Esileht > aju ja teadvus, inimlikud postitused, noorele teadlasele, teadvuse teooriad > Vastu võetud: lokaalne gammavastus pole TNK, osa 2

Vastu võetud: lokaalne gammavastus pole TNK, osa 2

Olen kindel, et mitmel lehelugejal tuli mu eelmise postituse peale mitu head ideed, kuidas testida seda, kas selektiivsed gammavastused on teadvuse neuronaalsed korrelaadid või hoopis teadvusele eelnevad tugiprotsessid. Meie poolt läbi viidud testi põhiidee oli järgnev: mingi eesmärkobjekti teadvuselamuse korrelaadid peaksid olema samad, hoolimata sellest, kuidas see eesmärkobjekt teadvusesse jõudis.

Kuna meie kahtlus oli, et selektiivsed gammavastused võiksid olla teadvusele eelnevad protsessid, oli meie edasine strateegia põhimõtteliselt lihtne: kui gammavastused on eelprotsessid, siis ehk on meil võimalik leida ka mingeid teistsuguseid eelprotsesse, mis ei ole seotud gammavastustega. Kui meil õnnestuks teadvuselamust ka nende teiste eelprotsesside abil mõjutada, saaksimegi kontrollida, mida gammavastused teevad – kuna eelprotsessid on erinevad, aga teadvuselamus on sama, siis kas gammavastused käituvad nagu eelprotsessid (on tingimuste kaupa erinevad) või nagu teadvuselamus (on mõlema eelprotsessi korral samad)?

Põhimõttelised ideed on teaduses vahel väga lihtsad, aga nagu ka hea detektiivitöö korral, on tähtis omada lisaks ideedele ka põhjalikke eelteadmisi. Meie oskasime oma eelnevate teadmiste põhjal aimata, mis sorti eelprotsessid gammavastustega seotud olla võiksid, ja teadsime arvata, millised eelprotsessid võiksid olla gammavastustest sõltumatud.

Nagu olen kirjeldanud, on need ajusiseselt mõõdetud gammavastused mitte ilmtingimata rütmilised protsessid, vaid vahetult seotud ka elektroodi all oleva neuronipopulatsiooni laenglemise koguhulgaga. Ja on juba pikka aega teada, et sensoorsete neuronite laenglemissagedus on seotud sisendi tugevusega – (lihtsustatult öeldes) mida tugevam on sisend, seda tugevamini populatsioon laengleb. Selle teadmise valguses võisime arvata, et gammavastus kajastab sensoorse sisendi tugevust. Seega võis meie poolt testitava Neuronis ilmunud eksperimentaalse töö tulemus, et gammavastus on teadvuselamuse vahetu korrelaat, olla selgitatav sensoorse sisendi tugevuse poolt. Teisisõnu: teadvustatud katsekordades on gammavastus tugevam kõigest seetõttu, et teadvustatud katsekorrad on need, kus informatsioon on eelnevatest töötlusastmetest läbi pääsenud, seega sisend sellesse ajupiirkonda on tugevam; teadvustamata katsekordadel on sisend juba varasematesse töötlusetappidesse kinni jäänud (meil on tänaseks palju tõendusmaterjali selle kohta, et juhuslikud fluktuatsioonid varajastes visuaalse töötluse keskustes tõepoolest mõjutavad informatsiooni edasist kulgemist ja ka selle teadvustamist).

Millised võiksid olla need teised eelprotsesid, mille abil teadvustamist mõjutada? Kõige parem oleks, kui need eelprotsessid käituksid teistmoodi kui lokaalsed gammavastused. Üheks selliste omadustega eelprotseside grupiks on eelnev kogemus ja ootus – on teada, et eelnev kogemus pigem nõrgendab lokaalseid vastuseid. See oli meie jaoks üsna ideaalilähedane – eelneva kogemuse abil saab teadvustamist mõjutada, kuid tagajärg gammavastustele on teistsugune.

