Atmintis, ko gero, viena svarbiausių smegenų funkcijų, padedanti įamžinti savo patirtį, įgauti įgūdžių ar tiesiog atlikti kasdienius veiksmus. Siekdamas ilgam išlaikyti gautą informaciją ar bent jos fragmentus, kiekvienas renkasi sau tinkamą mokymosi būdą, randa savitą įsiminimo kelią – užsirašydamas, kelius kartus garsiai arba mintyse pakartodamas, jo manymų įsidėmėtiną turinį. Vis dėlto, „atminties kūrimas“ yra ne tik išviršinis veiksmas – į mūsų bandymus išsaugoti gautas žinias ateičiai galima pažvelgti ir organine prasme, atkreipiant dėmesį į reiškinius, vykstančius mūsų smegenyse vykdant įsiminimo procesą.
Mokslininkų komanda iš University of Southern California vadovaujama Don Arnold ir Richard Roberts sukonstravo mikroskopinius endoskopus, kurie nušviečia sinapses gyvuose žmogaus neuronuose, pritvirtindami fluorescentinius žymeklius ant sinapsės proteinų. Reikia pažymėti, kad šio proceso vyksmas nepakenkia neurono funkcijai.
Fluorescentiniai žymekliai leidžia mokslininkams tarsi „tiesiogine transliacija“ matyti jaudinančias ir slopinančias chemines sinapses tuo metu, kai kuriama atmintis. Sinapsės yra matomos kaip šviesūs taškai, išsidėstę išilgai dendritų. Smegenims apdorojant naują informaciją, šviesūs taškai vizualiai nurodo, kaip keičiasi sinapsių struktūros. „Kai bandai ką nors įsiminti arba mokiniesi, smegenyse vyksta fiziniai pokyčiai. Pasirodo, jog pokyčio objektas yra sinapsinių jungčių išsidėstymas“, – teigė Don Arnold molekulinės ir skaičiuojamosios biologijos profesorius adjunktas.

Šaltiniai: http://news.usc.edu/#!/article/52496/what-do-memories-look-like/

Ar tabletės galėtų pakeisti tai, kaip suvokiame gera ir bloga? Molly Crockett su kolegomis Wellcome Trust Centre for Neuroimaging siekia ištirti, ar manipuliacija  antidepresantais gali paveikti smegenyse vykstančias chemines reakcijas ir taip daryti įtaką mūsų elgesiui, kai susiduriame su  moraline dilema.

Klasikinis minties eksperimentas, vadinamas Vagono problema: atitrūkęs traukinio vagonas nesuvaldomai juda link penkių darbuotojų, dirbančių ant bėgių. Jei nesiimsite jokių veiksmų, darbuotojai žus. Turite galimybę nusukti vagoną ant kitų bėgių, kur dirba tik vienas darbininkas. Jei perjungsite svirtį, žus vienas darbininkas, bet bus išgelbėti penki. Ar svirties perjungimas būtų morališkai pateisinamas?

Iš tiesų, žiūrint nešališkai, nėra vieno teisingo ar neteisingo atsakymo. Visgi galime pasitelkti dvi, viena kitai prieštaraujančias, moralinės minties mokyklas. Pavyzdžiui, utilitarinė mokykla, propaguota filosofo David Hume, vertina veiksmus pagal rezultatą: moraliai priimtini veiksmai yra tie, kurie suteikia daugiausiai naudos didžiausiam kiekiui žmonių. Priešingai šiam požiūriui, deontologinė mokykla, atstovaujama Immanuel Kant, kritikuoja pačius veiksmus: yra geri bei blogi poelgiai, o  jų išeigos nesvarbios. Vagono problemą sprendžiantys utilitaristai teigtų, jog yra priimtina nužudyti vieną, kad išgeltum kitus penkis. Tuo tarpu deontologai tvirtintų, jog nepriimtina nužudyti vieną dėl penkių, nes pats žudymo veiksmas yra neteisingas.

