Esileht > aju ja teadvus, huvitavad küsimused > Vaba tahe ja üksikneuronite aktiivsus ajus

Vaba tahe ja üksikneuronite aktiivsus ajus

Vajutage paar korda arvutihiire vasakule ja paremale klahvile. Kuidas see toimub? Kuidas see on võimalik, et soov klahvi vajutada viib selleni, et klahvi tõepoolest vajutatakse? Kuidas sünnib ajus “vaba tahe” ja mis see üldse on? Kahtlemata on see üks põnevamaid küsimusi, mida ajuteaduse abil vastata üritatakse.

Teadlased arvavad, et vaba tahe on aju bioloogiline omadus. Kas see on mõttekas seisukoht ja mida see üldse tähendab, peab selguma edasise uurimustöö käigus. Kuid me teame päris hästi, et tänapäeva ajukuvamismeetodite abil on võimalik “vaba tahte” juhtumist ajuaktiivsuse põhjal ennustada, enne kui see tahteelamus katseisikule teadvustub. Samuti teame me nii mõndagi tahte mehhanismide kohta katsetest elektristimulatsiooniga ja hiljuti kirjeldasime, kuidas patsiendid suudavad tahtlikult kontrollida üksikute närvirakkude aktiivsust ajus.

Nüüd ilmus ajakirjas Neuron uus artikkel, kus teadlased uurivad tahteelamuseni viivaid ajuprotsesse üksikneuronite põhjal – kuidas üksikute närvirakkude aktiivsus on seotud tulevase tahteelamusega? Itzhak Fried ja kolleegid leiavad, et juba enne seda, kui katseisikud ise oma otsust teadvustavad, on seda otsust ja tema ajapunkti võimalik välja lugeda üksikute neuronite aktiivsusmustritest.

Artikli juures on ka tore videokokkuvõte, mis on vabalt kättesaadav kõigile ja mis väga toredasti selgitab ja visualiseerib selle katse põhitulemusi. Ajakirjas Neuron võtab selle töö kokku ka Patrick Haggard.

  1. Rein
    veebruar 14, 2011, 8:04 p.l.

    see ajus tuhnimine toob vahel ikka väga üllatavaid ja tähtsaid tulemusi. jaksu!

  2. Toomas
    veebruar 14, 2011, 9:12 p.l.

    Ma ei ole veel artiklit lugenud ja võhiklik küsimus, aga mis siis edasi toimub, kui suudetakse välja lugeda, mida katseisik teeb, st. mis sel momendil ajus toimub, kui ta otsust teadvustab?

  3. jaanaru
    veebruar 14, 2011, 9:24 p.l.

    hei, Toomas. Kui Sa oma palun oma küsimust pisut täpsustaksid (või ümber sõnastaksid), nii et ma paremini aru saaksin, mis Sind täpselt huvitab, siis üritaksin anda Sind loodetavasti vähemalt mingil määral rahuldava vastuse.

  4. Toomas
    veebruar 15, 2011, 12:00 p.l.

    Mõtlesin seda, et kirjeldatud loos suudetakse tuvastada neuroaktiivsust, mis on seotud otuse formeerimisega enne kui katseisik seda ise teadvustab. Sellele peaks järgnema ka edasine aktiivus ajus, mis leiab aset sel ajal, kui katseisik oma otust teadvustab. Kas teadvustamise aegseid aktiivusmustreid suudetakse ka fikseerida, et millistesse piirkondadesse aktiivsus edasi kandub? Kas õnnestub leida korreleeruvaid aktiivusi otsuse teadvustamisel? Või pigem tänapäevane tehnika sellist jälgimist veel ei võimalda.

  5. jaanaru
    veebruar 15, 2011, 1:21 p.l.

    ahaa, väga head küsimused (ja ma ei ütle seda mitte ainult viisakusest – mind ennast huvitaks ka vastused just neile küsimustele!).
    ühe probleemi mainisid juba ise – tänapäeva tehnoloogia ei võimalda veel päris täpselt ajus jälgida, kuidas tahteprotsessiga seonduv aktiivsus ajus tekib, levib ja erinevaid piirkondi hõlmab – fMRI on liiga aeglane, EEG on liiga kehva ruumilise lahutusvõimega (ehkki vaata seda tehnoloogiat – https://teadvus.wordpress.com/2011/01/10/radariga-aju-kallale/ – kui see töötab, siis võiks seda küsimust paari aasta jooksul EEG/MEG abil rünnata).
    antud töö eelis ongi see, et ta on nii ruumiliselt kui ka ajaliselt täpne. kuid probleem selliste epilepsiapatsientidega läbi viidud tööde puhul on see, et teadlasel pole mingit mõju sellele, kuhu elektroodid paigaldatakse. lühidalt: antud töös on väga hea ülevaade teatud ajupiirkondade tööst enne tahte teadvustamist, kuid mõned teised tähtsad piirkonnad (nt parietaalkorteks) on praktiliselt uurimata. seega on mitmed tahteprotsessiga seotud efekid ja eelkõige tahtega seotud interaktsioonid erinevate ajupiirkondade vahel antud töös veel leidmata (ja järgmiste tööde otsida).
    sellest hoolimata pakuvad autorid välja vastuse Su teisele küsimusele – mis siis teeb sellest “tahte teadvustamisele eelnevast” aktiivsusest “tahte teadvustamise aktiivsuse”? autorite väide on lihtne: need üksikneuronid väljendavad eelteadvuslikku “üha kogunevat” otsust, mis teadvustatakse siis, kui see aktiivsus on ületanud teatud läve. seega ei oleks “teadvustamine” midagi erilist – ta oleks lihtsalt eelteadvusliku töötluse kulminatsioon, mis tekiks niipea, kui aktiivsuslävi on ületatud. see mudel on lihtne ja temasarnastega on ajuteaduses kaugele jõutud, kuid peab mainima, et see väide, mille kohaselt teadvustamine on “vaid vastava aktiivsusläve ületamine”, on tänase päevani ei midagi enamat kui kõigest hüpotees, mida tuleb lähiaastatel põhjalikult uurida. lühidalt: autorid küll pakuvad tahte teadvustamise selgitamiseks nö aktiivsusläve mudeli, kuid edasine uurimistöö peab näitama, kui hea või õige see tegelikult on.