Niisiis saimegi kasutada oma paradigmat, kus teadvustamist mõjutasid korraga kaks erinevat eelprotsessi: sensoorse sisendi tugevus ja eelnev kogemus. Et teadvustamist saaks mõjutada, olid eesmärkobjektid paigaldatud müravälja. Üsna põhjalikes käitumuslikes katsetes näitasime, et nii sensoorse sisendi tugevus kui ka eelnev kogemus mõlemad tõepoolest mõjutavad teadvustamist: nagu oodata, nägid katseisikud eesmärkobjekti tihemini ja paremini, kui sensoorset sisendit oli rohkem (segav müra oli nõrgem); samuti ootuspäraselt nägid katseisikud eesmärkobjekti tihemini ja paremini, kui neil oli selle eesmärkobjekti kohta eelnev kogemus (nad olid seda eesmärkobjekti juba varem näinud). Niisiis, teadvuselamus muutus kahe erineva eelprotsessi tagajärjel sarnaselt.

Sellise katseparadigma abil võibki liikuda meie poolt püstitatud testi juurde: kui eelprotsessid on erinevad, kuid mõju teadvuselamusele on sama, siis kas gammavastus käitub mõlema eelprotsessi korral sarnaselt (olles seega on suurema tõenäosusega seotud teadvuselamusega) või erinevalt. Selle testi võib sõnastada isegi karmimalt: kui gammavastus on teadvuselamuse korrelaat, siis peaks ta mõlema eelprotsessi korral olema mõjutatud sarnasel määral.

Selle testi vastuse kättesaamiseks analüüsisime katseandmeid, mis olid sarnaselt eelnevale Neuroni tööle kogutud otse inimaju visuaalselt korteksilt. Testi tulemus oli üsna selge: ehkki teadvuselamus oli mõjutatud nii sensoorse sisendi tugevuse kui ka eelneva kogemuse poolt, olid gammavastused mõjutatud ainult sensoorse sisendi tugevuse poolt. Eelneva kogemuse lisamine küll tõstis eesmärkobjektide teadvustamist, kuid ei muutnud lokaalseid gammavastuseid.

Niisiis, selle testi kohaselt ei ole lokaalsed gammavastused teadvuselamuse vahetuks korrelaadiks. Test oli selge, vastus oli ühene. Iseenesest ju lihtne lugu (detailides on ta muidugi pisut keerukam; kes tahab, võib mult artikli käsikirja küsida, et ise järele lugeda.) Retsensendid arvasid samuti, et üsna konkreetne ja selgelt esitatud töö, seega nad meid eriti ei kiusanudki. Järgmises postituses avaldan mõned mõtted selle kohta, miks see lugu ikkagi päris nii lihtne pole, miks ma tean, et mõni onu selle töö peale pisut pahaseks saab ja miks ma selle töö hoolimata kõigest sellest ikkagi avaldada tahtsin.

  1. september 6, 2012, 1:29 p.l.

    põnev lugu!

  2. kolleeg
    september 6, 2012, 5:45 p.l.

