"Gli scienziati hanno risolto il mistero del pensiero"? Finora, purtroppo, non ancora del tutto, ma il processo è in corso. Vorrei, naturalmente, un giorno scrivere una nota di divulgazione scientifica con un titolo del genere, ma è improbabile che vivremo. C'era persino la tentazione di chiamare questo articolo così, in anticipo, la mano è andata da sola. Ma ci siamo ancora trattenuti, perché non è così che si fanno le cose nelle neuroscienze. Tutto avviene qui gradualmente. I lavori scientifici dell'ultimo mese sono solo alcuni passi in più per rispondere alla domanda: "Cos'è la coscienza e come funziona?" Ma per noi, ingenui laici, è anche meglio muoverci verso la comprensione di questo segreto gradualmente (altrimenti, ci mancherebbe, nel momento più importante non capiremo niente e ci arrabbieremo).
Quindi, oggi - tre passaggi, tre semplici fatti sul lavoro del tuo cervello.
1. Il cervello pensa con il corpo
Qui, ad esempio, ti sei messo in testa di leggere l'antico poeta Catullo *. I tuoi occhi corrono attraverso le linee:
Attis si precipitò attraverso i mari in una barca leggera e volante, Affrettato con una corsa veloce nel deserto delle foreste frigio, In quelle macchie di fitti boschetti, ai luoghi sacri della dea.
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Incitiamo con una passione violenta che si è trasformata in rabbia ubriaca, Castrò il suo giovane corpo con una pietra affilata.
A quest'ultima frase, il lettore maschio probabilmente sentirà uno spiacevole brivido nella parte inferiore del corpo ("dove camminava la vigorosa falce", come ha detto in un'altra occasione un altro poeta, Fëdor Tyutchev). Scopri cosa significa nel linguaggio delle neuroscienze: mentre leggevi una frase, il tuo cervello era impegnato a riconoscere le parole. In esso, nel cervello, ci sono zone speciali specializzate nella comprensione della lingua. Tuttavia, un brivido spiacevole, palpabile quasi fisicamente al momento della lettura della parola cara, ci dice che per qualche motivo aree del cervello completamente diverse sono state coinvolte nella questione, quelle che sono incaricate di elaborare i segnali dalle parti periferiche del corpo. Domanda: è successo per caso nel processo di percezione di un testo letterario o c'è qualche aspetto importante del cervello?
Anche se il nostro lettore pensa che questa sia una domanda stupida, i neuroscienziati non la pensano così. Inoltre, studiano da tempo questo fenomeno. All'inizio degli anni 2000, si è scoperto che quando una persona sente i verbi "correre", "colpire" e "baciare" - c'è un flusso sanguigno alle aree del cervello che controllano, rispettivamente, gambe, braccia e labbra. Alla luce dell'esperimento mentale con il testo di Catullo che abbiamo esposto all'inizio di questa sezione, tali risultati non sembrano affatto sorprendenti. La domanda principale è questa: questa attività della corteccia motoria e sensoriale è davvero necessaria per capire ciò che il cervello ha appena sentito o letto? Forse questo è solo un effetto collaterale: prima, le parti del cervello specializzate nel linguaggio capiscono ciò che viene detto, e poi altre parti si eccitano leggermente, anche se nessuno glielo chiede?
Nel primo compito, era necessario determinare rapidamente se la parola avesse un significato. Ad esempio: "disegnare" - premere il pulsante destro, "shmakish" - premere il pulsante sinistro.
Un punto di vista alternativo è che questo fenomeno è parte integrante della comprensione della lingua. È supportato dal fatto che le aree motorie reagiscono ai verbi che significano un'azione molto rapidamente, dopo solo 80 millisecondi, ovviamente più velocemente della comprensione della parola. Questo punto di vista sta guadagnando popolarità, ma il verdetto finale non è stato ancora pronunciato.
È questa l'ipotesi che i neuroscienziati della Higher School of Economics di Mosca, tra cui Yuri Shtyrov e Andrey Myachikov, hanno cercato di confermare. Questo argomento è oggetto del loro recente lavoro scientifico pubblicato sulla rivista Neuropsychologia.
Per scegliere una delle due spiegazioni, è necessario fare quanto segue: impedire in qualche modo alla corteccia motoria di partecipare al lavoro sulla comprensione del testo. Se la comprensione si deteriora o rallenta, significa che il cervello ha davvero bisogno di coinvolgere una varietà di aree, e non solo i famigerati centri linguistici dell'emisfero sinistro. Se no, allora no.
"Interferire con il cervello" è oggi accettato utilizzando la stimolazione magnetica transcranica: un impulso di campo magnetico spegne temporaneamente alcune parti della corteccia. Questo non è più dannoso di una risonanza magnetica, e quindi 28 volontari per gli esperimenti non erano difficili da trovare. A loro sono stati offerti due compiti. Nella prima, è stato necessario determinare rapidamente (premendo un pulsante) se la parola che appariva sullo schermo avesse un significato. Ad esempio: "disegnare" - premere il pulsante destro, "shmakish" - premere il pulsante sinistro. Il secondo compito è un po 'più difficile, poiché richiedeva non solo di capire che la parola ha un significato, ma anche di capire cosa significa. I soggetti dovevano distinguere le azioni concrete da quelle astratte, ad esempio: "scrivi" - un'azione concreta, "credi" o "perdona" - astratto.
