Raamat: Ajust ja Arust

blogil on endiselt lõpp, aga 2017. aasta märtsis ilmus mul nutikale tavalugejale mõeldud raamat Ajust ja Arust. Raamat võtab kokku mu seiklused teadvuse probleemiga, une mõistatusega, eksib tehisintellekti maale ja pakub praktilisi nõuandeid selle kohta, kuidas aju paremini kasutada. Ahjaa, laste ajust ja selle arengust tuleb ka juttu. Näiteks uurib raamat, miks kolmeaastased vahel sigadusi teevad, kuidas väikesest lapsest saab inimene, miks teler või nutiseade teeb väikse lapse ajule karuteene, kuidas oma aju tõhusamalt kasutada, miks me magame, kuidas paremini magada, miks me kõik vahel rumalaid otsuseid teeme, miks teistel inimestel vahel meist nii erinevad (ja meie perspektiivist rumalad) arvamused on ja üht-teist leiab sealt veel.

Teiste arvamusi mu raamatu kohta vaadake Goodreadsi alt

Ja viide ka raamatupoodi.

 

 

8 aastat teadvuse blogi: nüüd on lõpp

8 aastat, 640 postitust, 2883 kommentaari – aitab ka! Tõmban joone alla siin. See lõpp pole nii hull: 1) Ega seda ajaveebi keegi ei kustuta, kõik materjalid jäävad huvitatutele alles ja ehk ka tulevikus leiab keegi siit mõne mõtte, 2) kui ma just muud väljundit ei leia, siis eks ma vahel ikka midagi siia postitan. Lihtsalt enam ma ei tunne end kohustatuna seda ajaveebi iga nädal materjaliga täitma.

8 aastat on pikk aeg. Miks nüüd lahutus?

1. teadvuse probleem on jäänud pisut igavaks. Seda on blogi lugejad ilmselt juba aastaid tajunud. Minu jaoks oli viimane piisk Renate doktoritöö, mille käigus me tegime nii mõnda huvitavat, aga hoolimata väga heast tiimist (Renate, Prof. Bachmann, mina) ei suutnud me midagi olulist korda saata. Mõnes mõttes võib isegi öelda, et ma natuke kahetsen, et tegin doktoritöö teadvuse teemadel, aga samas pole hullu – kogemused Max Plancki ajuuuringute instituudist, viis artiklit ja Raul Vicente Eestisse toomine jäävad alati positiivseks. Aga jah, teadvuse probleemiga võitluses teen ma (väikese) vahepeatuse.
2. ma nüüd võtan natuke aja maha ja olen tütrega kodus, isapuhkusel. Kõlab aktiivse noore teadlase jaoks nagu kõige rumalam otsus elus, aga mu abikaasa on mõlema lapsega kodus olnud kokku ca 2 aastat – ka tema karjäärile on see raske olnud. Ma ei saa talle kunagi seda aega tagasi anda, aga ma saan arusaamist ja tänu näidata, võttes puhkuse oma muidu üsna sujuvalt liikuvast teadlasekarjäärist. Kodu on alati tähtsam kui teadus. Aga kes mind tunnevad, aimavad juba, et eks ma üritan ikka mingit teadustööd ka teha. Tõsi, väikese koormusega jään tööle ka ja lisaks huvitavad mind hetkel küsimused, mida saab aidata vastata ainult üks 10-kuune.
3. mind on üha enam hakanud huvitama teadusprobleemid, mis ei ole vahetult teadvusega seotud. Näiteks küsimus sellest, mis teeb inimese eriliseks võrreldes teiste loomaliikide ja hetke tehisintellektiga, on üks praeguse aja olulisemaid. Tohutud investeeringud tehisintellekti uurimisse tähendavad, et näeme üha nutikamaid masinaid. Aga see, kui lähedale nad inimese mõistusele jõuavad, on veel ebaselge. Üks põhjus ebaselguseks on see, et me lihtsalt täpselt ei teagi, miks inimesed on niivõrd erinevad teistest loomadest! Mis teeb inimese nii nutikaks? Kas seda on võimalik järgi teha? Need on küsimused, millega tuleb tegeleda praegu. Maailma parimad mõistused üritavad rakendada tehismõistust ja lahti rakendada inimmõistust. Ehkki ma ennast nende parimad mõistuste hulka ei loe, tahan ma osa saada sellest tormijooksust, sest erinevalt teadvuse probleemist on võimalus, et need küsimused lahendatakse lähidekaadidel. See on põnev ja hirmutav korraga.

Suur aitäh kõigile, kes osa sellest 8 aasta pikkusest reisist kaasa tegid! Oli päris vahva seiklus.

