Arhiiv

Archive for the ‘huvitavad küsimused’ Category

Kuidas kasutada oma aju tänapäeva töökeskkonnas?

september 6, 2016 Lisa kommentaar

teadvusest, avameelselt, osa 2

juuni 30, 2016 4 kommentaari

Juba mõnda aega tagasi vastasin Alari kommentaarile, aga nüüd ka vastuseid Tiidule:

Mis põhjusel peaksime nimetama ajust otsitavaid teadvuse põhjuseid just neuraalseteks KORRELAATIDEKS? See küsimus tekib sellest, et levinud seisukoht paistab olema “sina oled sinu aju”, mis eeldatavalt tähendab, et teadvus tuleneb otseselt ajutegevusest, ehk et mingi kindel sündmus või sündmuste kompleks ajus tekitab teatava subjektiivse kvaliteedi taju. Aga kas seda võib sellisel juhul samahästi nimetada näiteks teadvuse neuraalseks koordinaadiks? See viitaks otsesemalt sellele, et ajusündmus on teadvuse põhjustaja. Korrelaat viitaks justkui sellele, et on olemas kaks eri asja, aju ja teadvus, ning nende vahel on teatav korrelatsioon, mis ei pruugi olla 1 ja kus ei pruugi olla ka põhjuslikku seost. Kui seos aga oleks väiksem või puuduks põhjuslik seos, siis ei oleks kõik seletatav aju tegevusega. Või on siin lihtsalt tegemist mõiste küsimusega, kus antud juhul korrelaat tähendabki umbkaudset asukohta?

Eks see “korrelaat” ole eelkõige ajaloolistel ja strateegilistel põhjustel. Teaduses ikka üritatakse olla pigem tagasihoidlikud oma järeldustes ja väidetes. Kui Crick ja Koch “korrelaatidest” rääkima hakkasid 1990ndate alguses, teadsime veel võrdlemisi vähe teadvuse ja aju seostest – seetõttu nad olid ettevaatlikud, kasutasid terminit “korrelaat”, mis on siiani käibele jäänud. Juba tollal nad küll vihjasid, et kui teadus areneb, võime ja peaksime “korrelaatidelt” edasi liikuma “teadvuse neuronaalsete alusteni” või “põhjusteni” vms, inglise keeles vahel räägitakse “causes”, mõned eelistavad “constitution”. Seega ajuteadlased on küll üsna kindlad, et tegu on “neuronaalsete põhjustega”, aga terminoloogia on osati ajaloolistel põhjustel senini jäänud ettevaatlikumaks.

Lisaks, milline on teie ambitsioon selle osas, mida teadus peaks seletama. Kas piisab Francis Cricki seisukohast, et kõlbab ka erinevate funktsioonide seletamine ja teadvuse sündmuste asukoha kindlaks tegemine ajus, aga selgitus, kuidas kogu sellest võnkumisest või elektrivoolust ikkagi tekib subjektiivne tunne tajuda, tuleks unustada, sest siin ei pruugi olla teaduslikku lahendust? Või taotlete te seda, et aju uurimine seletaks ära ka subjektiivsete tunnete tekkimise? Sellega seostub ka see, mida tähendab “teadvuse suur probleem”, kas sama nagu Chalmersi “raske probleem” ehk kuidas tekib müstiline taju olla ja kogeda või midagi muud?

Minusuguse noore ja naiivse inimese jaoks ei ole teist võimalust, kui üritada lahendada ka Chalmersi “raske probleem”, mida ma siin blogis olen jah pisut naljaga nimetanud suureks probleemiks. Muidu on see nagu lõputa põnevuslugu või nagu voolukatkestus 100 meetri jooksu finaali või tasavägise korvpalliheitluse viimaste sekundite jooksul – peamine jääb puudu. Teadus peab ikka olema ambitsioonikas. Võib olla neid, kes ütlevad, et teadvus on teaduse jaoks liiga keeruline probleem või et teadus ei saagi kunagi vaimseid protsesse selgitada. Aga teadlase ülesanne on alati uurida neid probleeme, mida seni ei osatud hästi uurida. teadus töötab inimteadmiste piiri peal. Teadlased üritavad üha rohkemast aru saada, samm sammult mõista seda, mida me veel seni ei teadnud, muuta võimalikuks seda, mida seni peeti võimatuks.

Täna mõistame me mitmeid seiku universumi, kvantmaailma ja elu kohta, mis oleksid tundunud täiesti arusaamatud ja müstilised vaid 100 aastat tagasi. Niisiis miks ei peaks me mõistma teadvust? Me peaksime vähemalt üritama.

Ning viimaks veel üks keeruline asi. Kui eeldada, et teadvus tekib ajust, siis peaks vist nõustuma, et inimest annab aatomiteks lahti võtta ja taas kokku panna ning kui taastada aatomite dünaamiline olek operatsiooni hetkel, ärkab inimene kokku pannes oma mälestustega üles justkui unest. Kas ajuteadlane arvab nii? Või kui ei, siis miks mitte? Kui öelda, et jah, kõik praegused raskused ületades peaks see olema loodusseadustega kooskõlas ja võimalik, siis tekib selline probleem, et mis saab, kui me näiteks telepordime isikut, võtame originaali osadeks lahti, saadame tema konfiguratsiooni info edasi ja teises kohas genereeritakse mingi vea tõttu selle info põhjal kohalikest aatomitest selle isiku kaks 100% identset koopiat, ainukeseks erinevuseks on kahe keha erinev asukoht. Kõrvaltvaataja seisukohast saaks öelda, et üles ärkavad kaks isikut, kes mõlemat peavad ennast isikuks, kes astus telepordimasinasse ja hakkavad ärkamise hetkest vaikselt erinema. Aga probleem tekib siis, kui püüda mõelda, kuidas selline protsess näeks välja isiku enda vaatenurgast, mina-perspektiivist. Kui kujutleda, et sulen silmad ja mind võetakse lahti ja pannakse kokku kahes eksemplaris ning kui keegi küsib “kumb ärkajatest oled sina ja mida sa ärkamise hetkel näed?”, siis pole võimalik vastata. Sest ei ärka mitte mina, vaid minad, aga seda pole võimalik mina-perspektiivist ette kujutada. Siin tekib selline keerukas paradoks või küsimus, et kui me ei suuda seda mina-vaatest ette kujutada, kas see siis ehk polegi võimalik, või mis. Mis oleks teadlase kommentaar sellele probleemile?

