"Om de een of andere reden heeft het universum wezens nodig die het kunnen begrijpen": neurowetenschappers - over welke geheimen onze hersenen verbergen

Moskou Instituut voor Psychoanalyse besteed "Big Biological College Hall" - een reeks lezingen over de moderne biologie en haar vooruitzichten. In dat kader vond op 31 mei 2023 een discussie plaats over de uitdagingen en problemen van de cognitieve neurowetenschap - de wetenschap van de hersenen. Tatyana Chernigovskaya, Alexander Asmolov en Olga Svarnik spraken over hoe deze richting zich ontwikkelt en wat we er in de toekomst van kunnen verwachten.

Een discussie opnemen Geplaatst op het kanaal Moskou Instituut voor Psychoanalyse, en we hebben er een schets van gemaakt.

Wat zijn de grootste uitdagingen voor neurowetenschappers?

Bij de studie van de hersenen bevonden wetenschappers zich in een paradoxale situatie. Het lijkt erop dat hoe betrouwbaarder informatie over het werk van ons hoofdorgaan verschijnt, hoe minder duidelijk het totaalbeeld wordt.

Er is veel kennis vergaard, maar wetenschappers weten niet zeker of ze de belangrijkste vragen goed kunnen beantwoorden: hoe en waarom werkt onze brein. Bovendien lijken onderzoekers veel meer vragen dan antwoorden te hebben.

De hersenen zijn het meest complexe systeem

Dit is de eerste en meest serieuze uitdaging. Wetenschappers hebben bewezen dat geen enkel systeem een ​​ander kan bestuderen als het tweede complexer is dan het eerste. Als de tweede gemakkelijker is, geen probleem. Maar tegenwoordig kennen onderzoekers geen enkel systeem dat complexer zou zijn dan de hersenen. Daarom is het moeilijker om het te bestuderen dan enig ander object van onze wereld. Dat denken tenminste neurowetenschappers.

Het is nutteloos om de hersenen alleen te bestuderen met behulp van hulpmiddelen

Wat is een brein? Het lijkt een heel simpele vraag. Aan de ene kant vinden we in elk anatomieboek het antwoord. Aan de andere kant, als je neurowetenschappers hierover vraagt ​​- vooral degenen die al heel lang onderzoek doen, zullen ze antwoorden: "Ik weet het niet."

De hersenen zijn natuurlijk een fysiek object dat een nauwkeurig meetbaar gewicht en volume heeft. We kunnen zeggen dat dit een orgaan is dat uit velen bestaat neuronen. Men geloofde ooit dat het er ongeveer 100 miljard waren. Nu ze de resultaten van nieuwe onderzoeken hebben ontvangen, hebben neurowetenschappers genoegen genomen met meer bescheiden aantallen: 85-86 miljard.

Maar dit aantal, hoewel nauwkeuriger dan wetenschappers eerder aannamen, helpt op geen enkele manier om te begrijpen hoe ons hoofdorgaan werkt. Het verklaart niet hoe we de wereld zien, hoe we beslissingen nemen, welke motieven ons ertoe aanzetten om deze of gene keuze te maken.

Misschien hebben deze neuronen zich verenigd in een gigantisch netwerk. In een systeem dat veel meer is dan de som der delen. Maar noch het tellen van neuronen, noch andere resultaten die wetenschappers verkrijgen met behulp van een verscheidenheid aan ultramoderne apparaten, helpen niet om te begrijpen hoe onze wereld werkt. denken.

Bovendien zullen instrumentele studies niet laten zien hoe het proces van creativiteit verloopt. Niemand heeft nog bedacht hoe te achterhalen waar briljante ideeën vandaan komen in de hoofden van wetenschappers, hoe inspiratie komt bij artiesten of muzikanten. En in het algemeen - wat is inspiratie, hoe wordt het gemeten? Spectrometers en scanners kunnen dit op geen enkele manier bepalen.

