Esileht > ajuteadus, tähelepanu ja teadvus > Kõik, mis ilmub Neuronis, pole kuld, osa 3

Kõik, mis ilmub Neuronis, pole kuld, osa 3

Miskipärast jäävad mulle ette just Neuronis ilmuvad tööd. Ühte sõimasin mõned kuud tagasi ja teise väidete ümberlükkamiseks tegime koguni omapoolse katse. Täna vaatluse all oleva töö puhul on aga huvitav see, et oma doktorantuuri algul oleksin seda tööd pidanud meistriteoseks, nüüd aga arvan, et tegu on millegi üsna eksitavaga.

Pascal Fries ja tema supergrupp avaldasid hiljuti ajakirjas Neuron järgneva tulemuse: tähelepanu viimine mingile stiimulile võimendab selle stiimuli töötluse eest vastutavate ajupiirkondade vahelist koherentsust, mis väidetavalt on viis omavaheliseks suhtluseks. See on Pascali „kommunikatsioon läbi koherentsuse“ idee, mida on Google Scholari põhjal tsiteeritud 687 korda ja mille lööki ma olen ise nii mõnelgi konverentsil näinud. Tegu on elegantse ideega: suhtlevad neuronipopulatsioonid kasutavad oma rütmilise töötluse faasi, määramaks seda, kas ja kellega nad suhtlevad. Faasi kasutatakse nagu üle tänava asuvate majade aknaid, mille õigeaegsel ühisel avamisel on võimalik vastasmaja elanikel omavahel hõigates informatsiooni vahetada. Tähelepanu toimib neid aknaid vajalike neuronipopulatsioonide vahel avades ja reguleerides. Ilus. Aga ilmselt liiga lihtne. Ja igal juhul ei paku käesolev Neuroni töö sellele ideele toetusmaterjali, mida ta abstracti ja diskussiooni kohaselt justkui tegema peaks.

Probleem 1: „Kommunikatsioon koherentsuse kaudu“ ütleb, et koherentsus peaks tekitama kommunikatsiooni. Ometi viitavad isegi selles töös avaldatud andmed, nt kausaalsusanalüüs, sellele, et esiteks tekib kommunikatsioon, alles siis koherentsus. Olen Pascali teooriat naljatades juba mõne aasta ees parafraseerinud: „Koherentsus kommunikatsiooni kaudu“. Ja ma seisan tänase päevani selle juures, et see interpretatsioon on nende andmete puhul palju mõistlikum: esmase visuaalse korteksi neuronipopulatsioon hakkab võnkuma ja saadab aktsioonipotentsiaale rütmiliselt visuaalsesse piirkonda V4. Need aktsioonipotentsiaalid saabuvad V4 neuronite dendriitidele ja panevad ka V4 rütmiliselt võnkuma. Ometigi, see võnkumine V4s ei pruugi ju olla midagi funktsionaalset või V1-V4 kommunikatsiooniga seostuvat: kui ma autot rütmiliselt tõukan, et teda mudast välja saada, siis muidugi hakkab auto rütmiliselt liikuma, kuid meie vahel ei teki mingit kommunikatsiooni. Kui V1 neuronid V4 omasid rütmiliselt tõukavad, siis V4 omad hakkavad muidugi rütmiliselt võnkuma, kuid miks peaks see olema seotud V1-V4 kommunikatsiooniga? Tähelepanu ei tee muud, kui võimaldab tähelepanu all oleval V1 populatsioonil V4 oma kiiremini rütmiliselt tõukama hakata, mistõttu tähelepanu all mitte olev V1 populatsioon jääb mängust välja. See mängust väljajäämine toimub ehk tõepoolest osaliselt seetõttu, et tähelepanu all mitte olev V1 populatsioon ei taba tähelepanu all oleva V1 ja V4 ühist rütmi, kuid selline funktsionaalsus oleks P. Friesi poolt kuulsaks tehtud teooria hale vari.