Tegu on põneva küsimusega, mis ei ole teadlaste lemmik: sellised mõtteeksperimendid on küll huvitavad lugeda, aga mitte väga praktilised. Keda huvitab antud mõtteeksperiment pikemalt, võib lugeda siit: http://waitbutwhy.com/2014/12/what-makes-you-you.html

Peamine huvitav mõttekoht on vist see “kui me ei suuda seda mina-vaatest ette kujutada, kas see siis ehk polegi võimalik”. Ilmselgelt see pole väga tugev argument – me ei suuda mina-vaatest ette kujutada ka seda, et meid pärast surma ei ole või et meid kunagi ei olnud. Me ei suuda mina-vaatest ette kujutada ka seda, kuidas oleks olla lõhestunud ajuga või pärast lobotoomiat jne.

Siin mõni nupukam lugeja võib aidata, aga mulle näib, et võib kenasti vastata nii: mõlemad ärkajad on OMA mina-vaate kohaselt iseendad (mina) ilma mingi probleemita, lihtsalt mõlemad ärkaja jaoks “see teine tüüp”, kes ka väidab, et ta on see sama isik, on mingi kloonitud zombi.

Ja lõpuks vastus teadlaste raudvarast: see on empiiriline küsimus, kui kunagi vastava eksperimendini jõuame, küll siis näeme!

 

Mitu protsenti oma ajust Sina kasutad?

august 18, 2015 3 kommentaari

Teksti originaal ilmus maikuu Psühholoogia Sinule veergudel:

Aju on meile teadaoleva universumi kõige keerukam masinavärk. Aga väidetavalt kasutate temast vaid 5%! 5% väide on osav müüginipp ja inspiratsioon Hollywoodi filmidele. Kahjuks ta midagi enamat polegi. Tegu on müüdiga.

Tunnistan üles, et gümnaasiumi lõpus uskusin minagi seda müüti. Mis pani mind meelt muutma? Õpingute ja teadustöö käigus sai selgeks, et ajus ei ole kasutamata ruumi.

Tänapäeva ajukuvamismeetoditega on võimalik näha, mida aju teeb ja millised ajupiirkonnad parajasti aktiivsed on. Tuhandete teaduskatsete põhjal võib öelda, et kui mängite aktiivselt oma lapse või koeraga, on paari minuti jooksul aktiveerunud pea kõik teie aju osad. Isegi seda teksti lugedes ja selle üle mõeldes on töös suur osa teie ajust.

Lisaks sellele on uuritud sadu tuhandeid ajukahjustusega patsiente. Kui oleks nii, et 95% ajust on kasutamata, võiks oodata, et enamik ajukahjustusi ei oma mitte mingit efekti meie käitumisele ja mõtlemisele. Enamasti kaasnevad ajukahjustusega aga ilmselged probleemid. Näiteks võib väike kahjustus nägemistöötlusega seotud ajukoore osades viia selleni, et inimene ei näe enam nägusid või värve või liikumist. Otsmikusagara kahjustus võib endaga kaasa tuua selle, et inimene ei suuda enam oma käitumist planeerida või näiteks oma roppu suud vaos hoida. Erinevad ajukahjustused viivad erinevate defitsiitideni käitumises ja mõtlemises. Ajus ei ole üleliigset vaba ruumi, millest võiks tükke välja võtta.

Aju ei jäta midagi kasutamata – närvirakkude vahelised ühendused, mida ei kasutata, harvendatakse. See fenomen on kõige selgem imiku ajus, kus esimestel eluaastatel harvendatakse miljardeid ühendusi, kuid teda võib näha ka täiskasvanu ajus. Näiteks ampulteeritud ihuliikme kontrolli eest vastutanud närvirakkudel poleks justkui midagi teha, kuid õige pea lähevad nad teenima mõnda muud kehaosa. Samuti ei oota pimedaks jäänud inimeste visuaalsed ajupiirkonnad “käed rüpes”, vaid asuvad töötlema näiteks kuulmisinfot. Ajus kehtib printsiip „kasuta või kaota“.

Seega me kasutame kindlasti kogu oma aju. Esmapilgul tundub nupukas vastu väita, et me ei kasuta mitte 5% oma ajust, vaid 5% selle potentsiaalist. See on aga pisut sisutu väide, sest keegi pole aju potentsiaali mõõtnud ja keegi ei tea, mis oleks 100%. Seega ei saa keegi ka teada, palju me praegu kasutame. Aga proovime läbi mõne hüpoteetilise idee. Näiteks võiks välja pakkuda, et ajus võiks olla rohkem ühendusi. Tõepoolest, iga närvirakk on keskmiselt ühendatud „vaid“ umbes 10 000 teise närvirakuga, ehkki potentsiaalselt oleks ju miljoneid ja miljardeid teisi neuroneid, kellega suhelda. Kas suurem ühenduste arv võiks viia vingema ajuni? Ei, ühenduste arvu piirab aju suurus, ühendused on kulukad ja võtavad ruumi, mida ajus pole. Samuti võib praeguste teadmiste valguses arvata, et rohkem ühendatud aju pole sugugi parem või tõhusam aju. Tihedamalt ühendatud ajus on rohkem seoseid, kuid näib, et see ei vii mitte suurema nupukuseni, vaid on seotud hoopis vaimsete häiretega. Rohkem ühendusi ei oleks kasulik. Samuti ei ole inimesed, kellel on harukordselt hea mälu, ilmtingimata oma ande üle õnnelikud. Kui mäletaksite iga hetke oma elust, siis see poleks mitte kingitus, vaid needus.