    Tahaks loota, et selle töö tsiteeritavus (mis korreleerub selle mõjuga) saab olema kõrge. On tublisti uudsust ning on arvesse võetud seda meie NCCpr, NCC, ja NCCae eristust; samuti on intrigeeriv kõigi “gammaentusiastide” jaoks. Toon paar mõtet seoses sellega, milliseid probleeme võiks tarvis olla lahendada (st uusi eksperimentaalseid kontrolle välja mõelda), et saadud tulemuste tähendust täpsustada.
    1. Töös on kaks võtet teadvustamise tõhustamiseks — (1) sihtstiimuli sensoorsete signaalide tugevdamine, (2) sihtstiimuli kogemuse (ootuse) kaasamine. Töösse on peidetud eeldus, et need kaks võtet muudavad teadvustamist paremaks samamoodi (an implicit assumption), Ometi pole meil alust väita, et (1) ja (2) tingimustes tekkiv paremini teadvustatud tajuelamus on kvalitatiivselt samamoodi paremad (erinevad). Katsisikud hindavad abstraktselt teadvustamistaset kui sellist, aga me ei tea, millistele tajuaspektidele see toetub. Pole näiteks võimatu, et (1) puhul kogukujutise subjektiivne selgus suureneb, kuid (2) puhul paraneb oskus (võimalus) märgata sihtstiimulile iseloomulikke üksiktunnuseid või mingit kriitilist parameetrit. Edasiarendatavates eksperimentides saab ehk eksperimentaalselt kontrollida kvalitatiivset sisu. (Eelteadmise spetsiifilise rolli kontrolliks on algatatud nt Renate katsed, mis me mõni aeg tagasi välja mõtlesime, aga nende tulemustega läheb paraku veel aega.)
    2. Töös on veel üks implitsiitne eeldus — see, et gammavastused enne stiimulit ja pärast stiimulit omavad “sama staatust” või tähendavad samu asju. Pole kindlat alust arvata, et see nii oleks. Näiteks võib olla, et gammavastus enne stiimulit on seotud mingi ühe protsessiga ja gammavastus pärast stiimulit mingi teise protsessiga. Gammavastuses iseenesest pole midagi sellist, mis seda subjektiivse teadvuselamusega ühel võimalikul moel seostaks. Stiimulijärgsel gammavastusel võivad olla seosed stiimuli teadvustamisega, aga stiimulieelsel gammaaktiivsusel ehk mitte. Näiteks kui gammaaktiivsus seostub ootuseseisundiga ja toimib erineval moel sõltuvalt sellest, kui suur on pertseptiivne määramatus: tähelepanu koondamine ekraanile, mis on tugevam katsetes, kus me ei tea, mida oodata ning tõhusamalt teadvustamist aitav trialites, kus see aktiivsus juhtumisi tugevam on. Kui aga katseisik teab stiimulikategooriat, millesse kuuluvaid kujutisi avastada, siis ta ei rakenda eeltähelepanu sellisel moel ja nö ootab stiimuli ära, siis võib stiimulijärgne gamma ikkagi olla seotud teadvustamiskvaliteediga. Interaktsioon ülesande tüübi ja “gamma-tüübi” vahel? Teisisõnu — gamma võib näidata erinevaid asju sõltuvalt keerulisest tingimuste kombinatsioonist. Ja kui gamma on täitnud mingil töötlusetapil oma rolli, siis seda ressurssi ei pruugi järgneval etapil enam (suurel määral) kasutada ning kui ta ei ole eelneval etapil oma rolli täitnud, siis see ressurss võetakse kasutusele.
    Üldisemalt — paratamatult tuleb NCC uurimisel liikuda probleemilt “teadvustamine kui selline” (ilma teadvusmulje kvalitatiivset sisu eristada püüdmata) probleemile “kindla kvaliteediga teadvustamine”, ja vastupidi. Seesama kvaliteediprobleem puudutab ka küsimust sellest, et kas katses, kus katseisik püüab stiimulit tajuda, omades eelnevat kogemust ja kujutades võimalikku jämedakoelist stiimulimprototüüpi ette polegi tal stiimulisarnast teadvussisu enne stiimuli reaalset esitamist? Kui see sisu tal on, siis peab sellel ka mingi NCC olema. Aga kuhu see siis kadus; milles see väljendub? Sellisel juhul ei pruugi gammapuhang olla parim lahendus. Aga see veel ei tähenda, et mõnel teisel juhul gammapuhang ei võiks olla NCC-ga seotud.

  3. jaanaru
    september 6, 2012, 6:04 p.l.

    aitäh kommentaari ja heade soovide eest.

    1.

    Pole näiteks võimatu, et (1) puhul kogukujutise subjektiivne selgus suureneb, kuid (2) puhul paraneb oskus (võimalus) märgata sihtstiimulile iseloomulikke üksiktunnuseid või mingit kriitilist parameetrit. Edasiarendatavates eksperimentides saab ehk eksperimentaalselt kontrollida kvalitatiivset sisu.

    tegelikult andsime endast parima, lastes teises kontrollkatses katseisikutel ka taju kvaliteeti hinnata – katseisikutel oli 11-palline skaala, kus nad liigutasid kursorit, raporteerimaks, kui hästi nad eesmärkobjekti tajusid. Leidsime, et eelnev kogemus ja sensoorse sisu tugevus mõjutasid ka nõnda mõõdetuna taju kvaliteeti samal määral. Eks siin võib edasi vaielda, aga mu vastus lihtsalt viitab sellele, et me tõesti esiteks mõtlesime selle peale ja teiseks üritasime seda probleemi ka lahendada.

