في إحدى فصولي الأولى في دورة التصوير العصبي الأولى ، حدث حوار مربك.
البروفيسور : في هذه التجربة ، ينظر الناس إلى الصليب في وسط الشاشة ، بينما يظهرون إلى يسار أو يمين الصليب بقعة غابور ...
الطالب : آسف ، ما هو مكان جابور؟
البروفيسور : آه ، حسنًا ، هذا ملتف من الجيب مع منحنى غوسي.
ابتسم لنا ، ولم ينتبه إلى حقيقة أنه خلفه على الشاشة كان مجرد صورة لمكان جابور. رفع حاجبيه بشكل متوقع. قال وضعه بالكامل: "حسنًا ، هل هو واضح الآن؟"
الطالب : أم ...
الأستاذ : لا؟ هنا ، دعني أريك.
لا يزال يتجاهل شاشة العرض التقديمي ، التفت إلى المجلس. رسم عليها موجة جيبية ، وتحتها منحنى غاوسي.
"والآن تقوم بعملية قابلة للطي عليهم!" [
وفقًا لبعض الخبراء في التعليقات ، هذه الوظيفة هي نتاج موجة غوسية وجيبية ، وليست ملتفة / تقريبًا. perev. ]
استسلم الطالب. ربما كان لديه بعض الأفكار حول العملية الرياضية للالتفاف ، لكنه لم يكن لديه الحدس الضروري. كان بحاجة إلى شخص ما ليوجه إصبعه ببساطة إلى المكان الصحيح على الشاشة: هذا هو مكان جابور.
يمكن أن تكون قصة حول ما شعرت به أحيانًا في مكان هذا الطالب. أو قصة عن التدريس. أو ربما كيف أن المعلومات الدقيقة تمامًا قد تبدو لنا بلا معنى. لكن الآن أود أن أركز على حقيقة أن بقعة غابور هي أكثر من مجرد الالتفاف في الجيب مع منحنى غوسي.
لنفترض أن لديك مجموعة من القطط التي تم تربيتها في بيئة حيث لم تكن هناك معالم أخرى بخلاف العمودي. سترى القطط خطوطًا عمودية فقط. ماذا يحدث إذا تم إطلاق هذه القطط بعد بضعة أشهر وسُمح لها بالتفاعل مع العالم العادي من حولها؟
سيحدث أنه بعد بداية غير مؤكدة ، سيتعلمون التفاعل مع العالم الخارجي. سيبدأون في دراستها واللعب والتصرف مثل القطط الصغيرة. ولكن إذا تم التقاط جسم أفقي طويل ورفيع - على سبيل المثال ، كبل أسود ممتد على سجادة بيضاء ، فسوف يتصرفون كما لو كان غير موجود. لن يخافوا إذا ذهب فجأة في اتجاههم ولن يمسكون به إذا قفز. سيظهرون له عمى انتقائي ، على الرغم من أن عيونهم ستعمل بشكل مثالي. جذور مشاكلهم ستكون في الدماغ.
القشرة البصرية الأساسية - وهي الأولى في سلسلة من المناطق القشرية التي تعالج المعلومات البصرية - حساسة لتوجيه الخطوط. هناك خلايا تسمى "بسيطة" (أو كاشفات الشريط ، أو كاشفات الوجه) ، يتم تنشيطها استجابة لدرجات الميل المختلفة ، اعتمادًا على اتجاه وجوه الأشياء المرصودة. إذا مشينا على طول سطح القشرة البصرية الأولية ، فسوف نمشي ببطء من المناطق المسؤولة عن التوجيه الرأسي إلى المناطق المضبوطة إلى زوايا إمالة أكبر وأكبر. هذا يعني أن مجموعة من الخلايا تصبح نشطة للغاية عندما ترى خطًا رأسيًا ، والأخرى - إذا كانت مائلة قليلاً ، وتتفاعل مجموعة أخرى مع خط أفقي. ستستمر الخلايا "المضبوطة" في الاتجاه الرأسي في الاستجابة للخطوط غير الرأسية ، الأصغر والأصغر ، اعتمادًا على الاختلاف بين الاتجاه الرأسي "المفضل" والاتجاه المرئي.