Hoolimata kõigest eelmainitust olen kindel, et meie kõigi ajusid saaks pisut paremini kasutada. Näiteks internetis surfimine või mitmetunnine telekavaatamine ei ole ajule kuidagi kasulikud. Nende tegevuste asemel võiks käia hoopis jooksmas või aktiivselt jalutamas. Aeroobne treening soodustab uute närvirakkude arengut ja on kõige tõhusam ajutreening (tõhusam, kui need programmid, mida teile internetis pakutakse). Samuti on ajule tähtis kvaliteetne uni – unevajaduses aju aitab ainult uni, mitte lemmik kofeiini sisaldav jook! Lühikene tukastus päevasel ajal tõstab teie töö kvaliteeti ja loomingulist (aga katsuge seda oma ülemusele selgitada …). Töö on tähtis, aga ajule on tähtis ka töö vahepeal pauside tegemine. Ärge unustage kvaliteetset toitu ja võtke vähem napsi! Neid ja mõningaid teisi näpunäiteid jälgides on meil kõigil võimalik oma aju kasutada 100%. Head kasutamist 🙂

Beebid õpivad üllatuse toel (ehk kuidas läbi seinte sõitvad autod aitavad mõista beebide psüühikat)

aprill 5, 2015 1 kommentaar
Võtsin oma üheaastase poisikluti mängupardikese, hoidsin seda pihkude vahel, nii et ta ei näinud seda, tegin “abrakadabra” ja avasin pihud … mis olid tühjad. Laps vaatas mu tühjasid pihkusid imestusega, katsus neid ja tegi “babapukaa”. Pardike oli mu varrukas.

Ma liiga tihti ei taha selliseid koerustükke mängida, sest laps õpib kiiresti ja ehk arvabki peagi, et tegu on õhkuhaihtuva pardi või toidu või issiga. Samas olen ma lugenud piisavalt teadusartikleid beebide mõtlemise kohta aimamaks, et see ootamatu kadumine võib olla beebile ka hea – üllatus tõmbab tähelepanu ja motiveerib maailma kohta midagi uut õppima.

Aastakümneid on teadlased teadnud, et ka alla aastased mürsikud vaatavad kauem sündmuseid, mis rikuvad ootuseid. Näiteks kui mänguauto justkui liiguks läbi vineeriplaadi, siis vaatavad beebid seda kauem kui mänguautot, mis vineeriplaadi ees oodatavalt seisma jäi. Sellise vaatamiskäitumise järgi on näiteks teada saadud, et vastsündinud saavad midagi aru objektide arvu kohta. Samuti on nii klassikalistes katsetes näidatud, justkui beebid saaksid aru midagi liitmise ja lahutamise kohta: alltoodud pildil kirjeldatud olukordi beebidele näidates vaatavad nad kauem ootamatuid sündmuseid.

/Users/grahamshawcross/Documents/blog_drafts/children's counting
Seega on hästi teada, et beebid saavad midagi maailma toimimisest aru – ootamatud sündmused tõmbavad nende tähelepanu. Aga kuidas teaduslikult näidata, et säärased ootamatud sündmused panevad beebid ka paremini õppima? Teadlased on ammu arvanud, et see nii on, kuid ega polegi niisama lihtne tulla hea katseidee peale. Teadus võtab aega ja ega teadlased polegi nii nupukad, kui vahel nende kohta arvatakse. Igal juhul tulid John Hopkinsi teadlased Stuhl ja Feigenson lagedale nutika eksperimendiga, mis võimaldas üsna veenvalt näidata, et üllatuslik kogemus võimendab beebide õppimist.

Nende teadlaste katse oli iseenesest lihtne:

1) kantseldati raames 110 üheteistkuust beebit (ilmselt katse kõige keerulisem aspekt)

2) näidati beebidele klassikalist üllatavat olukorda – auto justkui sõidaks läbi seina! Selle juurde ka mitteüllatav olukord, kus sein auto hoo pidurdab.

3) näidati beebidele üllatavat ja mitteüllatavat olukorda sama pikalt (muidu võib parema õppimiseni viia pikem vaatamine)

4) uuriti, kas beebid õpivad paremini üllatavas olukorras olnud objektide muid omadusi.

Näiteks võis see auto, mis oli kas üllatavas või mitteüllatavas olukorras, teha pärastpoole näiteks pardi häält. Kui võrreldi kahte gruppi beebisid – neid, kelle silme ees auto justkui läbi seina sõitis, ja neid, kellel sein auto hoo pidurdas – selgus, et need beebid, kes olid näinud üllatavat olukorda, õppisid selle auto hääle ära paremini. Tegelikult näitavad teadlaste andmed, et mitteüllatavas olukorras ei õppinud beebid selle lühikese aja jooksul seda hääle ja auto seost üldse ära! Seega üllatus viis õppimiseni.

5) uuriti, kas beebid valivad pigem ootamatult käitunud objekti või täitsa uue objekti

Iga lapsevanem teab, et beebid eelistavad enamasti uusi objekte. Tõepoolest, kui valida oli uue objekti ja mitteüllatavalt käitunud objekti vahel, valisid üheteistkuused uue. Aga kui valik oli uue objekti ja üllatavalt käitunud objekti vahel, valisid nad üllatavalt käitunud objekti.

6) vaadati, kas beebid uurivad ootamatult käitunud objekte viisil, mis justkui aitaks neil nendest imelikest objektidest paremini aru saada.

Kui beebidele see üllatavalt käitunud auto kätte anda, proovisid üheteistkuused seda süstemaatiliselt läbi oma lauakese lüüa. Kui üllatav käitumine seisnes hoopis gravitatsiooni eiramises (vaata joonist), käitusid beebid mõistlikult – nad lükkasid selle objekti suurema tõenäosusega oma laualt maha.