Molly Crockett ir jos kolegos pasitelkė trisdešimties savanorių pagalbą tam, kad įvertintų veiksmų moralumą panašiose į Vagono problemą situacijose. Tyrėjų komanda siekė išsiaiškinti, ar galima pakeisti žmogaus nusistatymą apie „gera“ ir „bloga“, naudojant neuromediatorių serotoniną. Neuromediatoriai yra cheminiai junginiai, kurie paverčia elektrinį nervinį impulsą, keliaujantį neuronu, cheminiu signalu. Tai reikalinga todėl, kad neuronai nėra tarpusavyje fiziškai susijungę – egzistuoja tarpai, vadinami sinapsėmis. Tam, kad nervinis impulsas pereitų iš vieno neurono į kitą, tarpas turi būti įveiktas; šią informacijos pernešimo funkciją ir atlieka neuromediatoriai. Eksperimente buvo naudojamas vaistas vadinamas selektyviu serotonino reabsorbcijos inhibitoriumi (slopintoju), SSRI. Vaisto veikimo principas: po to, kai serotoninas išleidžiamas sinapsėje, SSRI nebeleidžia serotonino įsiurbti atgal į ką tik signalizavusį neuroną. Tai reiškia, jog serotoninas lieka sinapsėje ir toliau aktyvuoja neuroną gavėją. Serotoninas liaudiškai vadinamas laimės hormonu (nors nėra hormonas!), nes reguliuoja nuotaiką. Depresija sergantieji dažniausiai turi nepakankamą serotonino kiekį. Antidepresantai, tokie kaip Prozac, šį kiekį reliatyviai padidina naudodami SSRI mechanizmą.

Vienoje bandymo dalyje savanoriai sprendė moralines problemas paveikti SSRI, o kitoje – išgėrę placebo vietoje tikros tabletės. Mokslininkus domino savanorių atsakymai dviem skirtingais scenarijais – „nuasmenintame” bei „suasmenintame”. „Nuasmenintas“ scenarijus primena jau minėtą problemą – reikia perjungti svirtį. Tuo tarpu „suasmeninto” scenarijaus atveju dilema iš savanorių reikalauja fiziškai agresyvesnio veiksmo:  vietoj svirties perjungimo, sunkvežimį galima sustabdyti po jo ratais pastumiant žmogų.

Nors abu scenarijai, perjungus svirtį ar pastūmus žmogų, baigiasi bent vieno asmens žūtimi, kad būtų išgelbėti penki, dauguma blogiau vertino „suasmenintą” veiksmą, fiziškai  susijusį su auka. Mokslininkų spėjimu taip yra todėl, jog vadinama „suasmeninta” situacija sukelia stipresnes emocijas, todėl savanoriai „jaučia“, kad toks veiksmas morališkai neteisingas.

Paaiškėjo, jog SSRI iš tiesų gali paveikti savanorių moralinį vertinimą. Po placebo piliulės vartojimo (t.y. nepaveikti cheminėmis medžiagomis) bandymo dalyviai buvo mažiau linkę pabrėžti „suasmenintą” žalą „nuasmeninto” poelgio atžvilgiu. O kai serotonino poveikis buvo padidintas naudojant SSRI, savanoriai buvo labiau linkę atsisakyti nuomonės, jog yra moralu užmušti vieną žmogų, jog išgelbėtum kitus, ypač „suasmenintose” situacijose. Kitaip sakant, savanoriai atsisakė utilitaristinio požiūrio.

Minutėlę atitrūkime nuo mokslinio tyrimo ir prisiminkime, jog argumentų kova tarp deontologistų ir utilitaristų truko ne vieną šimtmetį, todėl neįtikėtinai atrodo tai, jog šią dilemą galime išspręsti žmonių moralinius vertinimus paveikę tabletėmis. Ar Kant‘o ir Hume‘o nesutarimas nulemiamas keletos chemikalų smegenyse? Dar svarbiau, kokią įtaką tai gali turėti kitiems etiniams klausimams?

Eksperimento metu serotonino poveikis buvo specialiai suintensyvintas, visgi reikėtų įsidėmėti, jog realiame gyvenime serotonino kiekis natūraliai svyruoja dėl išorinių veiksnių, pavyzdžiui, dietos pokyčių ar padidėjusio streso. Tokia prielaida leidžia daryti išvadą, jog mūsų moralinės vertybės natūraliai kažkiek kinta, patiems mums apie tai nieko nenutuokiant.

Kodėl tai svarbu? Pasirodo, jog paprastas žinojimas, jog įsitikinimai gali būti pakeičiami, turi fundamentalią įtaką žmonių bendradarbiavime, paskatinant vienos pusės norą  derėtis su oponentais.

