Azi vreau să vă vorbesc despre un proiect realizat
de oameni de ştiinţă din toată lumea
pentru a face un portret neural al minţii umane.
Ideea centrală a acestui proiect e că mintea şi creierul ființei umane
nu sunt un procesor unic cu un scop general,
ci o colecţie de elemente arhi-specializate,
fiecare ocupându-se de o anumită problemă şi, în acelaşi timp, formând laolaltă
ceea ce suntem ca fiinţe umane raţionale.
Pentru a înţelege mai bine ideea, imaginaţi-vă următorul scenariu.
Te duci la grădinița copilului.
Ca de obicei, sunt o mulţime de copii acolo
aşteptând să fie luaţi acasă, dar, de data asta,
în mod ciudat, fețele copiilor arată asemănător
şi nu-ți poți da seama care e copilul tău.
Oare ai nevoie de ochelari noi? Ți-ai pierdut minţile?
Faci o scurtă verificare mintală.
Nu, pari să gândești destul de limpede şi ai vederea perfect clară.
Şi totul pare normal în afară de feţele copiilor.
Le veți feţele, dar toţi arată la fel
şi niciunul nu pare familiar.
Dar zărești o fundă de păr portocalie şi-ți găsești fata.
Inabilitatea bruscă de a recunoaşte feţe chiar li se întâmplă oamenilor.
Se numeşte prozopagnozie
şi rezultă din deteriorarea unei anumite zone cerebrale.
Partea cea mai surprinzătoare e că doar recunoaştere feţelor e afectată;
în rest totul e neschimbat.
Prozopagnozia e unul din multele deficite mintale
foarte specifice produse ca urmare a leziunilor cerebrale.
Toate aceste sindroame au sugerat de mult timp
că mintea are părţi distincte,
dar efortul de a le descoperi a fost puternic accelerat
prin invenția tehnologiei de imagistică cerebrală,
în special RMN.
RMN-ul ne permite să vedem anatomia internă la rezoluţie mare.
Am să vă arăt imediat câteva imagini RMN, secțiuni transversale
reprezentând un obiect familiar.
Le vom parcurge ca să descoperiți despre ce obiect e vorba.
Începem.
Nu e aşa uşor. E o anghinare.
OK, hai să luăm alta, începem de jos în sus.
Brocoli! E o legătură de brocoli.
Nu-i frumos? Îmi place mult.
OK, hai să luam alta. E un creier desigur. De fapt e creierul meu.
Vom vedea secţiuni din capul meu.
În dreapta e nasul meu şi acum mergem pe-aici, chiar aici.
E frumoasă poza, îndrăznesc să spun, dar arată doar anatomia.
Cel mai interesant progres al imagisticii funcționale
a avut loc când cercetătorii au făcut poze arătând anatomia, dar și activitatea,
adică modul în care acționează neuronii.
Iată cum funcționează.
Creierul e ca un muşchi.
Când se activează,
necesită un flux de sânge mai mare pentru a îndeplini acea activitate
şi, din fericire, controlul fluxului de sânge către creier e local.
Dacă anumiţi neuroni, să zicem aici, se activează,
atunci fluxul de sânge crește doar în acest loc.
RMN-ul funcțional analizează creșterea fluxului sangvin,
producând o reacție RMN mai puternică acolo unde activitatea neuronală creşte.
Ca să vă dau un exemplu concret
despre cum decurge un experiment RMN funcțional,
ce putem învăța din el şi ce nu,
iată unul dintre primele studii pe care le-am făcut.
Voiam să ştim dacă există o anumită parte a creierului care recunoaşte feţe
şi deja existau motive să credem că aşa ceva ar putea exista
bazate pe acest fenomen al prozopagnoziei pe care l-am descris mai devreme.
Dar nimeni nu văzuse acea parte a creierului la un om normal,
deci ne-am decis s-o căutăm.
Eu am fost primul subiect.
Am intrat în scanner, m-am întins pe spate,
mi-am fixat capul cât am putut de bine
în timp ce mă uitam la poze cu feţe, ca acestea,
şi obiecte ca acestea, şi feţe, şi obiecte, ore în şir.
Ca persoană destul de aproape de recordul mondial
de ore petrecute într-un scanner RMN, vă pot zice că una din capacitățile
care sunt foarte importante în cadrul unei cercetări RMN
e controlul vezicii.