Alljärgnev joonis illustreerib seda viimast aspekti: Beebid käitusid, justkui üritaks nad selle objekti kummalise käitumise kohta rohkem teada saada.
551d6b4e58d04

Niisiis, kas kõik hoolitsevad lapsevanemad peaksid nüüd võtma mustkunstitunde? Mitte ilmtingimata. Ootamatu olukord küll paneb meie mürsikud olukorra ja selles olevate objektide kohta õppima, aga teadmine, et jänes võib kübarast välja tulla või et maagiliselt haihtuv part pritsib ka vett, ei ole meie maailmas hakkamasaamiseks väga tarvilikud. Isegi kui meie trikke ei tee, õpivad beebid ikkagi, sest nad teevad ise pidevalt eksperimente. Näiteks vannis seda sama parti esimest korda vajutades toimub midagi ootamatut – sealt pritsib vett! Ja see beebi enda poolt kogemata sooritatud katse ja sellele järgnev üllatus on piisavad õppimise innustajad. Või pastakat pistikusse toppides toimub midagi üllatavat – muidu väga rahumeelne isa teeb äkki hüppe üle voodi ja krabab pastaka käest. Väga huvitav! Proovime veel! Beebide elu tuleb põnevaks teha, aga mustkunsti tegema ei pea. Piisab sellest, kui oma beebidele lubada uusi objekte, uusi kohti ja uusi seikluseid.

Beebid on nagu teadlased – nad üritavad maailmast aru saada ja teevad oma väikeseid katseid, et ümbritsevat paremini mõista. Kui katsetes juhtub midagi ootamatut, siis sellele pööratakse rohkem tähelepanu. Ootamatu sündmus viib tihti suurte teadusavastusteni või väikeste beebiavastusteni. Ja nagu beebid rõõmustavad ka teadlased väga, kui nad midagi uut maailma kohta avastavad. Nagu mu poeg, kes avastas, et laualampi saab väikesest nupust põlema panna, tahavad ka teadlased uut teadmist kohe teistega jagada ja nendest põnevatest teadustulemustest blogipostitusi kirjutada!

Vaadake ka videot antud katsest:

Miks me ei saa uneta?

veebruar 19, 2014 27 kommentaari

Me magame maha umbes kolmandiku oma elust … ja me ei tea, miks! Küsimus selle kohta, miks me magame, on üks bioloogiateaduse vahvamaid ja suurimaid mõistatusi eelkõige seetõttu, et uni puudutab meid kõiki. Mõned meist on kogenud seda, kui raske on olla terav oma mõtetes ja tegudes pärast magamata ööd. Aga ilmselt mitmetel julgematel meist on kiusatus pisut und ära jätta, proovida vähemaga, et jääks aega muude toredamate tegevuste jaoks. Kui te peaksite tõesti mõtlema selle peale, siis võtke kuulda minu ja teiste soovitust: ärge oma une ärajätmisega eksperimenteerige! Kes tahab pikemat põhjendust, lugegu palun eelmise aasta lõpul ilmunud artiklit, kus autor kirjeldab oma enda katsetusi mitmepäevase unedeprivatsiooniga ja selle vahetuid ja pikaaegseid ebameeldivaid tagajärgi.

Me ei saa uneta. Kuna väljamagamine on vajalik meie vaimsete võimete ja vaimse selguse alalhoidmiseks, tekib muidugi taas küsimus, mida see uni meie ajuga ikkagi teeb. Me ei tea, aga siin on mõned potentsiaalsed vastused:
Uni on üksikneuronite puhkuseks!
Une ajal puhastatakse aju mürgistest jääkproduktidest!
Uni on see hind, mille me maksame aju plastilisuse eest!

Me ei tea, kas mõni nendest pakutud vastustest või nende kombinatsioon selgitab piisavalt, miks uni on meile nii oluline. Aga küllap me teada saame.

Miks me magame?

jaanuar 9, 2014 2 kommentaari

Miks me magame? See küsimus kõlab lihtsalt, kuid selle taga on peidus järjekordne suur mõistatus, mida me veel pole lahendanud.

Funktsioone on unele pakutud mitmeid, muuhulgas seda, et uni on üksikneuronite puhkuseks. Hiljuti näidati, et une ajal toimub sõna otseses mõttes ajupesu.

On neid, kees arvavad, et unel on palju erinevaid funktsioone, kuid on jätkuvalt ka romantikuid. Neid, kes usuvad, et unel on üks suur funktsioon. Ja miks ka mitte seda uskuda. Giulio Tononi ja Chiara Cirelli kuuluvad nende teadlaste hulka, kes on uurinud unemustreid mitmetel väga erinevatel liikidel – inimestel, rottidel, äädikakärbestel -, kuid kes arvavad, et uni tõepoolest on tarvilik ühel väga fundamentaalsel põhjusel. Nimelt, nad pakuvad välja, et uni on see hind, mille me maksame aju plastilisuse eest.

Meie aju on plastiline, ta muutub pidevalt. Ajus on neuronid ja nende neuronite vahel on ühendused, sünapsid, mis võivad olla erineva suurusega. Arvatakse, et just selles ühenduste rägastiku täpses arhitektuuris on peidus see, kes me oleme. Meie teadmised ja isiksus, meie vaimne olemus on kirjutatud närvirakkude ühenduste mustritesse. Just see ühenduste muster muutubki, on plastiline. Värskelt õpitu kajastub selle ühenduste mustri muutuses. Teie aju ei ole selle teksti lõpuks see sama aju, millega te seda teksti lugema hakkasite.

Tononi ja Cirelli romantilise idee lähtepunkt on, et ärkvelolevas ajus toimuvad need ühenduste tugevuse muutused nõnda, et keskmiselt, üle kõigi ühenduste, muutuvad ühendused tugevamaks. Toimub nii ühenduste tugevnemist kui ka nõrgenemist, kuid rohkem toimub tugevnemist. Ühenduste tugevnemise bioloogiliseks aluseks on aga see, et sünapsid muutuvad suuremaks. Ja suuremad sünapsid pole ilmtingimata head – nad võtavad ajus rohkem ruumi, mida seal pole, nad vajavad rohkem energiat, nad pidurdavad edasist õppimist. Majanduslikult väljendades võib öelda, et sünapsite suurenemine pole jätkusuutlik.