    2.

    Näiteks kui gammaaktiivsus seostub ootuseseisundiga ja toimib erineval moel sõltuvalt sellest, kui suur on pertseptiivne määramatus: tähelepanu koondamine ekraanile, mis on tugevam katsetes, kus me ei tea, mida oodata ning tõhusamalt teadvustamist aitav trialites, kus see aktiivsus juhtumisi tugevam on. Kui aga katseisik teab stiimulikategooriat, millesse kuuluvaid kujutisi avastada, siis ta ei rakenda eeltähelepanu sellisel moel ja nö ootab stiimuli ära, siis võib stiimulijärgne gamma ikkagi olla seotud teadvustamiskvaliteediga.

    ma äkki ei saa päris täpselt sellest argumendist aru, aga muidugi on meie katses katseisiku jaoks iga üksik katsekord täpselt samasuguse ootusega: ta ei tea, mis täpselt tuleb; ja ta ei tea, millises tingimuses ta on; st katseisik ei tea, kas selles katsekorras tuleb pilt, mida ta juba varem näinud on, või pilt, mida ta veel näinud pole, ja ta ei tea, kui palju müra sellel pildil on. Teisisõnu iga üksiku katsekorra pilt tuleb juhuslikult satsist “eelneva kogemusega + vähem müra”, “eelneva kogemusega + rohkem müra”, “eelneva kogemuseTA + vähem müra”, “eelneva kogemuseTA + rohkem müra”.

  4. kolleeg
    september 6, 2012, 10:31 p.l.

    1. Lahtisi otsi võib jääda sellest, et vastates kursoriga “kui hästi nad eesmärkobjekti tajusid” ei anna katseisikud meile teada sellest, mis oli nn criterion content, st need pertseptiivsed tunnused, mille alusel seda teadvustamise headust hinnati. Teadvustatuse taset erinevate tunnuste alusel hinnates (ja seega võib-olla ka erineva kvaliteediga teadvustatud tajukujundit omades) võvad nad anda lähedased teadvustamise “headuse” hinnangud, ehkki erinevates katsetingimustes (eelnev kogemus vs ilma eelneva kogemuseta) on see kvalitatiivne teadvusesisu, mille alusel neid gradueeritud hinnanguid antakse, erinev. Ilma kogemuse toeta trialites on “selged” tunnused, mis on erinevad nendest tunnustest, mis on (samavõrd) “selged” kogemuse toel tajutud trialites. Abstraktne kriteerium “teadvuse selgus”, isegi kui ta viib lähedastele teadvustatuse hinnangutele võib tugineda erinevatele teadvusesisudele. Utreerides: kui anda ühele isikule soolalahust ja teisele suhkrulahust erinevates konsentratsioonides ja paluda hinnata, “kui tugev maitseaisting Sul tekkis”, siis ehk tulevad need maitsetugevuse psühhomeetrilised kõverad sarnaselt kasvavad, ehkki nende aluseks olev aistingusisu on erinev. Ja seega jõuame selle vana filosoofilise ja metodoloogilise probleemini — mis asi see teadvuse selgus (tugevus) ikkagi on; kas ta saab olla kvaliteedist sõltumatu. Ühtlasi oleme nüüd jõudnud ka selleni, et on näha, et minu kommentaar polnud mitte tehtu kahtluse alla seadmine, vaid paratamatult kontrollimist vajavate edasiste nüansside äramärkimine.
    2. Kindlasti minupoolne probleemi halb ja ebatäpne sõnastus. Rääkida saab tajusüsteemi “teadmisest” töötluse käigus ja sellest sõltuvatest ajuvastustest, mitte katseisiku teadlikest ootustest selles osas, mida järgnev trial pakub. Katseisik ootab alati midagi (näiteks ebamäärast vastava kategooria kujutiste prototüüpi) ja koondab tähelepanu, aga mõnel juhul see ootusseisund ei interakteeru aktuaalse tajuga (kui on trialid, kus kujuteldav prototüüp läheb tugevamini lahku tegelikult näidatud kujutisest, st eelneva kogemuseta) ning stiimuliga kaasnev aktiivsus on see ainus, millele teadvustatud taju tugineb. Mõnel juhul on see nõrgem, mõnel juhul tugevam ja raporteeritakse teadvustamist. See erinevus kajastub NCC-s, selajuures tänu üldisele tähelepanukõikumisels ehk ka enne stiimulit. Ja see on seda suurem, mida vähem on müra. Eelneva kogemusega trialites on ootusseisundi (ettekujutus võimalikust stiimulist) ajuvastus sarnasem stiimuli enda poolt esile kutsutud ajuvastusega ja seda nii trialites, kus katseisik väidab, et ei teadvustanud kui ka trialites, kus väidab, et teadvustas. Lahutades mitteteadvustatud trialid teadvustatud trialitest ei vii NCC-ni, sest tegelikkusele vastavam ettekujutus mitteteadvustamist näitavates trialites on sarnane ettekujutusele teadvustamist näitavates trialites ja sama asja samast asjast lahutades saame selle asja puudumise. Pole võimatu olukord, kus ettekujutus millestki maskeerib selle objekti enda tajumist ja tekivad trialid, kus objekti enda taju on häiritud sellest, et sellesarnast objekti vahetult enne ette kujutati. (Segal ja Fusella näitasid aastaid tagasi, kuidas kujutlus taju maskeerib.) See on üsna konstrueeritud mõttekäik muidugi.

