Neurobioloog Ilya Martynov - over de belangrijkste mysteries van de hersenen.
Er zijn veel experimenten die aantonen dat bij het bekijken / lezen / denken over een object en in direct contact ermee, dezelfde delen van de hersenen werken. Als u bijvoorbeeld het woord "koffie" leest, wordt de reukcortex geactiveerd. Waarom gebeurt dit?
Volgens Pavlov heeft de natuur ons de mogelijkheid gegeven om een tweede signaleringssysteem te ontwikkelen. Het heet spraak. Over het algemeen moet je, om ergens aan te denken, het eerst een naam geven, een woord bedenken / oppakken. Om een gedachte te formuleren, moet je woorden combineren.
Ons brein is verdeeld in een groot aantal functionele gebieden, maar ze werken allemaal als één systeem. We hebben primaire gebieden van de cortex die slechts één type informatie waarnemen, bijvoorbeeld een visueel beeld. Er zijn secundaire en tertiaire gebieden die stimuli generaliseren. Tertiaire regio's worden ook wel associatief genoemd - signalen van primaire en secundaire regio's worden erin gemengd (associatie).
Ilya Martynov.
Omdat ouders in de kindertijd informatie met woorden codeerden, leerden we de afbeelding met hen te vergelijken. Ze laten ons bijvoorbeeld speelgoed zien en noemen het ("dit is een auto"). In de occipitale gebieden van de cortex (waarneming van het gezichtsvermogen) worden cellen geactiveerd om het beeld van het speeltje te herkennen. In de tijdelijke gebieden van de cortex (gehoorperceptie) zijn er cellen die reageren op een geluidsprikkel (in ons geval de naam van speelgoed). In de associatieve gebieden worden verschillende parameters van de stimulus vergeleken, en zo kregen we een algemeen beeld van een typemachine, overeenkomend met een bepaald uiterlijk, tactiele gewaarwordingen ervan, het woord 'auto', zijn geluid, enz. In dit geval wordt zelfs een "spraak" -neuron gevormd.
Blijkt dat de hersenen levenservaring registreren door middel van associaties?
In feite leren de hersenen volgens het type complexe geconditioneerde reflexcomplexen. Wortelen zijn oranje. Konijntje - met twee oren. Hoe meer herhalingen, hoe sterker het netwerk van verbonden cellen in de hersenen wordt gevormd. Dat wil zeggen, hoe vaker je moeder je zei: 'Kijk, dit is een wortel, het is oranje', hoe sterker het zich in de hersenen nestelde op het niveau van synaptische verbindingen. Interessant is dat elke ervaring in zekere zin onze verbindingen in de hersenen 'soldeert'. De hersenen zijn erg plastic en passen zich, net als zachte klei, aan de omgeving aan (laten hun sporen achter). Zelfs als je deze tekst leest, herbouw je de verbindingen tussen hersencellen.
Promotie video:
Waarom ruiken we eigenlijk geen koffie als we het woord "koffie" zien?
Associatieve regio's verzamelen informatie uit verschillende delen van de hersenen. Daarom wordt het tekenen van een kopje koffie of het woord "koffie" zelf geassocieerd met een bepaald aroma. Je ruikt de geur niet echt, maar het spraakneuron (voor het woord "koffie") haalt automatisch informatie uit het olfactorische systeem. Dit is een extreem vereenvoudigd diagram, maar het werkt ongeveer zo.
Hoe maken de hersenen dan onderscheid tussen echte en ingebeelde koffiegeur?
Tot dusver is er geen consensus over het fysiologische mechanisme. Aangenomen wordt dat het signaal wordt onderdrukt omdat de sensorische systemen niet worden gestimuleerd. De hersenen zien de chemische stimulus bij de reukreceptoren niet en ontvangen er geen signaal van. Associatieve neuronen halen eenvoudig informatie uit het geheugen. Hierdoor kunnen we de hersenen niet in een complete puinhoop veranderen.