حساسية العصبون المضبوطة على خطوط عمودية كدالة لتوجيه الشريطفي حالة القطط الصغيرة ، بدأت الخلايا التي كان من المفترض أن تكون مسؤولة عن الاتجاه الأفقي تستجيب لتوجهات أخرى بسبب الحرمان الحسي خلال فترة التطور الحرجة. لم يكن لديهم خلايا تستجيب للمنبهات الأفقية ، لذلك في هذه المرحلة من المعالجة العصبية تخرج الإشارة البصرية.
بعد التعرف على هذا التوجه ، يمكننا البدء في فهم إحدى الظواهر المتعلقة بالإدراك. وبالتحديد ، إذا نظرنا إلى الشريط الموجه بالطريقة نفسها لفترة طويلة ، فإن قدرتنا على الحكم على منحدر الخطوط اللاحقة تقريبًا ستنخفض لبعض الوقت ، ولكن هذا التأثير سيضعف من خلال الخطوط الأكثر ميلًا. الآن نعلم أن هذا يرجع إلى إرهاق الخلايا العصبية - فكلما زاد نشاط الخلايا العصبية ، زاد تعبها في وقت لاحق ، وأقل قدرة على نقل معلومات التوجيه بدقة.
كيف نعرف ذلك؟ بفضل الآلاف من التجارب مع بقع غابور. بقع غابور هي محفزات تتحكم في النشاط البصري المبكر بطريقة محكومة. تبدو وكأنها سلسلة من خطوط سوداء وبيضاء ، ويمكن توجيهها بأي شكل من الأشكال ، ويمكن أن تكون جيدة أو سيئة التمييز ، كبيرة أو صغيرة ، تدور أو بلا حركة. يجب أن يكونوا في أي مختبر التصور.
في ذلك اليوم في الصف واجهت خطأ وسوء فهم. لم يرغب أستاذي في الالتفاف حول الوعي ، أو المجادلة بأن الإدراك ينتهي عند الوصف المادي للتحفيز. افترض ببساطة أن الطالب كان على دراية بتوجه التوجيه ، وحاول تقديم معلومات إضافية.
لكن بقع غابور لا تتحكم فقط في القشرة البصرية الأولية. إن خصائص المعالجة الأولية للمعلومات المرئية لها تأثير هائل على كيفية تصور الدماغ ككل. يدعمون اعتقادنا أنه في مكان ما يوجد رمز عصبي لاستشعار الزمان والمكان وموقعنا في الفضاء ومعنى الكلمات وجمال الألحان والعواطف المعقدة مثل ألم الرفض الاجتماعي والقدرة على الحكم على أفكار الآخرين والوعي الذاتي والإدمان السياسي ، سمة شخصية. قد يكون من الصعب التمييز بين هذه المخططات العصبية بالنسبة لنا ، كمراقبين ، لكننا نعتقد أن الشفرة مخفية في الداخل ، وهي جاهزة لنا لإخراجها وتحليلها ، ومقارنتها بأحد المفاهيم المعرفية ، وأن عمل الوعي يمكن ، من حيث المبدأ ، أن يتطابق تمامًا مع القواعد التي تحكم عمل الخلايا العصبية. إذا حلمنا أكثر من ذلك ، فعندما نكسر هذا الكود ، يجب أن يصبح من الممكن بناء آلات قادرة على معالجة المعلومات ليس أسوأ منا ، ولا يمكن تمييزها عنا في هذا الصدد.
