"Per qualche ragione, l'universo ha bisogno di creature in grado di capirlo": neuroscienziati - su quali segreti nasconde il nostro cervello
Miscellanea / / June 22, 2023
Per capire come funziona il nostro organo principale, devi essere un biologo, un poeta, un matematico e un detective.
Istituto di psicoanalisi di Mosca speso "Big Biological Lecture Hall" - una serie di conferenze sulla biologia moderna e le sue prospettive. All'interno della sua cornice, il 31 maggio 2023, si è svolta una discussione sulle sfide e sui problemi della neuroscienza cognitiva - la scienza del cervello. Tatyana Chernigovskaya, Alexander Asmolov e Olga Svarnik hanno parlato di come si sta sviluppando questa direzione e di cosa aspettarsi da essa in futuro.
Registrazione di una discussione pubblicato sul canale Istituto di psicoanalisi di Mosca, e ne abbiamo fatto uno schema.
Tatiana Chernigovskaya
Professore e capo del laboratorio per la ricerca cognitiva, Università statale di San Pietroburgo.
Alessandro Asmolov
Dottore in scienze psicologiche, professore, accademico dell'Accademia russa dell'educazione.
Olga Svarnik
Preside della Facoltà di scienze della vita e capo del dipartimento dell'Istituto di psicoanalisi di Mosca.
Quali sono le maggiori sfide per i neuroscienziati?
Nello studio del cervello, gli scienziati si sono trovati in una situazione paradossale. Sembra che più informazioni affidabili appaiono sul lavoro del nostro corpo principale, meno chiaro diventa il quadro generale.
È stata accumulata molta conoscenza, ma gli scienziati non sono sicuri di poter rispondere correttamente alle domande principali: come e perché il nostro cervello. Inoltre, i ricercatori sembrano avere molte più domande che risposte.
Il cervello è il sistema più complesso
Questa è la prima e più seria sfida. Gli scienziati hanno dimostrato che nessun sistema può studiarne un altro se il secondo è più complesso del primo. Se il secondo è più semplice, nessun problema. Ma oggi i ricercatori non conoscono alcun sistema che sia più complesso del cervello. Pertanto, è più difficile studiarlo di qualsiasi altro oggetto del nostro mondo. Almeno questo è quello che pensano i neuroscienziati.
C'è una certa follia nel lavorare sul cervello a causa della natura apparentemente senza speranza di questa storia. Perché lo stiamo facendo comunque? Primo, perché è interessante. E in secondo luogo, e centesimo, perché è interessante e impossibile resistere.
Tatiana Chernigovskaya
Il cervello è inutile da studiare solo con l'aiuto di strumenti
Cos'è un cervello? Sembra una domanda molto semplice. Da un lato, in qualsiasi libro di testo di anatomia troveremo la risposta. D'altra parte, se lo chiedi ai neuroscienziati, specialmente quelli che fanno ricerca da molto tempo, risponderanno: "Non lo so".
Il cervello è, ovviamente, un oggetto fisico che ha un peso e un volume misurabili con precisione. Possiamo dire che questo è un organo composto da molti neuroni. Una volta si credeva che ce ne fossero circa 100 miliardi. Oggi, ricevuti i risultati di nuovi studi, i neuroscienziati si sono assestati su numeri più modesti: 85-86 miliardi.
Ma questo numero, sebbene più preciso di quanto gli scienziati ipotizzassero in precedenza, non aiuta in alcun modo a capire come funziona il nostro organo principale. Non spiega come vediamo il mondo, come prendiamo decisioni, quali motivazioni ci spingono a fare questa o quella scelta.
Forse questi neuroni si sono uniti in una gigantesca rete. In un sistema che è molto più della semplice somma delle sue parti. Ma né il conteggio dei neuroni, né altri risultati che gli scienziati ottengono utilizzando una varietà di dispositivi ultramoderni, non aiutano a capire come funziona il nostro mondo. pensiero.
Inoltre, gli studi strumentali non mostreranno come avviene il processo di creatività. Nessuno ha ancora capito come scoprire da dove vengono le idee brillanti nella mente degli scienziati, come arriva l'ispirazione ad artisti o musicisti. E in generale: cos'è l'ispirazione, come viene misurata? Spettrometri e scanner non possono determinarlo in alcun modo.
Più sappiamo, meno capiamo. Supponiamo che io abbia il miglior scanner CT del mondo, che non è ancora, ma che immaginavo. Mi darà molte tonnellate di numeri. E cosa fare con loro? Poi inizia l'interpretazione, ed ecco il pericolo.