(Râsete)
Când am ieşit din scanner, am făcut o scurtă analiză a datelor,
căutând părţile creierului meu
ce produceau o reacție mai mare când mă uitam la feţe
decât când mă uitam la obiecte. Iată ce am descoperit.
Această imagine arată groaznic după standardele de azi,
dar atunci mi s-a părut frumoasă.
Reprezintă această zonă de aici, această mică pată,
ce este de mărimea unei măsline și se află la baza creierului meu
la circa 3 cm în interior pe aici.
Iar această parte a creierului meu
produce o reacție RMN mai mare, adică o activitate neuronală superioară,
când mă uitam la fețe decât atunci când mă uitam la obiecte.
Bine bine, dar de unde știm că nu e doar o întâmplare?
Cea mai ușoară cale este repetarea experimentului.
Așadar m-am întors în scanner, m-am uitat la mai multe fețe și obiecte
și am obținut o pată asemănătoare,
apoi m-am uitat din nou, și din nou,
și din nou, și din nou,
iar cam atunci am decis să cred că este adevărat.
Dar totuși, poate e ceva ciudat cu creierul meu
și nimeni altcineva nu are așa ceva.
Ca să aflăm, am scanat o mulțime de alte persoane
și am descoperit că aproape toată lumea
are aceasta mică zonă de procesare a feței în aceeași zonă a creierului.
Așadar, următoarea întrebare a fost care este rolul acesteia, de fapt?
Chiar e specializată doar în recunoașterea feței?
Poate că nu, corect?
Poate că reacționează nu doar la fețe ci la toate părțile corpului.
Poate că reacționează la orice e uman,
viu,
sau rotund.
Singurul mod de a fi siguri că această zonă
e specializată în recunoașterea feței e excluderea tuturor acestor ipoteze.
Așadar, am petrecut mult timp din următorii ani
scanând pacienți uitându-se la diferite tipuri de imagini
și am arătat că această zonă cerebrală
reacționează puternic când ne uităm
la orice imagine în care sunt fețe de orice tip,
și se activează mult mai puțin
la orice imagine în care nu apare o față, ca una dintre acestea.
Așadar, am reușit, într-un final, să demonstrăm
că această regiune este necesară pentru recunoașterea feței?
Nu, n-am reușit.
Imagistica cerebrală nu ne poate spune dacă o regiune e necesară pentru ceva.
Cu imagistica cerebrală putem doar privi regiuni
ce se activează și dezactivează în funcție de gândurile oamenilor.
Pentru a spune că o parte din creier e necesară pentru o funcție mentală
trebuie s-o testăm și să vedem ce se întâmplă,
dar de regulă nu ne permitem asta.
Dar a apărut o ocazie extraordinară
foarte recent, când câțiva dintre colegii mei
l-au testat pe acest bărbat care are epilepsie,
apărând aici pe patul lui de spital,
cu electrozi montați pe tot craniul
pentru a se identifica sursa crizelor sale.
Așadar, dintr-o pură întâmplare, doi dintre electrozi
erau chiar deasupra zonei sale de recunoaștere facială.
Deci, cu consimțământul pacientului, doctorii l-au întrebat ce s-a întâmplat
când i-au stimulat electric acea parte din creier.
Pacientul nu știe unde sunt electrozii și nu a auzit niciodată de zona feței.
Așadar să vedem ce se întâmplă.
Va începe cu o condiționare de control
în care cuvântul „Sham” apare aproape invizibil
scris cu roșu în stânga jos,
când niciun curent nu este emis
și îl veți auzi pe neurolog vorbind cu pacientul la început. Să ne uităm.
(Video) Neurolog: OK, uitați-vă la fața mea
și spuneți-mi ce se întâmplă când fac asta. Bine?
Pacientul: OK.
Neurologul: unu, doi, trei.
Pacientul: Nimic. Neurologul: Nimic? OK.
Încercăm din nou.
Uitați-vă la fața mea.
Unu, doi, trei.
Pacientul: Tocmai v-ați transformat în altcineva. Fața vi s-a metamorfozat.
Nasul vi s-a îndoit, s-a mișcat spre stânga.
Aproape că semănați cu un om pe care îl știu,
dar altcineva.
Ce aventură!
(Râsete)
Nancy Kanwisher: Acest experiment...
(Aplauze)
prin acest experiment ajungem la concluzia că această zonă cerebrală
nu reacționează doar selectiv la vederea fețelor,
ci e implicată cauzal în percepția facială.