Er zijn cijfers, er zijn er veel. Er zijn nieuwe onderzoeken die ook moeten worden bestudeerd en in één model moeten worden ingebouwd. Maar het probleem is dat er tot nu toe geen theorie van de hersenen is die alle verkregen resultaten zou verenigen. Het moet nog worden gemaakt. En dit is een van de belangrijkste taken van moderne neurowetenschappers.

Het brein heeft meer mogelijkheden dan we ons kunnen voorstellen.

Een van de ogenschijnlijk simpele vragen: hoe kleine kinderen leren spreken? Er is genoeg materiaal voor onderzoek, want baby's zijn overal. Elk gezond kind begint vroeg of laat te praten. Maar hoe de hersenen met deze taak omgaan, is niet volledig bekend bij wetenschappers.

Ja, de baby hoort hoe volwassenen communiceren. Maar veel mondelinge informatie krijgt hij niet. Volgens de berekeningen van sommige onderzoekers zou een kind ongeveer 120 jaar nodig hebben om op dezelfde manier te leren spreken als de mensen om hem heen. Bovendien spreken veel van de volwassenen om hem heen met fouten. Ze kunnen zinnen niet erg correct bouwen, ze kunnen woorden niet erg duidelijk uitspreken.

Het lijkt erop dat er te veel fouten zijn. Maar het kind beheerst in korte tijd nog steeds de spraakregels. Als gevolg hiervan begrijpt hij de mensen om hem heen gemakkelijk en kan hij ze vertellen wat hij wil.

Misschien hebben onze hersenen vanaf de geboorte een soort taalmodules ingebouwd - die helpen bij het leren Grammatica. Of misschien zijn er geen aangeboren structuren - het is gewoon dat de hersenen informatie veel sneller kunnen verwerken dan onderzoekers denken.

Maar er is geen definitief antwoord op de vraag hoe mensen leren spreken. Het is alleen bekend dat neurale netwerken een heel ander leerprincipe hanteren dan een persoon.

Welke kennis uit andere wetenschapsgebieden helpt neurowetenschappers

Om de problemen op te lossen die zich tegenwoordig veel hebben opgehoopt, zijn hulpmiddelen en informatie uit andere gebieden van menselijke kennis nodig. Dit zijn de belangrijkste gebieden die belangrijk zijn voor neurowetenschappers om te begrijpen:

• Processen van intra-uteriene ontwikkeling van een persoon. Moet leren hoe de hersenen worden gevormd baby, welke informatie hij kan ontvangen en verwerken. Om bijvoorbeeld te begrijpen hoe spraak wordt gevormd, zou het goed zijn om te weten of de baby zijn moeder en de mensen om hem heen kan horen en hoe hij hun stemmen waarneemt.
• Kinder psychologie. Het is belangrijk om te weten hoe het kind omgaat met de wereld en hoe hij nieuwe kennis leert.
• Andere gebieden van de psychologie. Het zijn psychologen die zullen helpen begrijpen waarom iemand bijvoorbeeld niet aan het werk kan voordat hij de nadering ziet deadline. En waarom hij in deze toestand productief is, geweldige ideeën genereert en snel werkt. En als je kalm bent en geen haast hebt, is het resultaat merkbaar slechter. En dit is slechts een van de vele mysteries.
• Taalkunde. Kennis van de wetten van de taal stelt u in staat te begrijpen hoe geletterde spraak wordt gevormd.
• Training van neurale netwerken. AI is een heel ander soort intelligentie, niet zoals de onze. Maar het is de moeite waard om te weten welke methoden voor het verzamelen en verwerken van informatie bestaan ​​en effectief werken.
• Wiskunde. Bij de studie van de hersenen zijn nauwkeurige berekeningen en daarop gebaseerde conclusies noodzakelijk.
• Geesteswetenschappen en kunst. Het gebruikt geen algoritmisch type cognitie, zoals in de technische delen van kennis, maar een heel andere. De humanitaire sferen hebben hun eigen regels, die niet vertaald zijn in de taal van formules. Literatuur is een heel ander soort interactie met de wereld dan wiskunde. En muziek, schilderen, dans creëren over het algemeen een speciale, non-verbale taal. Er zijn geen woorden voor, maar we begrijpen elkaar op het niveau van beelden en emoties.
• Verhaal. Er zitten veel interessante dingen in, maar het is de moeite waard om speciale aandacht te besteden aan het leven en werk van genieën. Misschien zullen wetenschappers precies kunnen begrijpen hoe hun revolutionaire ideeën zijn ontstaan, welke gedachtegang en associaties de makers hebben geholpen om meesterwerken te creëren. Dit zal niet helpen om het proces van creativiteit te herhalen, maar zal de mechanismen van het menselijk brein verduidelijken.
• Filosofie. Dit is een van de belangrijkste wetenschappen waar neurowetenschappers niet zonder kunnen. Je kunt de hersenen niet bestuderen zonder te begrijpen wie een persoon is, wat hij op de planeet doet, waarom hij überhaupt leeft.