Seega on Tononi ja Cirelli arvates on tarvis sünapsite suurusi vähendada ja see saab toimuda just unes. Väidetavalt vähendatakse unes kõiki sünapseid võrreldaval määral ja seega jääb päeval õpitu (mis väljendub sünapsite suhtelises tugevuses) alles. Sünapsite vähendamine ei saa toimuda ärkvelolekus, sest ta muudab kõigi aju sünapsite tugevust ja kui samal ajal oleks neid sünapseid tarvis, et keskkonnas hakkama saada, tuleks sellest ainult pahandust. See, et sünapsite suurus ja arv ärkvelolevas ajus suureneb ja magavas ajus väheneb, on tänaseks tõepoolest eksperimentaalset kinnitust leidnud.

Imetajate ajus toimub sünapsite vähendamine Tononi teooria kohaselt läbi aeglaste lainete. Mudelite kohaselt on tegu iseennast reguleeriva süsteemiga: kui neuronite omavahelised ühendused tugevnevad, siis mõjutab iga neuron oma partnereid rohkem, kuni nad tulisklevad üheskoos aeglase laine rütmis. See sama tekkiv protsess, aeglane laine, aga omakorda vähendab sünapsite suurusi.

Muidugi on sellel romantilisel teoorial ka oma probleeme. (Nagu igasugu romantikal!) Üks probleem on järgnev: pisike pruun nahkhiir magab 20 tundi, samas kui hobune magab 3-4 tundi. Tundub ebaloogiline, et nahkhiire ajus muutuvad sünapsid ärkvel oldud 4 tunni jooksul niivõrd palju, et neid on tarvis reguleerida 20 tundi, samas kui hobune, kelle sünapsite tugevus on muutunud 20 tunni jooksul, saab sünapsite vähendamisega hakkama 4 tunniga. Sama pikkusega ärkveloleku jaoks koguneb nahkhiirel 25 korda rohkem unetunde ja on väheusutav, et see 25-kordne vahe on selgitatav sünapsite suuruse reguleerimisega. See ei tähenda, et see romantiline teooria oleks vale, kuid näib, et erinevate organismide unemustrite selgitamiseks on tarvis appi võtta ka muid põhimõtteid peale sünapsite tugevuse muutmise.

Teine probleem Tononi romantikaga on isiklik. Kui me vaatame iseenda, inimeste unemustreid, siis on ilmselge, et aeglaste lainetega uni moodustab meie unest vaid killukese. Seega Tononi teooria selgitab meie unemustritest vaid väikese osa. Ta ei üritagi vastata, mis funktsioon on kiirete silmaliigutustega (nö REM, rapid eye movements) unel. Ja tõepoolest, ega ta ei peagi seda vastama, sest sugugi mitte kõikidel loomadel pole REM und, kuid samas tähendab see, et Tononi teooria ei saa selgitada seda, miks meie uni on just selline nagu ta on. Tasub mainida ka seda, et ka aeglaste lainetega uni on iseloomulik vaid imetajatele ja lindudele, kuid Tononi ja Cirelli on öelnud, et muudel organismide (nt äädikakärbeste, kilpkonnade jne) puhul toimivad teised mehhanismid, aga kehtib sama printsiip – uni on sünapsite suuruse vähendamiseks. Ehkki see romantika võib olla vale, on ta tore ja on pannud mitmeid noorteadlaseid veelkord mõtlema selle üle, miks me ikkagi magame.

Eile ilmus ka pikk, põhjalik ja vabalt allalaaditav ülevaateartikkel Tononi ja Cirelli teooriast, niisiis need, kellele sellest lühitutvustusest väheks jäi, võivad ise edasi uurida. Head lugemist, head und!

Kas unenäod väljendavad mällutalletamise protsessi?

detsember 6, 2013 5 kommentaari

Kui jälgida, näha ja mäletada oma enda unenägusid, saab ka mõelda selle üle, mis need unenäod siis ikkagi on. Isegi kui neil ehk ei olegi funktsiooni, võib ikkagi küsida, miks nad on sellised nagu nad on. Nagu öeldud, aitavad unenäod paljastada aju tööd vabakäigul ja lubavad ehk nõnda mõista ka teatud ajuprotsesse.

Paar teadlast Harvardist on hiljuti välja pakkunud, et unenäod on just sellised, nagu nad on, sest nad väljendavad otseselt mällutalletamist. Selle idee kohaselt ei ole unenäod midagi muud, kui aken sellesse, kuidas ajus informatsiooni mällu salvestatakse.

See idee põhineb teadmistel, et rottide ajus toimub unes aktiivsusmustrite taasaktivatsioon ja et inimeste puhul vihjete abil seda taasaktivatsiooni käivitades saab mällutalletamist paremaks muuta. Neile ideedele on lihtsalt lisatud seik, et see, mida me unes näeme, kajastabki seda taasaktivatsiooni põhist mällutalletamise protsessi.

“Oot-oot!”, võiks öelda see, kes on enda unenägusid jälginud – on teada, et unes nähakse väga harva seda, mida päeva jooksul õpitakse. Seega see idee, et unenäod väljendavad mällutalletamist, ei tundu olevat niisama lihtsalt usutav. Tõepoolest, unes nähakse väga harva sündmuseid, mis vastavad üks-ühele õpituga. Näiteks ühes katses mängisid katseisikud enne magamaminekut intensiivselt tetrist, kuid sellegi poolest ei näinud nad unes mitte tetrise mängimist, vaid ainult sellega seotud elemente: langevaid klotsikesi.