Pastarąjį teiginį pritaikykime realiam atvejui. Štai Izraelio ir Palestinos konfliktas yra vienas didžiausių ideologinių prieštaravimų šiuolaikiniame pasaulyje. Eran Halperin, Carol Dweck ir jų kolegos tvirtina, jog žinojimas, kad polemizuojančios grupių įsitikinimai yra kintantys, gali paveikti Izraelio ir Palestinos nusistatymą ir norą prieiti kompromiso . Mokslininkų eksperimente izraeliečiams bei  palestiniečiams buvo atsitiktinai duotas vienas iš dviejų straipsnių. Viename iš jų teigiama, jog ekstremistų grupėms būdingi nusistovėję, nekintantys įsitikinimai, kitame – jog grupių įsitikinimai gali pasikeisti. Skaičiusieji apie kintamas nuostatas rodė didesnį norą susitikti su oponentais bei ieškoti kompromiso sprendžiant probleminius klausimus tokius kaip Jeruzalės statusas ar izraeliečių gyvenvietės Jordano Vakarų krante ir Gazos ruože.

Sumuojant prielaidas atrodo, jog užtenka suprasti nuostatų kintamumą tam, kad taptumėme sukalbamesni ir geresni klausytojai vienas kitam. Neaišku, ar kada nors bus sukurtas „moralės vaistas”; į ši klausimą sunku atsakyti visų pirma todėl, jog turime nustatyti, kas yra moralė. Antra, kaip cheminės reakcijos keičia moralę dar nėra visiškai suprasta. Vis dėlto, preliminarūs tyrimai atskleidžia, jog turime nesibaidyti sveiko skepticizmo mūsų pačių supratimo kas morališkai bloga ar gera atžvilgiu.

Pagal: http://thinkneuroscience.wordpress.com/2013/02/25/can-pills-change-our-morals/

Jonas Kubilius  Belgijoje įgijo dirbtinio intelekto studijų magistro laipsnį ir ten pat tęsia eksperimentinės psichologijos doktorantūros studijas. Mokslininko pagrindinis tyrimu objektas — regėjimas. Pokalbyje su Neuromokslas. lt komanda mokslininkas atskleidžia savo darbo specifiką ir užsimena apie galimas neuromokslo perspektyvas Lietuvoje.

Kaip atradote neuromokslą, kokie asmeniniai interesai paskatino pasirinkti būtent šią mokslo sritį?

Man sunkiai sekėsi  sugalvoti, kuo būsiu užaugęs. Gabumų turiu viskam. Ypač pasisekė, jog studijavau Massachusetts Institute of Technology: kitaip nei Lietuvoje, pasirinkti studijų krypties iškart nereikėjo, o ir pasirinkus buvo galima keisti ar pritaikyti prie kintančių pomėgių. Taigi turėjau laiko paieškai, už ko „užsikabinti”. Institutas studentams sudaro galimybę ne tik studijuoti, bet ir dirbti laboratorijoje. Tuo metu buvo statomas neuromokslams skirtas pastatas, norėjau ir aš ten pabuvoti. Taip pakliuvau į prof. Nancy Kanwisher kognityvinių neuromokslų laboratoriją.

Pirmaisiais metais mano vadovas (dr. Daniel Dilks) aptikdavo mane snaudžiantį ant sofos su straipsniu rankose. Vėliau laboratorijoje dirbti darėsi vis įdomiau ypač dėl to, jog smagu buvo ginčytis su Danny. Artėjant studijų pabaigai, reikėjo apsispręsti, ką toliau studijuoti, todėl atrodė natūralu tęsti šituos tyrimus. Apsisprendžiau galutinai ir staiga pasidarė labai ramu ir aišku, kad taip ir reikia. Daug mąstydavau, kodėl aš toks, kodėl kiti tokie – o kas gi tai, jei ne noras suvokti, kaip mūsų smegenys veikia?

Kodėl vienu metu pasirinkote studijuoti du dalykus – dirbtinio intelekto magistro programą ir eksperimentinės psichologijos doktorantūrą? Kaip šios dvi sritys susijusios ir papildo vieną kitą?