Niet elke neurowetenschapper kan op al deze gebieden een specialist zijn. Maar om ze te begrijpen, om te begrijpen hoe de resultaten van gespecialiseerde wetenschappers moeten worden geanalyseerd en toegepast, is een hersenonderzoeker nodig. En het werk van neurowetenschappers doet denken aan een klassiek detectiveonderzoek. Daarom hebben wetenschappers veel te leren van de belangrijkste helden van het genre - zoals Miss Marple of Hercule Poirot.

Welke vorderingen hebben neurowetenschappers al gemaakt?

Hier is slechts een van de vele ontdekkingen. Het blijkt dat onze hersenen niet in delen zijn verdeeld, die elk verantwoordelijk zijn voor hun eigen levenssfeer en het werk van anderen niet verstoren, zoals eerder werd gedacht.

In de informatieruimte was het idee van twee verschillende hemisferen erg populair. Volgens deze theorie was links verantwoordelijk voor logica en rechts voor intuïtie, inspiratie, emoties. Maar het bleek dat alles niet zo eenvoudig is en dat de hersenen één geheel zijn.

Een bewijs voor deze hypothese is dat hersendatabases elkaar overlappen. De afbeelding van een koffiekopje kan bijvoorbeeld tegelijkertijd in de secties "porselein", "schoonheid", "drankjes", "wat klopt", "alles met de letter H" staan. Dit is een heel vereenvoudigd voorbeeld, maar de hersenen werken op precies dezelfde manier.

Maar ook hier zijn er tegenstrijdigheden. Aan de ene kant werken de hersenen als een enkel apparaat. En als je bijvoorbeeld een persoon in een tomograaf stopt en hem spraaktaken geeft, dan is niet één zone actief, maar veel meer. Maar aan de andere kant, als tijdens een blessure of operatie maar één hersengebied beschadigd raakt, stopt de persoon met praten. Daarom is ook de theorie van het connectionisme verre van compleet.

Wat neurowetenschappers in de toekomst willen bereiken

Hersenwetenschappers zijn een beetje dichters. Ze geloven bijvoorbeeld dat elk neuron van de hersenen deel uitmaakt van één geheel, maar hij weet er niets van. Misschien is elke persoon, net als een neuron, ook maar een detail van iets veel groters dan we ons kunnen voorstellen.

Misschien zullen neurowetenschappers de mensheid helpen erachter te komen waarom het universum ons nodig heeft en welke rol we daarin spelen. Het werk van de hersenen beperkt zich immers niet tot het verzekeren van overleving, het vinden van voedsel en het creëren van comfortabele omstandigheden voor jezelf en anderen. De hersenen kunnen problemen veel serieuzer oplossen dan alledaagse.

Maar niets in de natuur gebeurt niet zomaar: als er een vermogen is, dan zal er zeker zijn waar het kan worden toegepast. Bovendien zal er zeker behoefte zijn aan het gebruik van een unieke vaardigheid.