Probleem 2: Kogu see “kommunikatsioon koherentsuse kaudu” teooria põhineb töödel, milles on stiimuliteks võred. Ka antud töös on stiimuliks taas võred. Teooria eeldab, et võrestiimulid on lihtsalt head stiimulid, mille abil visuaalse süsteemi tööd uurida. Niisiis, ehkki kõik Pascali teooriat toetavad eksperimentaalsed tulemused põhinevad võrestiimulitel, peaks teooria kehtima ka siis, kui tähelepanu all on külmkapp, nokamüts, aiapäkapikk või kummikommid. Ma ei tea vähimatki eksperimentaalset tõendusmaterjali selle kohta, et see nii oleks. Otse vastupidi: on palju tõendusmaterjali, mis näitab, et võrestiimulid on väga erilised stiimulid. Just võrestiimulid tekitavad V1s gamma-rütme, samas kui loomulikud pildid või ka mürastiimulid gamma-rütme ei tekitagi. Arvate, et loomulikud pildid või mürastiimulid pole head näited? Mõrvar-argument tuleb siit: kui lisada sellele võrestiimulile, mis tekitab kaunist gamma-rütmi, taustaks teise orientatsiooniga võrestiimul, kaob ka gammarütm, isegi kui see tausta-võre on üsna nõrga kontrastiga. Ja kui gamma-rütme ei teki, siis kuidas peaks tekkima „kommunikatsioon koherentsuse kaudu“? Külmkapile tähelepanu pöörates tekib kommunikatsioon ikka, aga koherentsust ei teki, kuna V1 ei saada oma impulsse rütmiliselt. Seega mind vahel täitsa imestab, kuidas nii tark mees saab juba aastaid taga ajada nii poolikut ideed. Kui tahta tõesti uurida „kommunikatsioon koherentsuse kaudu“ teooriat, siis tuleks uurida teistsuguseid stiimuleid, mitte neid, mis kindlasti gamma-rütme tekitavad. Muidu jääb minusugustel ninatarkadel alati võimalus viriseda.

Niisiis, ehkki ma olen kriitiline ka enda tööde suhtes, näib, et süsteemi neuroteaduse tasemel on ka teistel, tähtsamatel ja targematel onudel, kombeks avaldada üsna kaheldava väärtusega töid ja nende eest kiita saada. Pikk pai!

  1. jana
    september 19, 2012, 12:18 p.l.

    Selle postituse pealkirja võiks ka ehk laiemalt võtta: Kõik, mis ilmub 1.1 ajakirjades, pole alati kuld. Ka Nature tõdes aasta eest kümnekordselt kasvanud teadusartiklite tagasikutsumiste sundi, kuna hiljem on selgunud, et nende sisu on olnud puhas mustkunst…Kristjan Port kirjutab täna sel teemal err teaduse vahendusel http://teadus.err.ee/artikkel?id=7654&cat=1

  2. jaanaru
    september 27, 2012, 6:21 p.l.

    Nature Reviews Neuroscience kiidab seda tööd: http://www.nature.com/nrn/journal/vaop/ncurrent/full/nrn3358.html

  3. jaanaru
    november 18, 2012, 5:21 p.l.

    hetkeks näis, et Grothe jt värskelt J Neuroscience’is ilmunud töö (http://www.jneurosci.org/content/32/46/16172.short) põrmustab mu teooria selle kohta, et tegu on teatud tüüpi kunstlike stiimulite poolt esile kutsutud efektiga, kuid selle värske töö stiimulitesse lähemalt vaadates selgub, et see töö hoopis kinnitab me kahtlusi

  4. Bachmann
    november 18, 2012, 9:27 p.l.

    Jaan, palun täpsusta, miks. Blogilugejale jääb see kommentaar deklaratiivseks.

  5. jaanaru
    november 19, 2012, 3:16 p.l.

    See kommentaar oligi pisut deklaratiivne (ma vahel teengi siia kommentaaride alla märkuseid iseendale), aga on väga tore, kui keegi teine neid ka lugeda viitsib, niisiis: neid pilte vaatates näib esialgu, et tegu on staatiliste kujunditega, mis ei sobiks ju kaugeltki mitte ideega, et gamma rütmid ja sünkroonsus on seotud vaid liikuvate või teatud tüüpi kunstlike stiimulitega – “kujundid” kõlavad üsna üldiselt ja põnevalt. Aga järele uurides selgub, et need stiimulid pole sugugi mitte staatilised kujundid, vaid muutuvad pidevalt ja dünaamiliselt (vt siit – http://cercor.oxfordjournals.org/content/suppl/2005/01/19/bhi023.DC1/bhi023supp1.avi ), kusjuures nende kiirendus muutub (ja naljakal kombel sellega koos ka gammarütmi sagedus …). Niisiis need stiimulid on taaskord üsna spetsiaalsed gamma-rütmide esilekutsumiseks loodud vahendid, mis koosnevad liikuvatest kõverjoontest, mille kiirendus muutub.

  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