Maar in een droom of in het geval van hallucinaties wordt de remming van sensorische systemen uitgeschakeld, zodat we zien, horen en voelen wat niet is.
Wat gebeurt er in de hersenen van een persoon die aan het hallucineren is?
In de psychiatrie worden hallucinaties onderverdeeld in echte en pseudo-hallucinaties. Echte beelden zijn wanneer beelden worden geprojecteerd door een persoon van buitenaf en voor een persoon niet verschillen van echte objecten of stimuli. In feite zijn dergelijke hallucinaties een waarnemingsfout van de zintuigen. Met behulp van apparatuur kunnen we repareren dat een persoon echt iets hoort, ziet of ruikt dat in werkelijkheid niet bestaat.
Pseudo-hallucinaties zijn het 'zien' van beelden van niet-bestaande objecten in het bewustzijn, iets dat in iemands hoofd lijkt te leven. Wordt vaak aangetroffen bij mensen met schizofrenie, wanneer de aard van bewuste activiteit verstoord is. Een persoon neemt signalen niet met zijn ogen of oren waar, maar met een soort “binnenoog”, “binnenoor”. Hij denkt misschien dat hij door een muur heen kijkt of over superkrachten beschikt (wat hem realistisch lijkt), dat hij stemmen 'hoort' van Venus of de maan.
We weten uit scanonderzoeken dat wanneer een gezond persoon woorden spreekt, de delen van de hersenschors die verantwoordelijk zijn voor het gehoor, worden onderdrukt. Dit gebeurt niet bij patiënten met schizofrenie. Ze zien hun eigen innerlijke spraak ten onrechte als de spraak van een ander.
Tijdens hallucinaties worden de gebieden van de cortex die betrokken zijn bij de vorming van innerlijke spraak geactiveerd voordat de gebieden die verband houden met het bewustzijn van verbaal materiaal. Dat wil zeggen, iets binnenin zegt of schreeuwt, en de patiënt realiseert zich dat er pas met enige vertraging iets heeft geklonken.
Hoe komen hallucinaties voor bij mensen die niet schizofreen zijn?
Hallucinaties ontstaan om verschillende redenen - met ernstige vermoeidheid, intoxicatie, met pathologische processen in de structuren van de hersenen, vaak - tijdens het gebruik van psychotrope stoffen. De mechanismen van hun optreden zijn altijd verschillend, en velen van hen zijn nog niet volledig begrepen. Hallucinaties kunnen worden bekeken vanuit een biochemisch standpunt (op moleculair niveau) en neurofysiologisch (op het niveau van hersenstructuren).
Neem het voorbeeld van het effect van psychoactieve stoffen op de hersenen. Ons lichaam heeft een uitgebreid serotoninesysteem, vertegenwoordigd in verschillende delen van de hersenen. Dit is een groep cellen die serotonine gebruiken om met elkaar te communiceren. Serotonine-neuronen spelen een belangrijke rol bij stemmingsregulatie. Als de synthese van een stof wordt verstoord, kan een persoon een depressie ervaren. Normaal gesproken wordt serotonine geproduceerd in het lumen tussen de processen van zenuwcellen, waarvoor er speciale receptoren op het celmembraan zijn. Wanneer serotoninemoleculen de receptoren "raken", treedt een zenuwimpuls op en stroomt het signaal van de ene cel naar de andere.
Psychoactieve moleculen zoals LSD binden zich aan deze receptoren. Ze lijken de cellen te misleiden door zich voor te doen als een serotoninemolecuul. Omdat LSD-moleculen aan een groot aantal receptoren binden, worden verschillende hersengebieden willekeurig opgewonden, wat leidt tot een ongecontroleerde menging van beelden. Bovendien kunnen de hersenen ten onrechte informatie van sensorische systemen waarnemen, in de overtuiging dat het echt is. Dit is hoe we echte hallucinaties krijgen. Dit is slechts een van de mechanismen, er zijn andere.