Tee aju mõistmiseni: ikka tasa ja targu

 

Horisondi kodulehel on nüüd vabalt kättesaadav meie ajuteaduse seeria esimene lugu. Kopeerin teksti ka siia, aga piltidega on ilusam (vt lk 50)

Ajul on eriline roll meie käitumiste kordineerimisel ja teadvuselamuste loomisel. Aju talitlemise mõistmine on muljetavaldavalt keeruline. Siiski on teadlastel aju saladuste lahtimuukimisel õnnestunud teha mitmeid edusamme ja seega nihutada piirjooni meie poolt mõistetavate meile seni mõistatuslike nähtuste vahel.

Mõned meie organismi punktid on erilised. Kui kirurg elektrilise orgiga mööda inimese keha sisemust ringi kondab ja aeg-ajalt meie sisemusse särtsu laseb, leiab tüüpiliselt aset vaid mõni pisemat sorti lihastõmblus. Aju pinnale jõudes juhtub aga midagi küllalt dramaatilist. Pisikene elektrisärts aju kiirusagaras (vaata ka joonist) võib panna patsiendi käsi plaksutama ja jalgu liigutama. Mõni sentimeeter kukla poole liikudes tajub patsient elektrilise stiimuli järel hoopis kummaliste kujundite virtuaalset ringtantsu oma nägemismeeles. Kiirusagarast selle vahva orgiga otsmiku poole liikudes muutuvad patsiendi tundmused konkreetsetest nägemustest abstraktsemaks.

Laseme rääkida patsiendil endal: “Tunne on pigem selline, nagu tahaks leida pääsetee, kuidas millegagi hakkama saada. Nagu … nagu, kas ma saan, kas ma saan sellega hakkama? Kas ma saan sellega hakkama?” Kui arst küsib, kas tegu on pigem positiivse või negatiivse emotsiooniga, vastab patsient: “See on pigem positiivne tunne. Umbes nagu: proovi veel, proovi veel, proovi veel ja katsu sellega hakkama saada.”

See elamus, see hakkamasaamise tunne polnud esile kutsutud sugugi mitte keeruka olukorra poolt. Elamuse tekkeks oli tarvilik vaid patsiendi aju elektriline stimulatsioon. See on vaid üks näidetest, mis illustreerib, et kõik, mis me tunneme ja mõtleme, saab alguse ajus. Nobelist Francis Cricki sõnades: “Sina, Su rõõmud ja mured, Su mälestused ja ambitsioonid, Su tunne eneseteadvusest ja vabast tahtest, ei ole tegelikult mitte midagi enamat kui tohutu kogumi ajurakkude käitumine”.

Mõnes mõttes on eelnev väide üllatav ja ootamatu; “hämmastav” nagu Crick ise seda väidet iseloomustas. Aju, see umbes 1400 grammine organ, mis keemilises mõttes on enamjaolt üks suur rasvapall, peaks olema kõigi meie vaimsete võimete aluseks? Tundub uskumatu, kuid teie aju bioloogiline masinavärk võimaldab just praegusel hetkel kuidagimoodi käesoleva artikli tähemärkide tindimustri moondumist tähenduslikuks sisuks.

Inimaju mõistmine on suur väljakutse

Aju mõistmist on tihti kutsutud teaduse suurimaks väljakutseks. Selge see, sest aju uurimine aitab meil selgitada, miks me oleme just sellised nagu me oleme. Miks veedame kolmandiku oma elust magades? Miks imikud esialgu häälitsevad, siis lalisevad ja viimaks teise eluaasta kandis rääkima hakkavad? Miks narkomaanid oma sõltuvusest lahti ei saa? Miks mu mälu mind vahel alt veab? Miks vanaema enam väljas olles kodu üles ei leia? Miks alkohol mõne inimese agressiivseks teeb? Ajuteadusel on lootust anda vastuseid mitmetele inimese olemust puudutavatele küsimustele. Lisaks esitavad ajuteadusest tulevad probleemid väljakutseid ka arvuti-inseneridele. Kaasaja arvutiteaduse suurimad väljakutsed on arvutite nägema ja rääkima õpetamine ning robotitele kõndimise selgekstegemine.

