Przed nami neuroprzyszłość

Jolanta Białek, Piotr Żak: – Co to jest neurokognitywistyka?
Andrzej Wróbel: – To dziedzina nauki, która ma nam pomóc odkryć zasady funkcjonowania umysłu i zrozumieć je. Próbujemy to wyjaśniać przy pomocy badań aktywności sieci neuronalnej mózgu. Do tego zaś służą metody neuroobrazowania. To dzięki nim możemy zajrzeć w głąb żyjącego ludzkiego mózgu, badać rozmaite stany dynamiczne, które się składają na te tzw. wyższe czynności mózgu. Chociaż elektroencefalografia ma już ponad sto lat, to nowoczesne metody analizy EEG rozwinęły się dopiero w ostatnich dwudziestu latach. Mimo świetnej rozdzielczości w czasie, umożliwiającej śledzenie aktywności mózgu podczas szybko przebiegających procesów umysłowych, metoda ta ma słabą rozdzielczość przestrzenną. Kiedy kilkanaście lat temu wprowadzono do badań inne, charakteryzujące się lepszą rozdzielczością, metody badania funkcjonującego mózgu: magnetoencefalografię, tomografię pozytronową, czy funkcjonalny rezonans magnetyczny, narodziła się również neurokognitywistyka. Metody te pozwoliły nam bowiem zajrzeć w głąb funkcjonującego mózgu i zobaczyć, jakie jego struktury są aktywne, gdy podejmujemy określone działanie, gdy odczuwamy określone emocje, czy wreszcie – gdy powstaje określona myśl. Neurokognitywistyka powstaje więc na naszych oczach i jej rozwój jest rzeczywiście niezwykle intensywny. Dość powiedzieć, że w 1996 roku opublikowano na świecie około 120 prac prezentujących wyniki badań przeprowadzonych z użyciem metod neuroobrazowania, zaś w ubiegłym już około 2,5 tysiąca.

– Uczeni mają znakomite narzędzia do badania mózgu, coraz więcej o nim wiedzą. Czy znaczy to, że nic nie stoi na przeszkodzie, żebyśmy wreszcie poznali ludzki mózg?
– Przede wszystkim uczonym brakuje porządnej, całościowej teorii, która opisywałaby zasady funkcjonowania mózgu. Współczesne robocze hipotezy są jedynie opisowe. Przypuszczalnie prawie cały mózg bierze udział w analizie nawet najprostszego bodźca. Jeżeli widzę czarną kropkę, to wiele komórek w mózgu jest pobudzonych. Oczywiście najaktywniejsze są neurony układu wzrokowego, ale stan ten odróżnia się od innych tym, że pozostałe struktury są mniej pobudzone. To pozwala nam tworzyć dla specyficznych percepcji, czy czynności ruchowych mapy aktywności mózgu, na które składają się obszary aktywne i obszary nieaktywne. W przypadku bardziej złożonych czynności umysłowych mapy te są bardziej skomplikowane. Ta nasza przykładowa kropka może poruszać się w specjalny sposób lub rozbłysnąć tak intensywnie, że powstanie wrażenie ruchu lub bólu, zapoczątkowując procesy uwagi, emocjonalne i pamięciowe, czyli te wszystkie podstawowe elementy poznawcze, które budzą się w mózgu, kiedy dociera do niego bodziec. Teoria, o której mówimy, zakłada też, że neurony, które biorą udział w przetwarzaniu danej percepcji zmysłowej, aktu ruchowego, czy emocji, tworzą w różnych częściach mózgu tzw. zespoły komórkowe. Zespół taki wyróżnia się wśród miliardów innych aktywnych neuronów tym, że składające się na niego neurony synchronizują swoją aktywność w określonym czasie, to znaczy równocześnie przesyłają między sobą potencjały czynnościowe. Taka zsynchronizowana grupa neuronów stanowi prawdopodobnie mózgową reprezentację danego ruchu, danej myśli czy emocji. Zespoły neuronalne możemy odnaleźć i przyjrzeć się im dzięki specjalnym technikom analizy EEG lub innym metodom neuroobrazowania.

– Powiedział Pan, że takich zespołów może równocześnie tworzyć się w mózgu wiele. Jak mózg radzi sobie z ich rozpoznawaniem?
– Mózg zakłada jednoznaczność percepcji i akcji. Na ogół jest tak, że widok określonego przedmiotu budzi w nas jednoznaczne skojarzenie. Na przykład patrzymy na kubek, który jest częściowo czymś przysłonięty. W naszym mózgu powoduje to pobudzenie wszystkich komórek, które były aktywne zawsze wtedy, gdy patrzyliśmy na cały kubek. Mózg albo akceptuje, że mamy przed sobą kubek, albo – jeżeli jest to niezgodne z kontekstem – nie akceptuje i wtedy pobudzony zostaje inny zespół komórek, na przykład rozpoznający szklanki. I tak do skutku. Takie zespoły komórkowe, aktywowane przez sensowne bodźce, nazywane są atraktorami. W danym momencie do świadomości dociera tylko jeden atraktor. Warto tu zapamiętać, że świadomość to mniej niż jeden promil działalności mózgu. Nawet procesy myślowe, z których tak j...