لا أحد يعتبر هذه المهمة بسيطة. حتى في حالة "الخلايا البسيطة" ، يتبين أن الواقع أكثر تعقيدًا بكثير من مجرد تعيين الخلايا العصبية لدور التعرف على التوجه من ناحية ، وارتباطه بالأحاسيس من ناحية أخرى. بادئ ذي بدء ، لا ترتبط الأحاسيس بالخلايا العصبية الفردية ، ولكن بالعدد النسبي للأنشطة في الخلايا العصبية التي تفضل اتجاهات مختلفة. العلاقة بين الأحاسيس وهذا التوزيع للنشاط غير مباشر. إذا نظرنا إلى شريط عمودي ، وقمنا بإمالة رأسنا أو جسمنا إلى الجانب بحيث لا يكون الشريط المتعلق بأعيننا عموديًا ، فيجب أن تعمل الخلايا العصبية التي تفضل وضعًا مائلًا. لكن في الواقع ، يستمر هذا الشريط في البقاء عموديًا بالنسبة لنا ، إذا حكمنا من خلال الخلايا العصبية في القشرة البصرية الأولية (ونرى أنه عموديًا). هذا يرجع إلى حقيقة أن المعلومات الدهليزية مرتبطة بمعلومات التوجيه وتصحيحها. علاوة على ذلك ، فإن الاتجاه والفضاء مترابطان أيضًا: يتم تكرار سلسلة من التوجهات المائلة أكثر فأكثر ، والتي تنتشر على سطح القشرة البصرية الأولية ، عدة مرات. هذا يسمح لك بالتعرف بشكل مناسب على المنحدر في مناطق مختلفة من مجال الرؤية. لا تقوم الخلايا البسيطة بمعالجة هذه المعلومات فقط - ولكن ، على سبيل المثال ، الاحتلال الكامل لمجال الرؤية - وسيتم النظر إلى بقعة غابور التي تحتوي على عدد كبير من الشرائط الرقيقة بشكل مختلف عن بقعة تحتوي على كمية صغيرة من الشرائط العريضة. في بعض الخلايا البسيطة ، ستكون خطوط التعديل عريضة ، وسيستخدم البعض الآخر الخطوط الضيقة. سيقوم البعض بتضمين معلومات من المستوى السابق لمعالجته ، في
المهاد ، بشكل إضافي تقريبًا ، بينما يستخدم البعض الآخر حسابات أكثر تعقيدًا. بالإضافة إلى كل هذا ، تقوم الخلايا البسيطة بقمع بعضها البعض بشكل انتقائي ، بالإضافة إلى ذلك ، يتكيف نشاطها بمرونة اعتمادًا على البيانات الواردة من المناطق ذات الترتيب الأعلى. تخيل ماذا سيحدث لو لم تكن "بسيطة"!
ولكن ، على الرغم من كل الصعوبات ، فإن العلاقة بين اتجاه الخطوط والنشاط العصبي ، وبين النشاط العصبي والأحاسيس مباشرة تمامًا. لدرجة أن خللاً في الأحاسيس يمكن أن يسمح لنا بعمل افتراضات معقولة حول عمل الدماغ ، كما هو الحال في الوهم على جدار المقهى ، حيث يؤثر السياق البصري المحيط على إحساسنا بالتوجه - ربما فيما يتعلق بالقمع المحلي.
يبدو الطوب شبه منحرف ، ويميل التماس ، على الرغم من أن الطوب في الواقع مستطيل ، وخط التماس موازٍ للأرض.هل يمكن أن تكون هذه الروابط المباشرة بين العمليات المعرفية والنشاط العصبي هي القاعدة؟ يمكن للمرء أن يرى في كثير من الأحيان كيف يوصف ضبط الاتجاه كمقدمة لأفكار أكثر عمومية حول الغرض من الدماغ - كمثال نموذجي على عمل الدماغ. أيضًا ، غالبًا ما يبدأ البحث بأسئلة معرفية عامة (كيف نحدد سيارتنا من مئات السيارات في موقف السيارات؟ كيف نتنقل على طول شارع مزدحم؟ لماذا يكون مفاجئًا عندما يتوقف مصدر الضوضاء على المدى الطويل فجأة؟) ، وينتهي على نطاق صغير جدًا من العمل تصف الخلايا العصبية نتائج التجربة. بالنسبة للمبتدئين ، قد يبدو الأمر كما لو كانت الروابط مع الظواهر المعرفية واضحة للغاية بحيث لا تحتاج إلى مزيد من الوصف. في الواقع ، هذا على الأرجح بسبب الاعتقاد بأن الفراغ بين النشاط العصبي والمعالجة المعرفية يمكن ملؤه من حيث المبدأ ، وأنه بالتدريج ، بصعوبة ، سنملأه بالكامل - كما يمكن رؤيته في مثال تعديل التوجه.