Aga see ei ole probleem unenägude kui mällutalletamise teooriale: ajus kannavad samad neuronite võrgustikud kõiki meie mälestusi, seega uute mälusisude talletamine tähendabki nende uute mälusisude salvestamist sinna, kus kõik vanad mälusisud juba ees ootavad. Ja seetõttu ongi oodatav ja loomulik, et uute mälusisude talletamisel peaks need uued mälusisud olema kokku segatud juppidega vanadest mälestustest. Nii näiteks raporteerisidki need tetrise mängijad, et nad vahel nägid unes end tõepoolest mängimas tetrist, aga üllataval kombel selle vana versiooni, mida nad olid mänginud kunagi ammu lapsepõlves. Seega fakt, et unenäod ei kajasta õpitut täpselt samal kujul nagu ta sai õpitud, vaid segab kokku õpitu elemente sündmuste ja asjaoludega minevikust, pole selle teooria jaoks mitte probleem, vaid on vastupidi üks selle teooria keskseid tõendusmaterjale. Uued mälusisud talletatakse võrgustikesse, mis kannavad juba muid mälusisusid ja selle talletamise jooksul toimuv taasaktivatsioon tekitabki meie põnevad ja vahvad unenäoelamused.

See on ilus teooria. Tema kohta on veel väga vähe tõendusmaterjale, täpsemalt ainult üks töö, mille tulemused ei ole väga veenvad ja mida keegi pole veel korranud. Seega ei oleks ma nõus kihla vedama, et see just nii on – et unenäod on otsene vaade mällutalletamise protsessi -, kuid see idee on huvitav ja põnev ja näitab, et unenägudest tulenevad teadmised ei ole end veel ammendanud.

Lisaks illustreerib see teooria hästi ka seda, et teadlased on romantikud – nad otsivad lahendusi suurtele mõistatustele ja pakuvad välja igasugu teooriaid, mis kõlavad ägedalt – uni on mälusisude salvestamiseks! Unenäod on otsene vaade mälusisude salvestamise protsessile! Äkki läheb täppi! Teooria loojad kaitsevad ja hoiavad oma teooriat nagu beebit ja teised teadlased üritavad neid ümber lükata. Ja tihti selgubki, et need ilusad romantilised teooriad on ekslikud. Suurte teadusmõistatuste lahendamine on pikaajaline protsess, mille käigus pakutakse välja hulganisti valesid vastuseid.

Otsides unenägude funktsiooni

november 30, 2013 12 kommentaari

Läbi ajaloo on otsitud unenägude funktsioone. Unenäod on inspireerinud kirjanikke, filosoofe ja kunstnikke. Teadlased on uurinud, kas me näeme unenägusid mingi põhjusega, kas nendest on kuidagi meile kasu.

On arvatud, et unenäod sümboliseerivad allasurutud tunge. Sõna “sümboliseerivad” tähendab muuhulgas seda, et väidetavalt on unenägudel varjatud tähendus, mitte otsene tähendus. Ja väidetakse, et unenägude tõlgendamiseks tuleb tunda seda sümboolikat. Mõistes une salajasi sümboleid, on võimalik mõista une sisu. On palju raamatuid, mis on kirjutatud unenägude tõlgendamisest, unenägude sümboolika lahtimuukimisest. Inimesed on juba aastatuhandeid üritanud arvata, mis on unenägude tähendus. Kuid rohkem kui poole sajandi pikkune uurimistöö unenägude sisude põhjal pole andnud põhjust arvata, et unel on varjatud sümboolika.

Meie ajud on erinevad, erinevad kogemused on nad erinevaks teinud. Seega minu unenägu võib tähendada midagi mulle, kes ma tunnen enda kogemusi, kuid on raske uskuda, et keegi, kes ei tea mu kohta mitte midagi, oskaks arvata, mis on selle unenäo taga. Näiteks kui ma kirjeldan kellelegi oma unenägu, kus ma otsin omavahel riimuvaid sõnu ja olen enda peale pahane, kui read pähe ei tule, siis võiks sellest luuleridade otsimisest ja mitteleidmisest välja lugeda allasurutud tunge. Kui mitte teada unenäo nägijat, võiks sellele unenäole ja luuleridade otsingule anda igasugu kummalisi sümboolseid tähendusi. Miks peaks üks terve normaalne inimene muretsema riimide pärast? Ma ei kahtle, et sellele unenäole on võimalik leida väga väga põnevaid sümboolseid tähendusi, aga ma kahtlen, kas mõni neist midagi asjalikku ütleks.

Ehk olen ma selle kõik nüüd liiga põnevaks teinud, niisiis ma ütlen, mis minu arvates on selle unenäo taga. Seal pole midagi väga põnevat. Ma tõepoolest, ka ärkvelolekus, kirjutan riime. Ma olen seda teinud viimased viisteist aastat, kuid viimastel aastatel üha vähem. Ja vahel, kui ma nüüd otsustan kirjutada, ongi mul väga raske. Ma tunnengi, et mul ei tule häid ridu pähe. Istun ja üritan pastakast riime välja elada. Niisiis, ei mingit sümboolikat, ei mingit peidetud tähendust. See unenägu kajastab seda, mida ma kogen ärkvelolekus. Nagu mainitud, siis rohkem kui poole sajandi pikkune uurimistöö ei toeta teesi, et unel on mingi salajane sümboolika, mida oleks võimalik lahti muukida unenäoseletajate abil.

Tänasel päeval on teadlased on üsna ühel meelel, et unenägudel ei ole varjatud tähendust. Uurimistöö näitab, et unenäod on seotud unenägija argipäeva tegemistega, mõtete ja probleemidega ja seda ilma mingi maskeraadita. See ei tähenda, et unenäod oleksid tähtsusetud või tähenduseta, kuid see tähtsus ja tähendus avaldub ainult unenäo nägijale. Sellegi poolest on unenäod väga huvitavad: miks nad on just sellised nagu nad on?