Eelnevalt kirjeldasime, kuidas stimuleeriva elektriora mõne sentimeetrine liikumine aju pinnal muutis dramaatiliselt patsiendi käitumist. Tõsiasi, et kõik meie mitmekesised käitumised on sedavõrd pisikese pindala sisse kokku pakitud, annab märku inimaju keerukusest. Meie aju keerukus saab alguse inimkäitumise keerukusest. Inimaju ei ole hämmastav seetõttu, et ta suudab malet mängida, Horisondi artiklit lugeda, savist jooginõusid vormida, kuuekäigulist õhtusööki valmistada või korvpallimängus või tantsusaalis liikumist kordineerida. Inimaju on hämmastav, kuna ta suudab vajadusel seda kõike ja veel palju muudki. Putukatele ja tigudele, kes saavad maailmas hakkama pisut lihtsamate käitumismustritega, on looduse poolt antud selle võrra lihtsam aju.

Nii loomade kui inimeste käitumine tekib ajurakkude talitluse tagajärjel. Selleks, et mõista, kuidas aju meie käitumist kontrollib, ei piisa ainult aju piirkondade elektrilisest stimuleerimisest, vaid tuleb uurida ka ajukoe rakulist struktuuri. Meie ajurakud on imepisikesed ja ajju väga tihedasti kokku pakitud (vaata ka joonist).  Hinnatakse, et inimajus võiks olla umbes 100 miljardit närvirakku. Et bioloogidel tööd jätkuks, ei ole kõik närvirakud kaugeltki ühesugused, vaid erinevad üksteisest oma keemilise keele, kuju, ühendusmustri ja veel kümnete omaduste poolest. Erinevate hinnangute kohaselt on ajus enam erinevaid rakutüüpe kui terves ülejäänud organismis kokku. Sellest ajurakkude sasipuntrast just meid huvitavat käitumist vahendavate ajurakkude ülesleidmine ei ole lihtne.

Aju uurimise teeb märkimisväärselt väljakutsuvaks ka asjaolu, et närvirakud ei tegutse üksteisest isoleerituna. Iga närvirakk on ühenduses keskmiselt 10 000 teise närvirakuga. Seega ajurakkude vaheliste ühenduste arv on mõtlemapanev – 1 viieteistkümne nulliga. Närvirakkude vahelised ühenduskohad, mida nimetatakse sünapsiteks, on omakorda pidevas muutumises. Närvirakkude ühendusmustrid ja plastilised muutused sünapsites omakorda mõjutavad otseselt närvisignaalide mustrit ajus. Tänasel päeval on meil tihtilugu suuri probleeme nii ajurakkude töö vaatlemisega kui ka aju keele ehk siis närviimpulsside mustri lahtimõtestamisega. Kõige selle valguses on ehk mõistetav, miks väidetakse, et aju on meile teadaoleva universumi kõige keerukam masinavärk.

Me teame, et meie vaimsed protsessid põhinevad aju tööl

Õnneks on ajalugu sünnitanud piisavalt ajuteadlasi, kes selle keerukuse ees kartma ei ole löönud. Tänu neile on meil erinevate organismide ajude kohta kogunenud tohutult palju teadmisi. Antud artikliseeria eesmärgiks on tutvustada murdosa sellest, mida me aju kohta juba teame, kuid samas kirjeldada ka seda, mida me veel ei tea. Lahendatud probleemide nimistusse kuulub aju keemilise ja elektrilise suhtluskeele lahtimuukimine, lihtsamate õppimisprotseduuride ja mälumehhanismide füüsikaline ning algoritmiline kirjeldus, ajuproteeside ja implantaatide konstrueerimine. Lahendamata mõistatuste hulka kuuluvad näiteks keeruliste ajuvõrgustike struktuuri kaardistamine ja füsioloogia ning teadvuse suure probleemi lahendamine.

Antud artikliseeria tähtsaim eesmärk on innustada lugejat aju üle teadlikus keeles mõtlema. Ajal, mil horoskoobid ja posijad kaaperdavad inimeste aega ja raha, on tähtis, et inimestel oleks enda üle mõtlemiseks välja pakkuda alternatiivne raamistik. Esimese näitena kirjeldame siinkohal vast ajuteaduse suurimat saavutust: vastavuse loomist füüsilise ja vaimse tasandi vahel.

Mõtete allika avastamine polnud sugugi triviaalne ülesanne. Südamerütmi ja emotsioonide omavaheliste seoste otsene (kehaline) tunnetamine utsitas mitmeid antiikkultuure tunnete ja minapildi allikat hoopis südamesse paigutama. Aju tööd oli südame ilmselge tuksega võrreldes palju kergem kahe silma vahele jätta. Nüüdseks on ajukahjustusega patsiente uurides siiski selgeks saanud, et erinevad aju osad vastutavad erinevate vaimsete funktsioonide eest.