Nel frattempo, i soggetti stavano risolvendo problemi (o meglio, entro 200 millisecondi dopo che la parola era apparsa davanti ai loro occhi): un impulso magnetico si precipitava attraverso i loro crani alla corteccia motoria, a quella parte di essa che controlla i movimenti della mano destra. Avrai notato che entrambi "disegnare" e "scrivere" - azioni eseguite dalla tua mano?
"So di non sapere nulla" - questo è un discorso ozioso, ma Socrate era ancora un saggio
Se il lettore è interessato a sottigliezze sperimentali, riserve e correzioni, lo rimandiamo all'articolo per riferimento, non è così difficile, soprattutto se sei un neuroscienziato con un diploma. Per il resto riportiamo il risultato: sì, l'effetto è stato infatti osservato. Cioè, la capacità di distinguere parole significative da parole prive di significato non è stata influenzata da uno shock magnetico alla corteccia motoria. Ma nella scelta tra azione astratta e concreta (quando era necessario capire il significato della parola), la differenza era evidente: quando la corteccia motoria era inibita, i verbi concreti "disegnare" e "scrivere" venivano riconosciuti più lentamente, e astratti "credi" e "perdona" - al contrario, più velocemente … Quindi, abbiamo bisogno della corteccia motoria non solo per agitare inutilmente le mani o disegnare manubri, ma anche per capire la lingua.
Un lettore attento deve avere una domanda. Ok, "disegni" è un verbo semplice e comprensibile, prendi una matita in mano e disegna. Ma può anche essere usato in un altro senso, ad esempio: "Nel tuo discorso disegni prospettive luminose" - nessuna mano è chiaramente coinvolta qui. Oppure, per esempio: "Ti sei ubriacato così tanto ieri - non canti né dipingi". Hai bisogno di una corteccia motoria per capire questi giri di parole figurativi?
Non tutto in una volta, lettore frettoloso. Scienziati della Higher School of Economics stanno lavorando proprio ora su questo, ei risultati saranno riportati in una conferenza a San Francisco alla fine di marzo. Se si crede alle tesi pubblicate del loro messaggio (e le tesi sono mezza pagina di testo senza alcun dettaglio), in "espressioni figurative" si dovrebbe distinguere tra metafora e idioma. Ad esempio, "lanciare una pietra" è un significato letterale. "Smettere di fumare" è un uso metaforico in cui invece di "smettere" puoi usare il verbo "smettere" o "smettere". "Gettare un'ombra" è un idioma: è impossibile scomporlo in parole separate e comprenderle separatamente l'una dall'altra. Sembra che la corteccia motoria non sia necessaria per comprendere la metafora. Ma gli idiomi in questo senso si comportano esattamente come i significati letterali dei verbi …
… Ma shhh. Gli autori dello studio ci hanno esortato a non entrare nei dettagli di questo lavoro. Siamo stati spinti a menzionarlo solo dal fatto che non troppo spesso un risultato scientifico di alta qualità viene pubblicato da scienziati del loro paese d'origine. Shtyrov, Myachikov ei loro colleghi (sebbene lavorino non solo a Mosca, ma anche in danese Aarhus e in inglese Newcastle) sono esattamente le persone a cui si può letteralmente attribuire l'espressione "scienza russa". E poiché stiamo celebrando la Giornata di questa scienza molto russa l'8 febbraio, questa è un'ottima occasione per congratularmi con i nostri compatrioti e parlare dei loro risultati - spero, senza distorcere o confondere nulla.
E poiché le prossime due sezioni non si applicano più alla scienza russa, le presenteremo in modo molto più breve e conciso.
2. Il cervello sa ciò che non sa
"En eda oti uden eda", avrebbe detto Socrate (cioè, è possibile che sia stato Platone a inventarlo, e certamente la frase è stata interpretata male da colui che l'ha tradotta dal latino in greco). Mi sembra che Socrate non l'abbia detto, perché "So di non sapere niente" è un discorso ozioso, ma era pur sempre un saggio. Un'altra cosa è sapere esattamente quello che sai e quello che non sai: questo ispira rispetto. E per questo sarebbe bello avere una sorta di registro della propria conoscenza nella propria testa, mantenendolo separato dalla conoscenza in quanto tale.
Un tale registro esiste sicuramente nelle nostre teste. Dimostrarlo è più semplice che mai: altrimenti non ci sarebbero stati questi tormenti alla vista del volto familiare di un attore che conosci per certo, ma per la vita mia non ricordo il suo nome e dove è stato girato. Il cervello è sicuro che questo attore sia nella memoria. Tuttavia, per qualche motivo, non è possibile trovare immediatamente la voce corrispondente. C'è anche l'effetto opposto, "déjà vu": questo è quando il cervello per qualche motivo pensa che la situazione sia familiare, ma in realtà non c'era niente del genere prima, ma sembrava.
