseni ja Fieldi ülevaateartiklist.

  21. jaanaru
    märts 23, 2010, 4:55 p.l.

    Esther Flamenco: 1. väljendid “sambateadvus” või “tangoteadvus” jäävad kindlasti pisut kaugele ajuteadusest ja teadvuseteadusest – need on sõnad, mida kasutavad ilmselt tantsutreenerid ja tantsuhuvilised; 2. sellegi poolest võib olla, et kui kõlab tangorütm, siis võib ajust (EEG vms abil) mõõta teistsuguseid rütme kui siis, kui kõlamas on sambarütm – st võib olla, et välisrütmid tõepoolest panevad mõne ajupiirkonna (rohkem või vähem) sarnase rütmiga tööle (näiteks teame, et rütmiline visuaalne või auditiivne stimulatsioon tekitab sensoorses korteksis sarnase rütmiga võnkumise – Lakatos et al., 2008 Science)

  22. jaanaru
    august 22, 2010, 11:27 e.l.

    Endel ja teised – näiteks on muuhulgas tänaseks päevaks selge, et palju arvutuslikke ülesandeid, mida peeti pikka aega korteksi pärusmaaks, toimuvad juba võrkkestal … ülevaade siin: http://www.mcb.harvard.edu/labs/meister/files/meister_files/pdfs/Gollisch_2010_Retinal_Computation.pdf

  23. Kristjan
    august 22, 2010, 9:37 p.l.

    vinge artikkel

  24. jaanaru
    august 23, 2010, 6:46 p.l.

    Paar uut tulemust viitavad taas, et Hubeli ja Wieseli meetodil neuronite omaduste kaardistamine ei ütle meile suurt midagi selle kohta, kuidas need neuronid tegelikult visuaalset informatsiooni töötlevad – visuaalsete neuronite omadused muutuvad, kui organism liigub, nagu näitavad täna ilmunud töö Current Biologys ( http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822%2810%2900861-4 ) ja üks samuti sel aastal publitseeritud Nature Neuroscience töö ( http://www.nature.com/neuro/journal/v13/n3/abs/nn.2492.html )

  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