Rinktis tikrai nesirinkau, tiesiog taip atsitiko. Kitaip nei Europoje, JAV po bakalauro galima rinktis arba magistrantūra, arba doktorantūra (į kurią automatiškai įtraukiamos ir magistrantūros studijos). Nors įstojau į universitetą Belgijoje, kažkodėl nutariau, kad magistrantūra man neprivaloma. Jau buvo pabodę laikyti egzaminus ir lankyti paskaitas kiekvieną semestrą, kai tuo tarpu laboratorijoje galima patogiu būdu atlikti savo tyrimus. Belgai neapsižiūrėję priėmė mane tiesiai į doktorantūrą. Paskui susigriebę, kad nepavyks apeiti taisyklių, „įtaisė” mane į vienintelę panašios pakraipos magistrantūrą, kad pabaigęs, galėčiau imtis doktorantūros. Galiausiai viskas išėjo tik į naudą, nes tai netikėtai sutapo su mano besivystančiu susidomėjimu technologijoms ir kompiuterine rega (computer vision).

Tiek dirbtinio intelekto, tiek eksperimentinės psichologijos tyrimų objektas yra smegenų veiklos suvokimas, nors, žinoma, metodai skirtingi. Dirbtinio intelekto tyrimuose biologiniam smegenų veikimui ir empiriniams duomenims skiriama mažai dėmesio, tiesiog reikia kurti sistemas, kurios atliktų reikiamas užduotis. Tuo tarpu eksperimentinėje psichologijoje daug visokių tyrimų apie viską, bet menkai jų formalizavimo matematiniais ar kompiuteriniais modeliais, kuriuos paskui galima kur nors pritaikyti. Atskirtis tarp šitų dviejų istoriškai susijusių sričių didelė, gal dėl to, kad psichologai programuoti nemoka, o programuotojai nesugeba įvertinti psichologų atrandamų dalykų. Tad man abiejų sričių žinojimas padeda.

Teko girdėti, jog užsiimate regos apdorojimo smegenyse  mechanizmų aiškinimu. Kokių įdomių aspektų pavyko atrasti? Kaip savo nagrinėjamą sritį ir veiklą apibūdintumėte paprastam, apie tai menkai išmanančiam žmogui?

Apie “įdomius atradimus” kalbėti dar anksti.

Aš tiriu, kaip žmogus apdoroja vaizdinę informaciją, patenkančią į akis. Kokiu būdu toje informacijoje mes sugebame išskirti daiktus? Į akį daiktai nepatenka, patenka šviesa, ir tame fotonų sraute nėra jokios nuorodos, kad štai apatiniame kairiajame regos lauko kamputyje pūpso kėdė. Tad bandau aiškintis, kaip ta informacija turi būti apdorojama, kad sužinotume, ką matome.

Dirbu dvejomis  kryptimis: skenuodamas žmogaus smegenis (su fMRI) ir modeliuodamas tuos rezultatus. Skenavimas leidžia gauti duomenų, kaip žmonės atlieka kokią nors užduotį: kokios smegenų sritys informaciją apdoroja ir ką joje išskiria. Modeliavimas reikalingas norint gautus duomenis formaliai paaiškinti. Geras modelis turėtų gebėti atlikti tą pačią užduotį kaip ir žmogus. Pakankamai daug ką empiriškai išsiaiškinus apie regos veiklą, toks modelis turėtų gebėti išskirti vaizde (pvz., nuotraukoje) objektus. Tai būtų mano tyrimų ilgalaikis tikslas.

Skaitytojui, dabar beveriančiam burną klausti, o kam gi visai tai naudinga, siūlyčiau užsimerkti ir pamąstyti, koks sunkus būtų gyvenimas be regos. Šitaip šiuo metu gyvena kompiuteriai. Kaip jie pasijustų ir ką galėtų nuveikti praregėję, nesunku įsivaizduoti.

 Ar siejate savo karjerą su Lietuva? Kokios perspektyvos, Jūsų nuomone, neuromokslui nusimato mūsų šalyje?

Neabejotinai, į Lietuvą žvalgausi. Man patinka čia esančios galimybės, kurių kitur negaučiau: galimybė dirbti taip, kaip noriu aš, naujai, kitaip. Žinoma, ne visos neuromokslų šakos čia gali klestėti. Neurofiziologiniai arba fMRI tyrimai brangūs. Bet kitos sritys, artimesnės computational neuroscience, reikalauja žymiai mažiau resursų, todėl Lietuvai labai tinkamos. O Lietuvoje su spartaus interneto galimybėmis, darbu kompiuteriais rimčiau užsiima ne vienas. Tokius talentus surinkus, šiek tiek „proto įkrėtus”, gali gimti perspektyva. Su kolega Ignu Budvyčiu ir dar keliais bendraminčiais miname kelią, kad tai atsirastų. Tai man ypač įdomu, nes tai nauja ir baugu.