ومع ذلك ، مع التعقيد المتزايد للظواهر التي درسناها ، فإن تعقيد إنشاء الروابط بين الخلايا العصبية والنشاط الذكي ينمو أيضًا بسرعة كبيرة. يتم وضع معظم الإحساس بالتوجيه بشكل ملائم للغاية على نشاط الخلايا البسيطة في القشرة البصرية الأولية ، ولكن سيكون من غير الملائم تحديد عملية التعلم ببساطة من خلال مرونة المشابك. حتى لو وصفنا بشكل كامل ودقيق كل نشاط الخلايا العصبية ، فسوف نحتاج إلى إيجاد طريقة أساسية لربطها بالعقل ، وهذه الطريقة لا تظهر أبدًا لأننا نفحص الأنسجة العصبية عن كثب.
إذا سألنا أنفسنا عما إذا كنا نعتمد على الظواهر العقلية للنشاط العصبي ، فإن الإجابة ستكون بالتأكيد "نعم". وبهذا المعنى ، يمكن اختزال كل النشاط العقلاني إلى لبنات بناء بسيطة وملموسة ومتسقة تجمع على أساس عدد محدود من الإرشادات الواضحة. ولكن من هذه البساطة ، ينشأ تعقيد غير متوقع. وبهذا المعنى ، يمكن ، من حيث المبدأ ، وصف التدريب على مستوى الأعصاب ، ويمكننا ، من حيث المبدأ ، بناء آلات واعية مثلنا. نشاط الخلايا البسيطة ، الذي يتجلى عند عرض بقع غابور ، هو مثال جيد على كيفية عمل ذلك مع وظيفة العقل لأي تعقيد.
من ناحية أخرى ، تحدث بعض الظواهر المهمة داخل الناس وفيما بينهم. إحساسنا بالهوية ، على سبيل المثال ، هو مزيج من الصفات الشخصية وكيف تختلف عن صفات الآخرين. من خصائصي البارزة أنني أجنبي. ينعكس هذا في كيفية معالجة بعض المعلومات المتعلقة بالسكان المحليين. على سبيل المثال ، لا يمكنني تمييز أصوات معينة تصدر بلكنة محلية ، لأنني لم أكن تنمو معها ، وتتحلل الإشارة في قشرتي السمعية تمامًا مثل الاتجاه الأفقي لتلك القطط المؤسفة. يمكن مناقشة انتمائي للأجانب من حيث الاختلافات في النشاط العصبي ، وربما بدقة كبيرة ، ولكن هل من المعقول القيام بذلك؟ ستختلف خلافاتي مع السكان المحليين إذا انتقلت من دولة إلى أخرى ، وفي أي بلد يمكن أن يختلف الأجانب الآخرون عن السكان المحليين بطريقة لا ترتبط بي بأي شكل من الأشكال. من المنطقي مناقشة أي اختلافات من هذا القبيل على المستوى العصبي كدالة للاختلافات الثقافية ، بدلاً من كونها وظيفة للدماغ الأجنبي الذي يولد العقل الأجنبي. ليس لدي دماغ غريب: لدي دماغ ، وأنا أجنبي. في الحد ، يمكن اعتبار أي رمز نتيجة لثقافة مماثلة للانتماء إلى الأجانب ، وبالتالي لا يمكن أن يطلق عليه سمة من سمات الدماغ. وللنشاط العقلاني ، هناك حاجة إلى الترميز.