Teisse äärmusesse kuulub teooria, mis väidab, et unenäod tekivad juhusliku ajuaktivatsiooni tagajärjel. Selle idee kohaselt liigub ajutüvest ajukooreni aktiivsuslaine, mis juhuslikult käivitab mingisugused aktiivsusmustrid, mis siis ajukoore poolt sünteesitakse unenäoks. See teooria ütleb muidugi, et tegelikult unenägudel polegi mingit funktsiooni.

Aga ka see teooria on väheusutav: Juhusliku aktivatsiooni teooria väidab, et unenäod on seetõttu kummalised, et nad kajastavad juhuslikke aktivatsioonimustreid, kuid päris kummalised unenäod moodustavad ainult paar protsenti meie kõikidest unenägudest. Tavaliselt on unenägudel selge struktuur ja tihtipeale kajastavad nad üllatavalt hästi inimese elu ja mõtteid. Muidugi jäävad meile rohkem meelde väga kummalised unenäod, kuid uurimistöö näitab, et unenäod ei ole juhuslikud, vaid peegeldavad hästi unenäonägija argipäeva, mõtteid ja muresid.

On vähetõenäoline, et see on täiesti juhuslik aktivatsioon, mis suudab tekitada nii mittejuhuslikud unenäod. Nagu näeme, võimaldab see, millised unenäod on, meil uurida seda, millised peaksid olema vastavad ajumehhanismid, mis neid unenägusid tekitavad: nad ei saa olla juhuslikud aktiivsusmustrid, vaid neil peab olema struktuur ajas ja ruumis just nagu unenägudel.

Ideid unenägude funktsioonide kohta on liikvel mitmeid. On näiteks inimesi, kes usuvad, et unenäod aitavad ette aimata tulevikku. Selle idee saab mitmel põhjusel kõrvale heita. Peamine põhjus on selles, et katseliselt pole õnnestunud näidata, et keegi tõepoolest unes midagi ette näha suudaks, ehkki see katse iseenesest pole keeruline – tuleb koguda raporteid selle kohta, mida katseisikud unes näevad, ja vaadata, kuidas see järgmistel päevadel toimuvaga haakub. See, et mõni meist vahel ärkvelolekus midagi kogeb, mida ta justkui unes näinud oleks, ei ole midagi üleloomulikku, vaid on selgitatav sellega, kuidas meie mälu ja mõtlemine töötavad – meile jäävad pisut moonutatud kujul meelde need üllatavad kokkusattumused, kuid me ei võta arvesse, et me näeme aastas tuhandeid unenägusid. Kui miljardid inimesed näevad tuhandeid unenägusid aastas, siis on ju oodata, et vahel satuvad unenäo sisu ja päriselu kokku. Lisaks ütleb terve mõistus, et kui unenäod aitaksid meil tulevikku ette näha, siis me ei unustaks enamikku oma unenägudest.

Sarnaselt on välja pakutud, et unenäod on päevastele probleemidele lahenduse leidmiseks. Sel juhul võiks ju arvata, et need inimesed, kes rohkem unenägusid mäletavad, saavad oma eluga paremini hakkama. Kuid see pole nii – uurimistöö näitab, et need, kes mäletavad rohkem unenägusid või mäletavad neid paremini, ei ole elus edukamad, targemad või muretumad. Seega on vähetõenäoline, et unenägude funktsioon on igapäevaste probleemide lahendamine. See sama põhjus on järjekordseks komistuskiviks ka ideele, et unenäod aitavad tulevikku ette näha – kui see oleks nii, peaks samuti paremini unenägusid mäletavad inimesed elus edukamad ja õnnelikumad olema, kuid unenägude mäletamise ja elus edasijõudmise vahel pole seost.

Äkki unenägudel ei olegi funktsiooni? Ehk on inimmõistus meile siin taas lõksu seadnud – meile näib, et unenägudel peab olema funktsioon, aga tegelikult polegi. Üks peamisi tõendusmaterjale selle kohta, et unenägudel kui teadvuselamustel ei ole funktsiooni, on fakt, et me unustame enamuse oma unenägudest – kui nad oleksid tähtsa funktsiooniga, siis me ju ei kaotaks neid igavikku. Lisaks tuleb arvesse võtta, et on inimesi, kes ei näegi unenägusid, kuid nad saavad oma eluga väga hästi hakkama. Aga see, et unenägudel ehk ei olegi otsest funktsiooni, ei tähenda, et nad ei oleks põnevad või et neid ei tuleks uurida.

Mind ennast on unenäod alati huvitanud, kuna unenäod avavad akna teadvuse uurimiseks. Unes olev aju on eraldatud keskkonnast, jookseb niiöelda vabakäigul. Seega need elamused, mis une ajal teadvuses lendlevad, ei ole piiratud keskkonna poolt. Unenäomaailmale seab reeglid meie enda aju, unenäomaailma materjaliks on see, mis on meie ajus. Meie aju, tema ühenduste rägastiku täpne muster, loob unenäomaailmale mänguplatsi ja mänguasjad. Seega see, millised unenäod on, ütleb nii mõndagi selle kohta, millised ajuprotsessid on teadvuse aluseks. Ja muidugi ütlevad unenäod nii mõndagi selle aju kohta, millel nad jooksevad. Unenägudel lihtsalt pole varjatud tähendust.

random_dream

Uni on üksikneuronite puhkuseks

mai 13, 2013 7 kommentaari

Me magame maha umbes kolmandiku oma elust … sest me magame. Arvatavasti pole ma ainus, kes on endale vahel, kui uni tuleb segama hea raamatu nautimist või kirjatöö lõpetamist, esitanud küsimuse, miks on tarvis magada. Mida see meile annab? Võiks ju pakkuda, et uni on puhkuseks, aga sel juhul võib küsimust täpsustada: miks ei saa puhata lihtsalt rahulikult lesides – miks on tarvis vajuda unne, vaimselt keskkonnast eemalduda, olla teadmatu ümbritsevas toimuvast? Kui uni on puhkuseks, siis me tahame teada, millised protsessid saavad une ajal sellist puhkust, mida nad ärkvelolekus lesides ei saaks. Miks me magame?