Britų tyrinėjimai parodė, jog epilepsija sukelia dvasines, religines jausenas tam tikroje smegenų zonoje. Kiti tyrinėjimai atskleidė, kad viena smegenų sritis tampa nepalyginamai aktyvesnė, kai bandyme dalyvaujantys žmonės eksperimento metu mato religinius paveikslėlius arba yra paprašyti galvoti apie Dievą. Devyniasdešimtųjų pabaigoje Kalifornijos neuromokslininkai identifikavo smegenų dalį atsakingą už įsijautimą į religines jausenas. Tai dešinioji smilkinė skiltis, esanti šiek tiek aukščiau dešiniosios ausies bei laikoma atminties ir emocijų apdorojimo centru bei „Dievo tašku”. Ši sritis pasižymi aktyvumu, kai subjektai manosi bendraujantys su antgamtinėmis būtybėmis ar išgyvena priešmirtines būsenas.

Stebina tai, jog dvidešimt penki procentai žmonių, kurie patyrė dešiniosios smilkinės skilties sužalojimų sakosi girdintys Dievo balsą ar matantys jo veidą. Šios smegenų dalies sutrikimas paskatina religines vizijas, ekstazės jausmą ir panašius fenomenus.Teigiama, jog iškilios, savo religiniu tikėjimu pasižymėjusios asmenybės, tokios kaip Žana d‘Ark, turėjo įprastinių dešiniosios smilkinės srities epilepsijos simptomų, lydimų apsireiškimais, vizijomis ir priepuoliais.

 Neuromokslininkės Anne L.C Runehov knygoje „Sacred or Neural? The Potential of Neuroscience to Explain Religious Experience“ apibūdinamos ypatingos religinės jausenos, kurias patyrė konkretus žmogus: „Jaučiausi tarsi būčiau vienas visoje visatoje, kitaip sakant, vienas Dievo kūrinys, atrodė, kad aš buvau Dieve ir dieviškumas buvo manyje. Tai buvo nepakartojama jausena, kurios niekada nesu patyręs anksčiau. Pajaučiau užtikrintą ir stiprų jausmą, kad Dievas kviečia mane studijuoti teologiją ir tapti kunigu. Tai nebuvo žodžiai, bet žinojau, kad girdėjau Dievo balsą“.

Neuromokslininkų aiškinimu panašios religinės jausenos gali būti paaiškintos epilepsijos priepuoliais ar šizofrenijos haliucinacijomis. Teigiama, jog žmogaus smegenys pačios gali sukurti nematerialios tikrovės patirtį ir paskatinti ekstazės jausmą, laiko nuovokos praradimą. Tuo norima pasakyti, jog smegenys tam tikromis aplinkybėmis vaizduoja įvykius ir daiktus taip ryškiai, jog individui kyla nuojauta nemat šios jausenos veržiasi iš kūno ir turi sakralinį pobūdį.

Neuromokslininkai stiprias religines jausenas tapatina su smegenų pažeidimo padariniais. Kai kurie tyrėjai tvirtina, jog  tokios asmenybės kaip Žana d‘Ark, Motina Teresė, Šv. Paulius ir moderniojo spiritizmo pradininku laikomas E. Švedenborgas kentėjo nuo epilepsijos.

 Istoriniai pavyzdžiai parodo, jog žodis epilepsija yra siejamas su religingumu ne be reikalo.To įrodymas yra ankstyvoji graikų medicinos literatūra. Graikiškas žodis epilepsia reiškia „apimti, užpulti“. Pavyzdžiui, Hipokratas, kuris laikomas racionalios medicinos pradininku epilepsiją apibūdino kaip „Šventą ligą“. Lotyniška frazė morbus sacer „Šventoji liga“ akivaizdžiai parodo, kad požiūris į šį smegenų sutrikimą buvo glaudžiai siejamas su religija, todėl nesunku suprasti, kodėl senovės žmonės apie epilepsiją kalbėdavo štai taip:„ Tik Dievas gali priversti taip pulti ant žemės žmogų ir tik jis gali jį ar ją vėl sugrąžinti į gyvenimą„.

Šaltinis: Knyga „Sacred or Neural? The Potential of Neuroscience to Explain Religious Experience”; http://www.scienceiq.com/Facts/BrainGod.cfm

Parengė Greta V.