Näiteks kuklataguse ajupiirkonna kahjustus viib selleni, et teatud osa nägemisväljast kaob teadvusest, kusjuures see, milline osa nägemisväljast teadvusest välja langeb, on väga täpselt ennustatav selle järgi, kus täpselt ajukahjustus paikneb. Samas kõrgemate nägemispiirkondade kahjustus võib patsiendi tajus kaasa tuua probleemid nägude äratundmises või igapäevaesemete nimetamises. Erinevate ajupiirkondade töö spetsiifilisus väljendub näiteks selles, et leidub patsiente, kes ei suuda igapäevaesemeid tajuda, kuid suudavad siiski neid esemeid veatult haarata ja vastupidi – on patsiente, kes ei suuda objekte haarata, ehkki suudavad neid näha ja kirjeldada. Teatud oimusagara piirkondade kahjustuse tulemusena ei suuda patsiendid enam õppida uusi seiku ja fakte maailma kohta, ehkki nad suudaksid siiski õppida uisutama. Teatud kiirusagara kahjustuse tagajärjel võib tekkida sündroom, kus patsiendi enda käsi teeb asju, mida ta ei soovi. Näiteks võib käsi viisakalt lehvitada inimesele, kes patsiendile tegelikult ei meeldi, ilma et patsient seda tahaks. Seetõttu nimetatakse seda sündroomi tabavalt ka tulnukkäe sündroomiks. Otsmikusagara kahjustus võib aga viia selleni, et patsient ei suuda enam ette võtta isegi lihtsat tegevust nagu toiduvalmistamine, sest erinevate tegevuste reastamine ja planeerimine on tema jaoks muutunud võimatuks. Seega me teame, et erinevate ajupiirkondade töö on seotud erinevate vaimsete võimetega. Seega nende teaduslike tõendusmaterjalide valguses, mis me oleme tänaseks päevaks kogunud, on mõistlik arvata, et kogu meie „vaimne“ olemus on tõepoolest vahetult seotud aju tööga.

Hindame ka seda, mida me veel ei tea

Aga see ei tähenda, et me teame, kuidas täpselt ajus toimuvad otsustusprotsessid, kuidas talletuvad mälestused või kuidas aju töö tulemusena tekib inimlik intelligents või teadvus. Meie teadmiste augud on ajuteaduses sedavõrd suured, et neil on ilmselge praktiline tähendus. Aju biokeemia mõistmise puudujääkide tõttu puudub meil endiselt efektiivne ravi Alzheimeri, Parkinsoni, skisofreenia ja paljude muude ajutõbede vastu. Aju mittemõistmise tagajärjeks on näiteks ka see, et meie püüdlused intelligentseid roboteid luua ei ole ülispetsiifilistest tööstusrakendustest ja mänguasjadest palju kaugemale jõudnud. Nii inimlik uudishimu kui rakenduslikud aspektid motiveerivad praegust ajuteaduse buumi.

Kuidas siis ajuteadus inimkonna lahendamata probleeme ründab? Ühelt poolt lähenevad asjale tehisintellekti loojad, kes üritavad erinevaid algoritme proovides jõuda süsteemideni, mis inimesele sarnase paindlikkusega suudavad lahendada erinevaid ülesandeid (malemängust võileiva valmistamiseni). Teiselt poolt üritavad inimese ja primaatide ajude uurijad neile kättesaadavate tehnoloogiate abil aju füüsilist struktuuri mõõta, manipuleerida ja kaardistada. Kolmas lähenemine on uurida lihtsamaid mudelorganisme, kus kindlat käitumist vahendavad miljonite närvirakkude asemel kõigest kümned või sajad rakud. Näiteks puuviljakärbse toitumiskäitumist uurides saame juba praegu väga täpselt aru osadest reeglitest, mille abil närvisüsteem kontrollib näljatungi. Erinevate mudelorganismide ajude uurimine krabidest äädikakärbesteni ja kalmaaridest hiirteni on läbi ajuteaduse ajaloo viinud suurte läbimurreteni. Näiteks kõndimise koordinatsioonimehhanisme kirjeldati esimesena kassides, samas kui võrkkesta elektrilise keele lahtimuukimine sai alguse hobukrabide uurimisest.

Nagu järgnevad artiklid selles artikliseerias näitavad, on ajuteadus selliste lähenemiste abil juba praeguseks aru saanud mitmetest aju töö põhimõtetest. Seega tuleb teha teadust samm-sammult, tasa ja targu, ja hinnata kõigepealt seda, mida me juba teame. Ainult olemasolevate teadmiste põhjalik tundmine aitab tõeliselt mõista puudujääkide asukohta. Kutsume lugejat meiega koos ajuteaduse saladustes tuhnima. Saame üheskoos avastada, et palju näiliselt müstilisi fenomene on meile ammugi selged, samas kui palju igapäevast on meile endiselt tundmatu.

teadvusest, avameelselt, osa 2

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!