Neurofysiologisch treden hallucinaties op een vergelijkbare manier op bij mensen met epilepsie. Beelden ontstaan door ongecontroleerde excitatie van verschillende hersengebieden en hun ontoereikende reactie op externe stimuli. Zulke patiënten hebben visioenen waarin niet-bestaande mensen hen benaderen, een vliegtuig vliegt met grote snelheid, een muur van vuur beweegt, enz.
De temporale regio's zijn vaak betrokken bij het pathologische proces. Wanneer deze delen van de hersenen beschadigd zijn, ervaart een persoon auditieve, reuk- en smaakhallucinaties.
Ze worden ook wel de "zone van God" genoemd omdat het activeren (of stimuleren) van bepaalde delen van de temporale kwab goddelijke inzichten of religieuze ervaringen kan veroorzaken. Is het mogelijk om op de een of andere manier te corrigeren wanneer een persoon zich verbeeldt, en wanneer hij daadwerkelijk waarneemt?
Zeker. Bijvoorbeeld volgens de activiteiten van de leidende en waarnemende schakels (in het bijzonder op het opgeroepen potentieel). Dit zijn de reacties van verschillende structuren van het zenuwstelsel op prikkels. Maar hoe de hersenen deze signalen zullen interpreteren (wat zullen de vervormingen zijn), of synesthesie zal ontstaan, is een andere vraag. De wetenschap heeft nog geen definitieve antwoorden met betrekking tot de subjectieve criteria van perceptie. De grens tussen imaginair en echt is erg dun.
Hoe maakt ons brein als geheel onderscheid tussen het denkbeeldige en het werkelijke? Als we het niet alleen hebben over zintuiglijke prikkels, zoals het geval is met het woord "koffie"
Eigenlijk is het slecht. Bovendien weet niemand wat echt is. De werkelijkheid is infrageluid, ultraviolette golven om ons heen en nog veel meer. We "kijken" ernaar, we "luisteren", "ruiken" het, enz., Zonder er zelfs maar van te weten. Het is niet nodig om te praten over het bewuste onderscheid tussen het denkbeeldige en wat wij de werkelijkheid noemen. Stel dat er een persoon is met een lensdefect, blind vanaf de geboorte. Op zijn twintigste liet hij een lens vervangen. Maar hij kan nog steeds rustig het raam uit! Waarom? Omdat zijn hersenen in de overeenkomstige ontwikkelingsperiode niet leerden de wereld als driedimensionaal te zien. Voor zo iemand mag er in principe geen visueel verschil zijn in "dichterbij".
De schrijver Ayn Rand probeerde in haar boeken het idee weer te geven dat de objectieve realiteit onafhankelijk is van de persoon die haar waarneemt. Het probleem is dat de objectieve realiteit tegenwoordig niet volledig begrijpelijk is door de methoden van de wetenschap. Wat weten we eigenlijk over een zwart gat als we ernaar kijken door een telescoop met röntgenstraling? In feite zien de hersenen van de astronoom enkele fluctuaties in straling, waarna de wetenschapper naar de interpretaties van de computer op het scherm kijkt, waarna hij de modeltekening van het object in zijn verbeelding voltooit.
Hetzelfde probleem met slaap. In een droom lijkt alles ongelooflijk echt voor jou. Volgens een van de hypothesen is slaap een psychofysiologisch proces, waarin de hersenschors zijn eigen werk ziet (alsof het een weerspiegeling is van zichzelf).
Op dit punt herinneren fysiologen zich graag de grote IM Sechenov, die schreef: "Er is geen verschil in de processen die zorgen voor echte gebeurtenissen in de hersenen, hun gevolgen of herinneringen eraan." Het blijkt dat dezelfde elementen in de hersenen werken, en het kan ze niet schelen.
In de jaren negentig ontdekte Giacomo Risolatti verbazingwekkende cellen in de hersenen die worden geactiveerd wanneer we de acties van andere mensen volgen. Ze werden spiegelneuronen genoemd. Uit deze experimenten bleek dat deze cellen, net als een spiegel, het gedrag van iemand anders in ons eigen hoofd 'weerspiegelen'. Hierdoor kunnen we voelen wat er met de ander gebeurt alsof we de handelingen zelf uitvoeren.