  6. Bachmann
    veebruar 15, 2011, 4:32 p.l.

    “Aktiivsuslävi” on antud juhul pigem metafoor, või paremal juhul väga abstraktne mõiste, mis ei näita täpselt lävemehhanismi. Kui eelteadvuslikult enne teadvustamist neuronid juba laenglevad, siis on nad EPSP laenglemisläve ületanud, ehkki teadvusläve mitte. Kui nüüd oletada, et “lävi” on teatud kriitiline hulk laenglevaid neuroneid, siis tekib küsimus, kui suur hulk see on ja KUIDAS SEE KRIITILINE hulk laenglevaid neuroneid KVALITATIIVSELT erineva ajuseisundi loob. Paratamatult peab suurenenud laenglemisaktiivsus mõjutama ka mingeid teisi protsesse või nähtusi, millega siis teadvustamine kaasneb. (Nt sünaptilised mõjud keskustes, mlleni teadvuse-eelne laenglev neuronirühm “ei ulatunud”; nt kriitiline muutus neuromediaatorite või -modulaatorite kontsentratsioonis või omavahelises ainete kombinatsioonis; nt kriitiline muutus laenglemisega kaasnevates elektrivälja muutustes, … .) Kui aga laenglemise asemel otsida vastuseid presünaptiliste membraanipotentsiaalide (seega ka dendriitide potentsiaalide) kriitiliste tasemete juurest, siis muutub “läve” mõiste … mõistetavamaks. Tõepoolest, mingi summeeritud või kumulatiivne (või kindla rütmiga kõikuv) EPSP tase võikski olla selleks kriitiliseks “läveväärtuseks”. Seda eriti juhul, kui sellest hakkavad sõltuma ajusiseste elektriväljade olekud või dünaamikarezhiimid moel, mis võimaldab kvalitatiivselt erinevat ajuprotsesside kulgemist (st teadvuslikku olekut). Kuna blogis Jaan hiljuti juhtis tähelepanu olulistele hiljutistele töödele LFP ja “tavaliste” närviprotsesside seostest, tuleks ka seda teemat antud kontekstis puudutada: Kuna EPSPde kombineerunud/summaarne aktiivsus saab mõjusalt väju muuta (ja kuna laenglemise tõenäosus neuronitel, mis oma EPSP taseme osas ongi laenglemisläve lähedal võib ka piskust väljamuutusest sõltuvalt järsult muutuda), võime fantaseerida väli-EPSP-spike-väli-EPSP-spike-jne/vmt tüüpi “ahelreaktsioonidest”, mis teatud töörezhiimi saavutades kujutab endast “kontrollitud” (sj tagasisidelist) protsessi, mis ongi TNK (NCC). “Lävi” on siis kvalitatiivselt uue töörezhiimi saavutamine laiaulatuslikes keerulistes närvivõrgustikes (:-) kuidas jää muutus veeks, samad H2O molekulid ju; kuidas vesi muutus auruks (ibid); kuidas materjal muutus ülijuhtivaks teatud temperatuuril; kuidas tuumareaktsioon käivitus kriitilise massi saavutamisel; …). Vaba tahte teema juures seega — sellise seniteadmata kvalitatiivselt erineva närvivõrgustiku toimimise või oleku saabumine, mille puhul vähemalt presuplementaarse motoorse korteksi, suplementaarse motoorse korteksi, teporaalsagara alade ja mittespetsiifilise taalamuse neuroniansamblid sellisel uuel rezhiimil tööle hakkavad ???
    Minu kommentaar tõendab veelkord muidugi seda, kui kaugel me oleme TNK mõistmisest.

  7. Bachmann
    veebruar 15, 2011, 4:34 p.l.

    … vabandust, veelgi enam tasub rääkida postsünaptilistest membraanipotentsiaalidest; õnneks on nad paljudel juhtudel omakorda ka presünaptilised potentsiaalid, millest vahendatult sõltuvad postsünaptilised olekud ja protsessid🙂.