 

Vähem on rohkem: kuidas kasutada aju nutikalt

Ehk kõlab pisut paradoksaalsena, kuid edu nimel tuleb pisut vähem rabeleda, et ajudest maksimumi võtta.

Meie aju on imeline, parim arvutusmasin meile teadaolevas universumis. Tänapäeva töökeskkond teeb aga meie kolju sees olevast sportautost tõukeratta. Peamine põhjus on informatsiooni üleküllus, millega kaasnevad ajule väga ebasobivad tööviisid: 1) et kõigega kursis olla, on standardiks ülesannete samaaegne tegemine, st rööprähklemine, 2) Inimestele meeldib olla alati kättesaadav (“always on”), kohe igale e-kirjale või tekstisõnumile reageerida, 3) kuna infot on alati rohkem kui aega, kiputakse tegema üha pikemaid tööpäevi.

Nende tööpraktikate kohaselt aju kasutades muudame kahjuks aju imemasina taskukalkulaatoriks. Üks suur probleem tänapäeva töökeskkonnaga on, et aju on oma loomuselt väga vilets rööprähkleja. Mõtlemist vajavaid tööülesandeid teeb aju alati üksteise järel, mitte samaaegselt. Seega iga kord, kui tuleb tööalane telefonikõne või on tarvis sotsiaalmeedias vastata, peab aju ühelt ülesandelt teisele lülituma. See ümberlülitamine nõuab lisaressursse.

Mõttetöö ressurss ajus on aga piiratud – teadlik mõttetöö tundub subjektiivselt raske ja on ka ajule raske, niisiis suudab aju seda teha vaid piiratud aja. See teadliku mõtlemise ressurss võimaldab tulla loovate lahenduste peale ja hakkama saada mõtlemist vajavate tööülesannetega, aga kuna ta on piiratud, tuleb teda hoida.

Eelmise kahe punkti valguses tundub mõistlik soovitada järgmist: Tuleb keskenduda korraga ainult ühele ülesandele. Töötamiseks võiks panna kinni kõik muu (veebilehitseja, Facebook, e-post, nutitelefon, tüütu kolleeg), võtta maha kõik uuendused ja teated. Tööta rahus, tööta ühe asja kallal.

Ma juba aiman, et see soovitus tundub tobe, tagurlik ja vale – “nii palju on korraga toimumas, ma pean kõigega kursis olema ja vajadusel kiiresti ümber lülitama“. Arusaadav. Aga ega ühele ülesandele ei pea keskenduma mitu tundi. Oh ei.  Tee pause – niipea, kui tunned, et keskendumine kaob, tõuse laua tagant. Tuntud soovitus on teha tööd 25 minutit ja seejärel puhata 5 minutit. Seega ühele ülesandele tuleks keskenduda 25 minutit, seejärel võib paar minutit e-kirju vaadata ja telefoni piiluda. Ja järgmised 25 minutit võib võtta ette midagi hoopis teistsugust. Hea takt on näiteks kaks blokki mõttetööd ja üks blokk kirjadele vastamist.

Võib ennetada ka vastuväidet, et ühe ülesande tegemine on iganenud tööviis –  “kümne aasta pärast ei vajata enam süvenemist ja mõtlemist – edukas on see, kes suudab kiiresti palju infot analüüsida ja õigesti reageerida”. Kahjuks või õnneks on nii, et juba praegu oskab tehismõistus mitmes valdkonnas “kiiresti palju infot analüüsida ja õigesti reageerida” inimesest paremini, kümne aasta pärast ei ole inimesi selliste ülesannete täitmiseks enam tarvis.

Seega peame küsima, milles jääb inimene masinast paremaks. Milliseid tööviise peame õpetama noortele, et neil 10-20 aasta pärast töö oleks?

Lihtsustatult võib öelda, et masinad on inimesest paremad ülesannetes, kus on tarvis korraga mitmeid muutujaid arvesse võtta (näiteks otsustamine, milliseid kaupasid lattu tellida, arvesse võttes eelmiste kuude ja aastate andmeid). Meie aju seljatab aga praegu igasuguse masina töödes, kus on tarvis luua midagi uut – leida innovatiivseid seoseid erinevate muutujate vahel, et tulla loovate lahenduste peale (nt Skype või Transferwise idee väljamõtlemine).