Viimastel aastatel on kõige populaarsemad olnud need teooriad, mis väidavad, et uni on mälusisude salvestamiseks, ja idee selle kohta, et une ajal vähendatakse sünapsite suuruseid.

Kuid klassikaliselt on nende teooriate kõrval alati olnud ka idee, et uni on tõepoolest puhkuseks – ajurakkude puhkuseks. Seega on mul hea meel, et Vladyslav V. Vyazovskiy ja Kenneth D. Harris on nüüd seda ajurakkude puhkuse ideed moderniseerinud ja muudavad oma peagi Nature Reviews Neuroscience’is ilmuva arvamusartikliga selle iseenesest lihtsa teooria taas päevakajaliseks.

Autorid toovad esile, et ehkki on olnud mitmeid ideid selle kohta, miks üksikud neuronid peavad puhkama, puudub arusaam sellest, kuidas see üksikneuronite puhkus on seotud aju üldise aktiivsusega. Autorite peamine tees on lihtne: kuna ajurakud on üksteisega tihedalt seotud (ühe ajuraku aktiivsus mõjutab paljude teiste oma; paljude erinevate ajurakkude aktiivsus mõjutab ühe ajuraku oma) on ainus võimalus neuroni puhkamiseks see, et kogu võrgustik (kümned tuhanded neuronid) puhkavad koos. Kui nad ei puhkaks koos, ei saaks ka üksikneuron puhata, kuna teised neuronid saadaksid talle pidevalt sünaptilisi sisendeid. Seetõttu tekivadki lokaalsed vaikimisperioodid, kus teatud ajupiirkonna neuronid lõpetavad tulisklemise ja on vaiki. Sellised lokaalsed vaikeperioodid on une (ja üldisemalt teadvusetu seisundi) tunnuseks.

See, et lokaalsed võrgustikud peavad koos vaikima, ei selgita siiski, miks uni on nii globaalne fenomen, kus kogu aju magab. Tõepoolest, meie ajus on 100 000 000 000 neuronit – võiks ju leida viisi, kuidas erinevad neuronipopulatsioonid kordamööda puhkavad? Vyazovskiy ise on ka näidanud, et roti ajus vajuvad üksikud närvirakude grupid unne, mis sest, et rott on ärkvel ja tegutseb. Niisiis, miks vallutab uni terve aju? Sellel on kaks peamist põhjust. Esiteks mõjub osaline neuronipopulatsioonide väljalülitumine halvasti kõiksugu vaimsetele võimetele, mis võib kokkuvõttes olla ohtlikum kui see, et kogu organism on mitteaktiivne (nt unise peaga autojuhtimine on ohtlikum kui seisvas autos magamine). Teiseks on võimalik, et globaalne uneseisund on siiski ajurakkude puhkuseks parem ja optimaalsem kui lokaalsed mikrouned. Tegelikult hetkel see päris täpselt selge pole, miks globaalne uni peaks ajurakkudele puhkuseks parem olema, kuid tegu on huvitava uurimisprobleemiga, millega järgmiste aastate jooksul hooga tegeldakse. Üks potentsiaalne vihje on muidugi see, et aju keemiline miljöö on globaalse une ajal väga teistsugune kui ärkvelolevas ajus – ehk see keemiline taust soosib neuronite kallal toimuvat parandustööd.

Aga miks ikkagi on seda parandustööd tarvis teha? Miks on üksikutel neuronitel tarvis puhata? Eelnevalt on välja pakutud ja artiklis saab ka autorite poolt korratud, et ärkveloleku ajal tõuseb neuronite mitokondrites reaktiivsete hapnikuühendite hulk, mis omakorda võib viia DNA ja teiste biomolekulide kahjustumiseni. Samuti viib ärkveloleku jooksul pidevalt toimuv valgusüntees voltimata valkude vastuseni. Kindlasti on neile lisaks veel mitmeid teisi põhjuseid (millest osasid artiklis ka mainitakse ja teisi veel ei teatagi), miks üksikneuronid vahepeal aktiivsusest puhkama peavad. Autorid võrdlevad seda protsessi lihaste väsimisega – kui teha lihaspingutust nõudvat tööd või trenni, lihased väsivad ja vajavad puhkust. Oluline on märgata, et lihased ei väsi mitte seetõttu, et nad oleksid kahjustunud, vaid nad väsivad ennatlikult, et kahjustusi ära hoida. Seega on Vyazovskiy ja Harrise arvates uni vajalik, kuna ta aitab ennetavalt ära hoida meie närvirakkudele ja ajule potentsiaalselt tekkida võivaid kahjustusi. Magagem!

Allikas:
Vyazovskiy ja Harris (2013). Sleep and the single neuron: The role of global slow oscillation in individual cell rest. Nature Reviews Neuroscience.

Unejuttu täiskasvanutele: ööloeng Tallinna Ülikoolis

veebruar 21, 2013 2 kommentaari

Mis on teadvus? Miks me magame? Miks me näeme unenägusid?

Need kolm küsimust hoiavad mind öösiti üleval, kuid ma loodan väga, et nad 7. märtsi õhtul toovad kuulajatele hea une, sest pajatan nendel teemadel Tallinna Ülikooli teadusnädala raames toimuval ööloengul.

Uurime seda, kuidas uneuuringud saavad aidata teadvuse probleemi kallal nokitsemist, kuidas teadlased ja muud nuputajad on läbi aegade otsinud selgitusi unenägudele ning mõtleme ka selle üle, kas uni on tarvilik ja kui jah, siis miks teda vaja on. Kui kedagi need teemad huvitavad, siis palun pange ennast Facebookis üritusele kirja, tulge kohale ja võtke padi kaasa!

Lisainformatsioon ürituse kohta on saadaval Facebookis