  8. jaanaru
    veebruar 15, 2011, 9:42 p.l.

    aitäh heade mõtete eest. see “väli-EPSP-spike-väli-EPSP-spike” ahelreaktsioon võib selgitada ka ikoonilise mälu (sensoorse teadvuse) olemust – kui reaktsioon on käivitatud, siis ta igal juhul kestab mõnda aega (ca 250-300 ms). st ajuteadusest on teada, et isegi kui näidata ekraanil ülilühidalt mingit pildikest, siis kõrgemates visuaalsetes keskustes kestab aktiivsus ikka umbes selle ajavahemiku. muidugi jõuame selle “ahelreaktsiooniga” tagasi “aktiivsusläve metafoori” juurde – ahelreaktsioon käivitub ju siis, kui mingisugune lävi selles reaktsioonikaskaadis on ületatud.

  9. MargusM
    veebruar 19, 2011, 3:41 p.l.

    Kuna olen sõna võtnud CEMI oletuse poolt ja elektrone leidub ka närvides siis lisaks ühe haakuva väljateooria alase tähelepaneku. Kuskil siin oli katse mille sisu seisnes põhjuse ning tagajärje pööramises, kus uuriti kuidas hiljem teadvustatu mõjutab ajas varasemaid mõõtmiseid. Elektriväljade mõju korral tekib sarnane nähtus kui laengu liikumist mõjutavad väljad, mis tekivad alles tulevikus ilmuvate allikate tõttu, millest saab pikemalt lugeda
    .
    Advanced and retarded solutions in field theory
    http://www.springerlink.com/content/xh520g8840g76161/
    .
    “Classical electrodynamics rejects the advanced solution on the grounds that it implies that the effect precedes its cause…In other words, the future is determining the present; on the face of it, a description that is physically unacceptable. In physical terms, the retarded component accounts for the future, whereas the advanced component determines the past history of the field quantity. However, both a physical and mathematical analysis show, that, in fact, both retarded and advanced solutions are necessary and that the rejection of the advanced type of solution is not valid; that its rejection is based on an ambiguous mathematical technique and a faulty physical interpretation.”

  10. Mothammad
    märts 14, 2011, 6:22 p.l.

    Kui vaba see “vaba tahe” ikkagi on?
    Mis Sa arvad, Jaan, kas ajus on/võib olla miski, mis on välistest mõjutajatest isoleeritud, kuid sellegipoolest juhib inimese tegevust?

    Ma küsin, sest olen hakanud kahtlema (kontr-kausaalse) vaba tahte olemasolus; tegu on vististi pseudoteadusliku kontseptsiooniga.

  11. jaanaru
    märts 14, 2011, 6:42 p.l.

    ma nii väga tahaks Sulle sellele küsimusele teaduslikult vastata. aga ma ei saa; keegi ei saa, sest selle küsimuse vastamiseks oleks tarvis teha ajust väga põhjalikke mõõtmisi. Kõige mõistlikum viis üritada seda küsimust mingit moodi rünnata ja vastata, on see, mille on võtnud Björn Brembs – uurida, kas äädikakärbse käitumist on võimalik ennustada pelgalt väliste mõjutajate põhjal. selgub, et ei ole. vaata ta uurimistöö kohta siit – https://teadvus.wordpress.com/2010/07/27/kas-aadikakarbsel-on-vaba-tahe/ ; hiljuti avaldas ta ka ühe pikema teadusliku traktaadi vaba tahte olemuse kohta, mida viitasime siin – https://teadvus.wordpress.com/2010/12/22/vaba-tahe-kui-aju-bioloogiline-omadus/

  12. Endel
    märts 14, 2011, 8:11 p.l.

    See loogika ikka eriti usutav ei ole. On igasuguseid lihtsaid mehhanisme, mis genereerivad kas determineeritud voi juhuslikku) kaitumist, mida valiste mojude pohjal ennustada ei saa. Muidugi voib olla, et ka seinakellal voi taringul on vaba tahe. Karbse kaitumine on muidugi ysna ettearvamatu. Ja kui Brembs ei oska seda seletada mingi lihtsa algoritmi ja statsionaarse mura generaatoriga, siis on see vaba tahe. Aga kui keegi leiab parema mudeli, kas siis karbsel enam vaba tahet pole?

  13. jaanaru
    märts 14, 2011, 8:24 p.l.

    ma nõustun, et see lähenemine pole veatu, kuid nagu ma esile tõin, on see lähenemine hetkel parim viis vastata eelpool tõstatatud küsimusele selle kohta, kas ajus on midagi, mis sõltumata välistest muutujatest muudab ja mõjutab organismi käitumist.

  14. Tonu
    aprill 10, 2011, 1:56 p.l.

    Kas Brembsi vaba tahte mehhanismi on keegi kusagil põhjalikumalt kommenteerinud?

  15. jaanaru
    aprill 10, 2011, 3:55 p.l.

    viiteid kõiksugustele kommentaaridele Brembsi vaadete suunas saab siit – http://bjoern.brembs.net/comment-n685.html ; vt eriti ka tolle postituse all olevaid kommentaare

  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