Am parcurs toate aceste detalii
cu privire la zona facială pentru a vă arăta
ce e necesar pentru a stabili că o parte e creierului
e implicată selectiv într-un proces mintal concret.
În continuare voi parcurge mult mai repede
câteva din celelalte zone specializate ale creierului
pe care eu și alții le-am descoperit.
Pentru aceasta, am petrecut mult timp în scanner în ultima lună,
ca să vă arăt aceste lucruri din creierul meu.
Să începem. Iată emisfera mea dreaptă.
Orientarea e astfel. Vă uitați la capul meu de aici.
Imaginați-vă că îndepărtați cutia craniană și priviți suprafața creierului.
OK, după cum vedeți sunt multe pliuri pe suprafața creierului.
Nu-i bine. Poate e ceva ascuns acolo.
Noi vrem să vedem totul,
așa că haideți să-l umflăm ca să vedem totul.
Acum haideți să găsim zona facială despre care v-am vorbit
și care e stimulată de astfel de imagini.
Pentru a vedea, să întoarcem creierul și să ne uităm la bază din interior
și iat-o, aceasta e zona facială.
În dreapta ei este o altă zonă care este reprezentată în mov
și care e stimulată când procesăm informații cromatice,
iar lângă aceste zone sunt alte zone implicate în percepția locurilor.
De exemplu, acum văd această configurație a spațiului din jur,
iar aceste zone în verde de aici sunt foarte active.
Iată încă una pe suprafața exterioară unde mai sunt câteva zone faciale.
În vecinătatea acestora este o zonă implicată selectiv
în procesarea vizuală a mișcării precum aceste puncte mobile.
E colorată în galben în partea de jos a creierului.
Iar lângă această zonă se află o alta care e stimulată
de imagini reprezentând corpuri sau părți ale corpului
precum acestea și e colorată în verde deschis,
în partea de jos a creierului.
Toate aceste zone pe care vi le-am arătat până acum
sunt implicate în aspecte specifice ale percepției vizuale.
Oare avem zone cerebrale specializate și pentru alte simțuri, precum auzul?
Da, avem.
Dacă întoarcem puțin creierul, aici se află o zonă în albastru închis
pe care am descoperit-o acum câteva luni
și care e stimulată intens când auzim sunete cu înălțime, ca acestea.
(Sirene)
(Violoncel)
(Sonerie)
În schimb, aceeași regiune nu prea reacționează
la sunete perfect familiare fără înălțime clară, ca acestea.
(Mestecat)
(Bătaie de tobă)
(Trasul apei)
OK. Lângă zona sunetelor ascuțite sunt alte câteva zone
care sunt stimulate selectiv când auzim sunetele vorbirii.
OK. Să ne uităm acum la aceleași zone.
În emisfera mea stângă e o configurație similară
– nu identică, ci similară –
și majoritatea zonelor se regăsesc aici,
deși mărimile diferă câteodată.
Tot ce v-am arătat până acum sunt zone implicate
în diferite aspecte ale percepției, precum văzul și auzul.
Avem zone cerebrale specializate și în procesele mintale complicate?
Da, avem.
Aici, în roz, se află zonele mele de limbaj.
Se știe de foarte mult timp că această regiune a creierului
e implicată în procesul lingvistic, dar s-a demonstrat recent
că aceste zone roz sunt stimulate într-un mod extrem de selectiv.
Sunt stimulate când înțelegem sensul unei propoziții,
dar nu și când facem alte lucruri mintale complexe,
precum aritmetica mintală, memorizarea informațiilor
sau aprecierea structurii complexe a unei arii muzicale.
Cea mai uimitoare zonă care a fost descoperită
este aceasta în turcoaz.
Această zonă este stimulată
atunci când ne gândim la ceea ce gândește o altă persoană.
Poate părea o nebunie,
dar în realitate noi oamenii facem asta tot timpul.
Facem asta când ne dăm seama că partenerul va fi îngrijorat
dacă nu-l sunăm să-i spunem că vom întârzia.
Chiar acum fac acest lucru cu această zonă a creierului meu
când îmi dau seama că voi vă întrebați poate ce reprezintă
tot acest teritoriu gri, necunoscut al creierului
și ce se întâmplă acolo.
Ei bine, și eu mă întreb asta;
de aceea facem câteva experimente în laboratorul meu, încercând să găsim
alte posibile specializări ale creierului în alte funcții mintale foarte specifice.