I neuroscienziati ne parlano in questo modo: oltre alla memoria vera e propria, il cervello ha anche una “meta memoria” - questa è esattamente la memoria di ciò che ricordiamo (o dovremmo ricordare) e cosa no. Ma ciò che i neuroscienziati fino a poco tempo fa non sapevano era dove fosse contenuto esattamente nel cervello questo prezioso schedario. I ricercatori giapponesi lo hanno scoperto solo ora.
C'erano solo due domande alle scimmie: "Hai visto, oh scimmia, questa foto prima? Quanto sei sicuro di non averla vista (o vista)?"
Hanno fatto i loro esperimenti non sugli esseri umani, ma sui macachi. Alle scimmie è stata offerta una serie di immagini e poi, dopo un po ', è stata presentata loro una foto per l'identificazione. C'erano solo due domande per loro: "Hai visto, oh scimmia, questa immagine prima? Quanto sei sicuro di non averla vista (o vista)? " Certo, alle scimmie non veniva chiesto a parole, ma nel modo in cui comunicano abitualmente con le scimmie: con le giuste reazioni ricevevano una ricompensa e per gli errori dovevano pagare. Nel frattempo, il cervello della scimmia è stato esaminato utilizzando la risonanza magnetica.
Ed eccolo qui, metamoria: due fuochi luminosi nella corteccia prefrontale. Uno sembra essere responsabile del ricordo di eventi recenti, l'altro di eventi lontani. E poi (che fortuna che l'esperimento sia stato messo in scena sugli animali, e non sugli esseri umani!) I macachi sono stati spenti dai corrispondenti centri del cervello e nuovamente costretti a scommettere sul fatto che avessero già visto l'immagine mostrata o immaginata. I risultati sono peggiorati in modo significativo. Allo stesso tempo, come i ricercatori erano convinti in un esperimento separato, il ricordo stesso delle immagini viste non è scomparso. Era solo che era molto più difficile per la scimmia dire con sicurezza del quadro sconosciuto che non l'aveva mai visto veramente.
Questo lavoro è un piccolo passo verso la comprensione dei meccanismi della memoria. Quando questi meccanismi saranno svelati, i nostri discendenti non si troveranno mai in una situazione terribile, quando un uomo familiare sembra camminare verso di lui, ma forse non è un conoscente, ma ha solo fatto finta di esserlo. Allora le persone diventeranno più felici e più armoniose.
3. Il cervello dorme per dimenticare
Alcune persone, soprattutto i giovani, pensano spesso che dormire sia solo una perdita di tempo. Mentre siamo svegli, impariamo molto, accumuliamo impressioni, a volte impariamo anche qualcosa. E poi di nuovo! - e strappato dalla vita otto ore di oscurità. E così succede che ti sei svegliato, ma non ricordi qualcosa di ieri, per la vita di me. Recenti articoli di ricercatori della Johns Hopkins University negli Stati Uniti mostrano che questo è in realtà ciò per cui dormiamo.
Durante il giorno, quando avviene il movimento principale, il cervello elabora le impressioni, le ricorda e trae conclusioni. Erik Kandel, che ha ricevuto il Premio Nobel per questo nel 2000, ha intuito come questo avvenga approssimativamente. Ha studiato i neuroni del mollusco Aplysia, insegnandole semplici lezioni sui molluschi (ad esempio, "se accarezzi un sifone, ora inizieranno a battere"). Si è scoperto che questa particolare lezione corrisponde alla crescita di una particolare sinapsi, cioè la connessione tra i neuroni. Quindi, mentre siamo svegli, il cervello ricorda qualcosa e le sinapsi tra i neuroni crescono e si rafforzano in esso.
Ebbene, dicono i neuroscienziati americani: quando il cervello dorme, le sinapsi diminuiscono! Cioè, non tutte: le sinapsi più importanti e potenti diventano solo più arrabbiate, ma le sciocchezze secondarie che si sono gonfiate eccessivamente durante le ore di veglia, al contrario, perdono forza. Di conseguenza, i topi (erano i loro cervelli e neuroni che sono stati usati negli esperimenti) "consolidano" i ricordi: conservano le cose importanti nella loro memoria e dimenticano le sciocchezze inutili. Tuttavia, la massa totale e la potenza delle sinapsi praticamente non aumentano. Pertanto, il processo può essere ripetuto molte, molte volte: impara cose nuove, poi dormi e impara di nuovo con una mente fresca. Se non fosse per questa fase del sonno, le sinapsi nel cervello del topo sarebbero cresciute molto a lungo prima che il povero topo abbia il tempo di diventare notevolmente più saggio.
I ricercatori non si sono limitati a una conclusione così lapidaria, ma hanno svelato tutti i principali meccanismi molecolari coinvolti in questo processo. Se qualcuno è interessato a loro, lascia che leggano gli articoli originali su Science. E se il lettore è già stanco dei nostri studi scientifici, lascialo andare a dormire: tutte le sinapsi che gli si sono gonfiate nel cervello durante la lettura dell'articolo si dissolveranno durante la notte, e poi leggerà un'altra nota su qualcos'altro con mente fresca.