Zij zijn het die ons helpen ons te identificeren met literaire en filmpersonages. Denk je dat je levenservaring kunt opdoen uit boeken en films?
Ik weet niet zeker of je een volwaardige levenservaring kunt krijgen, omdat ik ten eerste niet weet wat het is en ten tweede, voor de hersenen, elke ervaring een ervaring is.
Over het algemeen maakt het de hersenen niet uit hoe ze hun neurale netwerken specialiseren. Maar als we met volwaardige ervaring het vermogen bedoelen om met andere mensen te communiceren, levensproblemen op te lossen, dan ligt het antwoord voor de hand - het is onmogelijk. In ieder geval zullen de hersenen ervaring nodig hebben om met echte mensen om te gaan.
Als we het hebben over de moderne wereld, waar je virtueel succesvol kunt worden, dan is het heel goed mogelijk om ergens zeer ervaren in te worden. U kunt leren programmeren en werknemer worden van een groot bedrijf vanuit het comfort van uw huis, zittend achter uw computer en tv.
Maar ook boeken en films zijn anders. Veel hangt af van de doelstellingen en einddoelen. We komen opnieuw de criteria tegen om het "nut" van ervaring te beoordelen.
Studies tonen aan dat goedgelezen en goedgelezen mensen een meer ontwikkeld vermogen tot empathie hebben. Dat wil zeggen, we leven gedeeltelijk het leven van de personages, werken door hun psychologische en levenssituaties als de onze. Vangen de hersenen ze net alsof ze echt zijn?
Moeilijke vraag qua evaluatie. Het oorzakelijk verband is moeilijk te beoordelen, aangezien het onduidelijk is of mensen na het lezen van boeken en het kijken naar films het vermogen tot empathie ontwikkelden, of dat ze aanvankelijk sympathieker waren en daarom meer (en blijkbaar bepaalde genres) lazen en keken. Maar als we argumenteren vanuit het standpunt van plasticiteit, kunnen we aannemen dat de ervaring die is opgedaan met boeken de synapsen echt opnieuw zal solderen, waardoor bepaalde stereotypen over de perceptie van relaties tussen mensen ontstaan.
Overigens wordt liefde bijna altijd vervormd beschreven. Zelf ben ik onlangs klaar met het schrijven van het tweede fictieboek (dit is mijn hobby) en ik begrijp dat ik vijf keer heb gelogen over de verhaallijn over liefde. En waarom allemaal? Omdat niemand van buitenaf naar gewone relaties zal kijken - je hebt pit, emoties, ongebruikelijke acties nodig. Vaak gaan mensen, na het lezen van fictie met scènes van levendige bekentenissen, op zoek naar iets soortgelijks in de werkelijkheid, waarbij ze soortgelijke gevoelens en situaties trappen. Maar helaas, de chemie van het leven is veel prozaïscher dan de 'fysiologische cocktail van liefde' die uit de pagina's van romans stroomt. En alleen al door onderzoek weten we dat ‘literaire’ liefde niet lang kan leven. Een maand, twee of drie. En dan - grijs alledaags leven.
Een vergelijkbare situatie met dialogen. Mensen praten zelden zoals in boeken (misschien wel jammer). Over het algemeen moedigt het lezen van boeken u aan om uw vocabulaire te verrijken en grammaticaal meer complexe zinnen op te bouwen. Onderworpen aan zorgvuldige lezing van complexe literatuur met goede redactie en proeflezen. Plasticiteit werkt hier met een knal.
Er wordt aangenomen dat voordat Turgenev over zijn beroemde jonge dames schreef, ze in werkelijkheid niet werden ontmoet - iedereen begon ze te zien, precies omdat hij ze had gemaakt. Of dat de mist in Londen niet voor iedereen bestond totdat ze door schilders werden geschilderd. Hoe correct zijn deze argumenten?