  5. jaanaru
    oktoober 26, 2012, 10:24 p.l.

    see tükk sai nüüd ka publitseeritud: http://www.jneurosci.org/content/32/43/14909.abstract

  6. Bachmann
    oktoober 27, 2012, 11:13 e.l.

    Pean seda artiklit seniste visuaalse TNK (ingl NCC) uuringute alal üheks kõige paremaks ja olulisemaks tööks. Palju õnne, Jaan!

  7. jaanaru
    oktoober 27, 2012, 11:58 e.l.

    suur aitäh kiituse eest (mis mõistagi pole täiesti erapooletu ja objektiivne, kuid mida on sellegi poolest väga tore kuulda)

  8. Bachmann
    oktoober 27, 2012, 3:43 p.l.

    Noh, ku Sa just tahad tilka tõrva meepotti, siis palun:
    eeldus teadvustamise ekvivalentsusest sensoorse sisendi mürastamise ja mälupõhise kogemuse muutmise tingimustes vajaks täpsemat selgitamist ja analüüsi.🙂. Teadvustamise sisu võib olla üsna erinev siis, kui tekib võõrama kujundi esitamisel ja kui tekib juba oodatava mõjul. Pealegi võib katseisikutel, kellel on kogemus mingi eelneva pildiga juba enne stiimuliesitust teadvuses olla väike ettekujutus võimalikest piltidest (mis on ka teadvus, ehkki enne stiimuli aktuaalset esitamist). Tuttavate piltide esitamisel tekitab see seetõttu ühtlaadi teadvustamisprotsessi, võõraste piltide esitamisel teist laadi teadvustamisprotsessi. Hea küll, veel :-): inimeste piltide üldine visuaalne sisu on sarnane ja mingil töötlustasemel tegelikult erinevad pildid annavad sarnase tulemuse. Ehk tasuks seda katset korrata tingimustes, kus kõik pildid on täiesti erinevad. Aga vaatamata sellele, et keegi (nagu mina siinkohal) saab ju alati millegi kallal norida ja et iga selline arvamus võib subjektiivne olla, arvan sellegipoolest, et erinevalt enamikust teistest TNK töödest on see töö sügavam oma TNK analüüsilt ja mis põhitähtis, sunnib järgmiste tööde tegijaid hoopis teistmoodi asjale lähenema.

  9. jaanaru
    oktoober 27, 2012, 4:47 p.l.

    nii on juba parem🙂 ja loodame, et kolleegid ei saa selle töö peale pahaseks, vaid tõepoolest saavad tast pisut inspiratsiooni, et teha teistmoodi (minu omast veel palju palju paremaid) katseid ja teadvuseteadust nõnda edasi nihutada

  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