يعتبر الأشخاص المهتمون بما يحدث في هذين طرفي الطيف - اختزال الظواهر المعرفية إلى نشاط عصبي ، وتحويل هذه الظواهر من خلال العدسات الثقافية والشخصية - أن الموقف المعاكس صحيح ، ولكنه تافه ، وخالي من القدرة التفسيرية. يبدو لي أن هذا قد يكون نتيجة لخلاف بين طبيعة العلاقات السببية وما إذا كان يمكن أن يتطور في اتجاه واحد أو في كثير. على أي حال ، فإن العلاقة بين الجانبين العصبي والمعرفي للعملة نفسها مليئة بالبراعة.
بدراسة هذه التفاصيل الدقيقة ، يمكننا أن نسأل ما إذا كان من الممكن ربط أي ظواهر عقلية لشخص ما بالحالات العصبية الدقيقة غير المتغيرة بمرور الوقت ، وبالتالي ، ما إذا كان يمكننا دائمًا استخدام حالة عصبية لوصف نتيجة معرفية. الإجابة على هذا السؤال ستكون سلبية. يمكن أن تؤدي العديد من الحالات العصبية إلى نفس النتيجة المعرفية (يمكنك حل مشكلة رياضية بناءً على الإحساس بالأرقام ، والتصور ، وإمكانية اللفظية) ، ويمكن أن تتدفق النتائج المعرفية المختلفة من حالة واحدة (على سبيل المثال ، يمكن أن تتدفق الإثارة البهيجة إلى النشوة أو إلى قلق).
ولكن ربما يختبئ نوع من النشاط العصبي المتأصل في هذا التباين ، أم أن هذا النشاط يدخل في حالة أو أخرى ، اعتمادًا على ما يفعله الدماغ؟ إذا تمكنا من وصف هذا النشاط العصبي للخلفية بشكل كامل ، فهل يمكننا أن نعرف بالضبط أي نشاط عقلي سيظهر نفسه؟ ربما. ولكن ، على الأرجح ، تعمل خصائص الوعي وفقًا لقواعدها الخاصة ، والتي لا توجد في المستوى الأدنى. على سبيل المثال ، في الكلمات التي يتبعها الآخر من واحد ، قد يكون هناك معنى ، وفي الكلمات التي أدت إلى أن الصورة العصبية التي أدت إلى الفكر الأول أدت إلى صورة عصبية أدت إلى الفكر الثاني ، قد لا يكون هناك أي معنى. بدون وصف للأفكار ، فإن الروابط بين النمطين العصبيين ليست واضحة على الإطلاق. هذا يعني أن طريقة تنظيم العقل قد لا تكون أفضل دليل حول كيفية تنظيم الدماغ - ربما يكون للعقل رأي خاص به.
على العكس من ذلك ، لا يتم إعطاء افتراضاتنا بأن التأثيرات العصبية تصف ببساطة الظواهر المعرفية ، ولا يمكن أخذ الافتراضات حول الروابط بين الخلايا العصبية والأفكار بشكل سطحي. شخصيا ، عندما أنتهي من عملي على علم الأعصاب المعرفي ، أحاول أن أسأل نفسي ما إذا كان بإمكاني الآن أن أقول شيئًا جديدًا حول الظواهر المعرفية ، والتي تم ذكر دراساتها في هذا العمل دون لمس الدماغ. إذا لم أستطع فعل ذلك ، فربما لم يكن العقل هو البطل الرئيسي لهذه القصة - لقد كان مجرد بطل داعم. يساعدني هذا المبدأ على التذكر أن النشاط العصبي هو عمل العقل بنفس المعنى أن بقعة غابور هي تلاقي جيبي مع منحنى غوسي: النشاط العصبي يفسر عمل العقل بمفاهيم حقيقية غير مشروطة ، والتي تكون في نفس الوقت محدودة دون قيد أو شرط.