Loominguliste lahenduste leidmine aga nõuab just probleemi süvenemist, mitte paljude faktide pealiskaudset teadmist. Ja ehk mõneti üllataval kombel ei tule lahendused siis tõenäolisemalt, kui pikki tööpäevi teha ja kui alati levis ja võrgus olla. Maailma mõtteloo ajalugu ja teadustöö näitab, et tihti tulevad lahendused tööalastele probleemidele hoopis puhates! Inglise keeles öeldakse kenasti, et lahendustega on seotud kolm B’d – bed, bus & bath. Eesti keelde võiks siis parafraseerida kolm V’d – vann, voodi ja vantsimine. Tasub märkida, et nutiseadmed ajule vastavat puhkust ei paku, kuna nendest tulev infovool kaaperdab ideede tantsuplatsi. Aju nutikuse tõstmiseks olgu õhtud nutiseadmete vabad.

Niisiis ajuteadusele tuginedes võime öelda, et kui eesmärgiks on rohkem innovatsiooni ja rohkem suuri ideid, siis peaksid kõik mõttetööd tegevad töötajad vähem töötama. Uute lahenduste peale tulemiseks peaks korraga keskenduma ühele tööülesandele. 12-tunniste tööpäevade asemel olgu hoopis 12 minutit tukastamist iga 8-tunnise tööpäeva keskel.

Artikkel ilmus originaalis Äripäevas.

 

Endel Tulvingu arhiiv: mälu-uurija mälu

Kirjutasin ERMi blogisse väikese loo tutvustamaks Endel Tulvingu arhiivi. ERMi blogis piltidega, aga tekst ka siia:

Endel Tulving on Eesti teadusele nagu Arvo Pärt Eesti muusikale. Nagu on muusikahuvilisi, kes teavad Eestist vaid seda, et Arvo Pärt on eestlane, on ka teadlaseid, kes on Eestist kuulnud vaid Endel Tulvingu nime. Endel Tulving põgenes II Maailmasõja lõpus Eestist ja on oma teadlasekarjääri veetnud peamiselt Torontos. Kuid sellest hoolimata on ta olnud läbi aastakümnete toeks Eesti teadlastele ja teadusele. Tema hiljutine kingitus Eestile on ERMis 2017. aasta sügisel avatav Endel Tulvingu arhiiv.

Elu jooksul kogutud teadmised ja kogemused – mälu – on aluseks sellele, kes me oleme. Endel Tulvingu panused mäluprotsesside mõistmisesse on nii põhjapanevad, et näiteks ingliskeelses Psühholoogia Wikipedias seisab tema kohta järgnev tutvustus: “paljud nõustuksid, et ta on läbi aegade kõige kreatiivsem ja nupukam teoreetik mäluteaduses”. Ma pole üldse kindel, kas Endel Tulvingu enda jaoks see oleks kompliment. Tema suured ideed põhinevad siiski mitte ainult mõtlemisel, vaid eelkõige ka nupukatel eksperimentidel.

Endel Tulvingu suurte avastuste hulgas on kõige tuntum ehk eristus semantilise ja episoodilise mälu vahel.  Semantiline mälu on meie üldised teadmised maailmast – Prantsusmaa pealinn on …; kotleti sisse käivad … või ehk nüüd uus teadmine, et Endel Tulving on maailmakuulus mäluteadlane. Episoodiline mälu aga sisaldab episoode, näiteks mälestust äpardusterohkest Prantsusmaa-reisist, esimest korda, mil ise kotlette tegite või mälestust sellest, kus täpselt te lugesite võrdlust Endel Tulvingu ja Arvo Pärdi vahel. See eristus semantilise ja episoodilise mälu vahel näib ilmselge, aga nagu teaduses (ja maailmas üldisemalt) ikka, tuleb esiteks millegi peale tulla ja seda veenvalt näidata, enne kui see ilmselgeks saab.

Kuid lisaks sellele jaotusele on Endel Tulving teinud palju muudki originaalset. Näiteks on mäluprotsesside üldisel mõistmisel fundamentaalselt oluline ka kodeerimise spetsiifilisus. Selle hirmsa sõnapaari taga peidab end iseenesest väga lihtne idee: mälujälje meenutamisel ei loe mitte ainult see, mis on talletatud, vaid eelkõige see, kuidas see miski talletatud sai. Toome esiteks ühe klassikalise näite katsest, mille sarnastega Endel Tulving oma kolleege kodeerimise spetsiifilisuses veenda üritas. Oletame, et lugeja peab meelde jätma järgnevad sõnad:

mahl, limonaad, piim, tee, vein, konjak ja kali.