Ik geloof dat de vraag met de dames en mist van Turgenev hetzelfde verhaal is vanaf de kindertijd met speelgoed. Een persoon is geprogrammeerd om iets in samenhang te zien en waar te nemen. In feite is het voor de hersenen gemakkelijk om in stereotypen te denken, dat wil zeggen in eenvoudige spraakconstructies. En als ze ook levendige beelden oproepen, dan over het algemeen uitstekend. Om dezelfde reden plaatsen we labels. Als we een label hebben geplakt, kunnen we kalmeren, omdat we nu alles lijken te begrijpen over een persoon, een fenomeen, enz.
Dit fenomeen is nogal cultureel. Overigens zou ik hier heel voorzichtig zijn met generalisaties. Ik kan aannemen dat niet alle jongedames van Turgenev voor iedereen begonnen te bestaan, maar voor degenen die dit ten eerste konden begrijpen (niet iedereen kon in die tijd lezen), en ten tweede waren ze voldoende conform Reageer.
Evolutionair is er een mechanisme in ons gevormd om te geloven wat mensen die belangrijk voor ons zijn (autoriteiten) zeggen. We kennen zelfs de gebieden in de hersenen die verantwoordelijk zijn voor dit mechanisme (cingulaire cortex, sommige delen van de frontale, temporale lobben). Dus voor sommige mensen bleek Turgenev een autoriteit te zijn en ze pakten zijn idee op (een soortgelijk verhaal met mist, alleen daar zou het effect van massakarakter kunnen werken). Er waren natuurlijk geen speciale "Turgenev-dames". Gewoon conformerende meisjes begonnen te imiteren wat Ivan Sergejevitsj (trouwens een van mijn favoriete Russische schrijvers) had geschreven. Vandaar al deze flauwvallen (natuurlijk gesimuleerd!). "De jongedames van Turgenev", en voor velen de mist van Londen, bestaat zelfs vandaag niet. Ze zijn eerder alleen bedoeld voor mensen die veel hebben gelezen en vatbaar zijn voor beïnvloeding.
Dat wil zeggen, iemand herinnert zich misschien de mist in Londen, ook al waren ze er niet, en "er is geen verschil in de processen die de hersenen voorzien van echte gebeurtenissen, hun gevolgen of herinneringen eraan." Hoe "virtueel" is ons geheugen?
Deze vragen zijn complex, specifiek en ik ben geen expert op het gebied van moleculaire mechanismen van geheugen. Zoals ik al zei, worden synapsen constant opnieuw gesoldeerd onder invloed van de ervaring. In 2000 ontving Eric Kandel de Nobelprijs voor zijn ontdekking van de moleculaire mechanismen van het geheugen, waarmee hij de herstructurering van synapsen bewees terwijl hij een nieuwe vaardigheid leerde. Kandel en collega's ontdekten ook een cascade van chemische reacties waardoor de CREB-factor, die de RNA-synthese reguleert, wordt geactiveerd. Met andere woorden, ze vonden een hele chemische route die het werk van de genen van de zenuwcel beïnvloedt. Denk er gewoon over na! Je bestudeert iets en je genen beginnen anders te werken. Bovendien gebeurt dit constant met herhaalde presentatie van de stimulus.
Studies bij kippen hebben aangetoond dat het gebruik van een herinnering en de eerste registratie van het geheugen zelf soortgelijke moleculaire processen induceert.
In dit geval kunnen we zeggen dat ons geheugen niet "virtueel" is, maar erg dynamisch. Het is als een harde schijf waarop alles (of veel) zou veranderen als er nieuwe informatie werd opgenomen. In feite weten we niet volledig in hoeverre de binnenkomende informatie de synapsen in verschillende hersengebieden beïnvloedt.
Bovendien is dit slechts een onderdeel van een veel complexer en complexer proces. We hebben nog veel te leren over de mechanismen van het geheugen, en dat is geweldig, want we hebben nog veel te leren!