Dar, foarte important, nu cred că avem specializări ale creierului
pentru fiecare funcție mintală importantă,
nici pentru funcțiile care pot fi critice pentru supraviețuire.
De fapt acum câțiva ani
un cercetător din laborator era foarte convins
că a găsit o zonă a creierului pentru detectarea mâncării
și apărea foarte clar pe scanner când oamenii priveau astfel de imagini.
Mai târziu, a găsit o reacție similară
în aproximativ același loc la 10 din 12 subiecți.
Deci era destul de stârnit spunând tuturor din laborator
că avea să fie invitat la Oprah datorită marii lui descoperiri.
Dar apoi a găsit testul critic:
le-a arătat subiecților imagini cu mâncare ca acestea
și le-a comparat cu imagini având culori și forme similare
dar care nu reprezentau mâncare, ca acestea.
Iar zona respectivă a reacționat la fel la ambele seturi de imagini.
Deci nu era zona mâncării,
era doar o zonă căreia îi plăceau culorile și formele.
S-a zis cu Oprah...
Dar, desigur, următoarea întrebare este: cum procesăm acele lucruri
pentru care nu avem o zonă specializată a creierului?
Cred că răspunsul este că,
pe lângă aceste componente specializate pe care le-am descris,
avem și mecanisme generale în creier,
care ne permit să facem față oricărei probleme care apare.
De fapt am demonstrat recent că aceste zone în alb
sunt stimulate când îndeplinim o sarcină mentală dificilă
oricare ar fi ea, mai exact una din cele șapte pe care le-am testat.
Deci fiecare zonă a creierului pe care v-am descris-o azi
e prezentă în aproximativ același loc la orice subiect normal.
V-aș putea lua pe oricare din voi pentru a vă pune în scanner
și aș găsi aceste zone în creierul vostru
asemănătoare creierului meu,
deși regiunile ar fi puțin diferite ca poziție exactă și ca mărime.
Ce mi se pare important în cadrul cercetării
nu e poziția precisă a acestor zone din creier,
ci simplul fapt că avem componente selective
specifice în minte și creier.
Adică lucrurile ar fi putut sta altfel.
Creierul ar fi putut fi un procesor cu un unic scop general,
cum e un cuțit față de un briceag multifuncțional.
În schimb, ceea ce dezvăluie imagistica cerebrală
este un tablou bogat și interesant al minții umane.
Deci avem această imagine a unui mecanism general
din capul nostru, care se adaugă
acestei palete surprinzătoare de componente foarte specializate.
Suntem abia la începutul acestui drum.
Nu am trasat decât primele linii ale portretului neural al minții umane.
Cele mai importante întrebări rămân fără răspuns.
De exemplu, ce face concret fiecare din aceste zone?
De ce avem nevoie de trei zone faciale și de trei zone de spațiu,
și cum își împart ele sarcinile?
În al doilea rând, cum sunt conectate toate aceste lucruri în creier?
Prin dezvoltarea imagisticii, putem găsi grupuri de neuroni
conectați la diferite părți ale creierului,
iar prin metoda arătată aici,
putem găsi conexiuni ale neuronilor individuali în creier,
care ne-ar putea da, într-o bună zi, o schemă electrică
a creierului uman în totalitatea sa.
În al treilea rând, cum se construiește toată această structură sistemică,
atât în dezvoltarea din timpul copilăriei cât și în evoluția speciei noastre?
Pentru a răspunde la aceste întrebări, oamenii de știință scanează
la ora actuală alte specii de animale și, de asemenea, copii.
Mulți oameni justifică costurile mari ale cercetării neuroștiințifice
zicând că acest lucru ne poate ajuta într-o zi
să vindecăm boli mintale precum Alzheimer și autismul.
E un obiectiv extrem de important și aș fi încântată
dacă una din cercetările mele ar contribui la acest lucru.
Dar rezolvarea lucrurilor care nu merg în lume
nu e singurul lucru care merită făcut.
Efortul de a înțelege mintea și creierul uman
este demn de atenție chiar dacă nu conduce
la tratamentul unei anumite boli.
Ce ar putea fi mai palpitant
decât înțelegerea mecanismelor fundamentale
care stau la baza experienței umane,
decât înțelegerea a ceea ce suntem, în esență?
Cred că e cea mai mare aventură științifică a tuturor timpurilor.
(Aplauze)