Oletame veel, et kui tal kahe minuti pärast palutakse sõnad meelde tuletada, unustab ta sõna “tee”. Eksperimendi läbiviijal on lihtne see puudujäänud sõna meelde tuletada vihjega “seda on rohelist ja musta”. See kerge vihje tooks kohe meelde “tee”. Kuid kui lugejale vihjeks öeldaks “seda on kruusa või liivaga”, oleks ta ilmselt isegi rohkem segaduses kui enne. Need kaks vihjet – “rohelist ja musta” ja “kruusa ja liivaga” – on sõnaga “tee” seotud enam-vähem samal viisil, kuid määrav on see, et esitatud nimekirjas – teiste jookide kontekstis – kodeeris lugeja sõna “tee” tõenäoliselt ilmselt joogina, mitte kruusatee või asfaltteena. Seega ehkki sõna on ju sama – “tee” – loeb meeldetuletamisel see, kuidas see sõna kodeeritud sai: kas joogina või mõnes muus tähenduses. Kodeerimise spetsiifilisus ütlebki lihtsustatult, et meeldetuletamise edukuse määrab see, kuivõrd sarnased on meeldetuletamise ja mällu salvestamise ajal kontekst ja keskkond (üldisemalt: kuivõrd sarnanased on nende kahe tingimuse vahel aju aktiivsusmustrid). (Tegelikult on asjaolud pisut keerukamad … nagu teaduses ikka.)

Kindlasti võib mõni lugeja kehitada õlgu ja arvata, et tegu on tühise fenomeniga, mis ilmneb mitmetähenduslike sõnade korral. Kuid tänaseks on selge, et pea iga inimese jaoks oleks viga eirata kodeerimise spetsiifilisuse printsiipi, sest ükskõik kui keeruliselt see fraas ka ei kõla, annab ta meile mäluteaduse kõige praktilisema soovituse ükskõik mille meenutamiseks: kui tahate mingit sündmust või fakti mäletada, minge vaimselt tagasi sinna olukorda, kus te olite selle sündmuse toimumise või fakti õppimise ajal. Kui teil on tarvis meelde tuletada oma vennapoja nime ja te olite selle nime kõlamise ajal just tulnud väsitavalt jooksuringilt, siis tuleb teil see nimi paremini meelde pärast väsitavat jooksuringi. Kui õpite eksamiks, siis tasub näiteks närida mingit spetsiifilise maitsega (kurkumi?) närimiskummi ja sama maitsega näts endale ka eksami ajal suhu panna (erinevate eksamite jaoks kasutage erinevaid närimiskumme). Endel Tulving avastas, et mälusisude meeldejätmine ja meenutamine sõltub alati sellest, millised muud mõtted ja ajuseisundid parajasti aktiivsed on.

Endel Tulvingu ideed on olnud revolutsioonilised inimese mälu ja aju paremaks mõistmiseks. Tõin esile vaid kaks teoreetilist läbimurret, kuid Endel Tulvingu nime taha võiks neid kirjutada trobikond. Süstemaatilisemat ja põhjalikumat ülevaadet Endel Tulvingu tööst ja selle töö mõjust võimaldab 2002. aastal eesti keeles ilmunud raamat Mälu (tõlkinud ja toimetanud Marika Rauk ja Jüri Allik).

Kahjuks pole teaduses nii, et kolleegid iga vahva idee peale püsti hüppavad, aplodeerivad ja õnnitlema jooksevad. Ei, pigem kas ignoreeritakse neid mõtteid või heal juhul vaieldakse aastaid, enne kui need ideed omaks võetakse. (Nagu Endel Tulving selgitanud on: Lõpuks ütlevad kõik muidugi “me teadsime seda juba ammu”).

Selliseid vaidluseid Endel Tulvingu ideede üle leiab arhiivist mitmeid. Tõepoolest, suur osa praeguse arhiivi 1019 säilikust on just kirjavahetused Endel Tulvingu ja teiste teadlaste vahel. Palju kirjavahetusi on Endel Tulvingu endiste kasvandike ja heade sõpradega, aga ega needki pole täis kiitust ja õlalepatsutamist. Teaduses peetakse tihti tuliseid vaidluseid just heade kolleegidega, kelle puhul pole kartust, et nad asja liiga südamesse võtaksid. Ja enda tudengid on tihti need, kes tahavad endise juhendaja ideedele veel vürtsi lisada ja juhendaja varjust üle ja välja hüpata, tema mõtetega otseselt vaieldes ja võideldes.

Ja vaidlusteks põhjust on. Ehkki Endel Tulving on andnud uusi vaatevinkleid mitmetele teadusprobleemidele inimese mälu kohta, on mäluteaduses mitmed fundamentaalsed küsimused veel lahendamata. Miks mõned faktid / sündmused jäävad paremini meelde? Kuidas eelnev kogemus aitab meil uut teadmist salvestada? Mis see mälusisu ülse on? Kuidas mälusisud meie ajusse talletatud on? Või tulles tagasi semantilise ja episoodilise mälu vahel tehtava eristuse juurde: on selge, et kuidagi luuakse episoodilistest mälusisudest aja jooksul semantiline teadmine. Aga kuidas täpselt? Kui pikka aega see võtab?

 
Olen kindel, et Endel Tulvingu arhiiv sisaldab mitmeid kirjavahetusi, kus nendel teemadel juba vaieldud ja arutletud on. Seega pole kahtluski, et Endel Tulvingu arhiiv pakub lõputult juhtlõngasid Eesti praegustele ja järgmiste põlvede mäluteadlastele. Kuid see arhiiv on palju rohkemat kui vaid teadlaste Meka – see säilikute kogu aitab meil osa saada ühe erakordse inimese, erakordse eestlase dekaadidepikkusest uurimistööst inimeseks olemise aluste kohta.

 

Ajumeditsiin

Curly Stringsiga tuntuks saanud Eeva Talsi andis välja uue albumi. Pole just selle blogi mõõtu uudis? On ikka, kõik sõnad on kirjutanud keegi Juhan Aru.

Album on täis toredaid mõtteid, kauneid kaasakiskuvaid viise ja aitab teha paremat ajuteadust.  Ehk aitab see album isegi olla parem inimene.

Albumi nimilugu saab kuulata, vajutades alloleva pildi peale:

Viiteid: teadvus, ennustav kodeerimine ja muu

Eestikeelses populaarteaduslikus kirjanduses on ka hiljuti avaldatud mitu head lugu.

Prof. Bachmann väitleb viimases Akadeemia numbris loos “Teadvusenähtusi tähistavad mõisted ja psühhoanalüüs Eesti moodi.” selle üle, kuidas eesti keeles ikkagi teadvuse fenomene kirjeldama peaks. Bachmanni loo sihtartiklis Endel Talviku poolt võis kohata väljendeid nagu “teadvuslik teadvus”, mispeale Talis arutab, et see väljend viitab võimalusele, et oleks ka mitteteadvuslik teadvus, mis aga kõlab absurdselt. Talis toob esile ka teisi huvitavaid väiteid Talviku ja teiste poolt, millega ta päris nõus pole.

Horisondi veergudel on vahva artikkel Kadi Tulveri poolt, kes tutvustab lugejaile ennustava kodeerimise teooriat tabava pealkirja all: “Aju kui ennustamismasin – teooria, mis seletab ära kogu aju ?” See Küsimärk on nutikalt pandud, sest ega see ennustava kodeerimise teooria pole ka probleemideta – teda on väga raske täpselt testida. Aga Kadi artikkel annab sellest teooriast hea ja selge ülevaate. Mul on hea meel ka selle üle, et artikli esimene versioon valmis lõputööna minu kursusel “Valik teemasid tänapäeva ajuteadusest”, mille pidasin sügissemestril Tartus.

Eks ma ise ajan ka oma udu edasi, seekord jälle Priit Enneti teadussaates Labor, kus saate esimeses lõigus mõtisklen selle üle, kas tehisintellekt on inimesele lähedale jõudmas ja mis tal veel puudu jääb.

 

Renate räägib välja

Renate võttis ühel päeval üle kõik raadioeetrid ja rääkis teadvusest, teadvusetusest, tehisintellektist, ahvidest, inimestest ja oma doktoritööst nii Kukkuvas Õunas kui ka Laboris. Head kuulamist 🙂

Ajukoore tüki rekonstrueerimine ja simulatsioon

Oleme varem virisenud, et ehk polnud kõige otstarbekam anda miljard eurot inimaju mudeldamiseks, sest vastutava teadlastegrupi eelmisest projektist – roti aju mudeldamisest -, polnud veel selgeid tulemusi. Selle vastuväite võib nüüd mingil määral kustutada.

Värskes artiklis näitavad inimaju mudeldamise projekti eestvedaja Henry Markram ja teised, et eksperimentaalselt mõõdetud andmete põhjal on võimalik luua roti somatosensoorse ajukoore tükist ülidetailne mudel, mis a) täidab andmetes olnud lünki, b) käitub sarnaselt ajus mõõdetule, c) teeb eksperimentaalseid ennustusi, d) aitab ühendada andmeid ja teooriat. Ma olen kindel, et viriseda saab ka, aga esiteks vaadakem ja uurigem neid ressursse, mille see rahvusvaheline teadlaste tiim meile kättesaadavaks teinud on.