Tatiana Chernigovskaya
Ci sono numeri, ce ne sono molti. Ci sono nuovi studi che devono anche essere studiati e integrati in un unico modello. Ma il problema è che finora non esiste una teoria del cervello che unisca tutti i risultati ottenuti. Deve ancora essere creato. E questo è uno dei compiti principali dei moderni neuroscienziati.
Il cervello ha più possibilità di quanto possiamo immaginare.
Una delle domande apparentemente semplici: quanto sono piccoli i bambini imparare a parlare? C'è molto materiale per la ricerca, perché i bambini sono ovunque. Ogni bambino sano prima o poi inizia a parlare. Ma il modo in cui il cervello affronta questo compito non è completamente noto agli scienziati.
Sì, il bambino sente come comunicano gli adulti. Ma non riceve molte informazioni verbali. Secondo i calcoli di alcuni ricercatori, un bambino impiegherebbe circa 120 anni per imparare a parlare allo stesso modo di chi lo circonda. Inoltre, molti degli adulti intorno a lui parlano con errori. Potrebbero non costruire frasi molto correttamente, potrebbero non pronunciare le parole in modo molto chiaro.
Sembrerebbe che ci siano troppi errori. Ma il bambino in breve tempo padroneggia ancora le regole del discorso. Di conseguenza, capisce facilmente coloro che lo circondano e può dire loro quello che vuole.
Il suo cervello riesce a dedurre da questo input caotico e corrotto non solo qualsiasi cosa, ma le leggi del linguaggio.
Tatiana Chernigovskaya
Forse i nostri cervelli hanno una sorta di moduli linguistici incorporati dalla nascita: aiutano a imparare grammatica. O forse non ci sono strutture innate: è solo che il cervello può elaborare le informazioni molto più velocemente di quanto sembri ai ricercatori.
Ma non esiste una risposta definitiva alla domanda su come le persone imparano a parlare. È noto solo che le reti neurali utilizzano un principio di apprendimento completamente diverso rispetto a una persona.
Quale conoscenza da altri campi della scienza aiuta i neuroscienziati
Per risolvere i problemi che si sono accumulati molto oggi, sono necessari strumenti e informazioni provenienti da altre aree della conoscenza umana. Ecco le aree principali che è importante per i neuroscienziati comprendere:
- Processi di sviluppo intrauterino di una persona. Bisogno di imparare come il cervello si sta formando bambino, quali informazioni è in grado di ricevere ed elaborare. Ad esempio, per capire come si forma la parola, sarebbe bene sapere se il bambino è in grado di sentire sua madre e le persone che lo circondano e come percepisce le loro voci.
- Psicologia infantile. È importante sapere come il bambino interagisce con il mondo e come apprende nuove conoscenze.
- Altre aree della psicologia. Sono gli psicologi che aiuteranno a capire perché, ad esempio, una persona non può mettersi al lavoro prima di vedere l'approccio scadenza. E perché in questo stato è produttivo, genera grandi idee e lavora velocemente. E se sei calmo e non hai fretta, il risultato è notevolmente peggiore. E questo è solo uno dei tanti misteri.
- Linguistica. La conoscenza delle leggi della lingua ti permetterà di capire come si forma il discorso letterato.
- Addestramento di reti neurali. L'intelligenza artificiale è un tipo di intelligenza completamente diverso, non come la nostra. Ma vale la pena sapere quali metodi di accumulazione ed elaborazione delle informazioni esistono e funzionano in modo efficace.
- Matematica. Nello studio del cervello sono necessari calcoli accurati e conclusioni basate su di essi.
- Lettere e arte. Non utilizza un tipo algoritmico di cognizione, come nelle sezioni tecniche della conoscenza, ma uno completamente diverso. Le sfere umanitarie hanno le loro regole, che non sono tradotte nel linguaggio delle formule. La letteratura è un tipo completamente diverso di interazione con il mondo rispetto a matematica. E la musica, la pittura, la danza generalmente creano un linguaggio speciale, non verbale. Non ci sono parole, ma ci capiamo a livello di immagini ed emozioni.
- Storia. Ci sono molte cose interessanti in esso, ma vale la pena prestare particolare attenzione alla vita e al lavoro dei geni. Forse gli scienziati saranno in grado di capire esattamente come sono nate le loro idee rivoluzionarie, quale catena di pensieri e associazioni ha aiutato i creatori a creare capolavori. Ciò non aiuterà a ripetere il processo di creatività, ma chiarirà i meccanismi del cervello umano.
- Filosofia. Questa è una delle scienze più importanti di cui i neuroscienziati non possono fare a meno. Non puoi studiare il cervello senza capire chi è una persona, cosa fa sul pianeta, perché vive.
A quale domanda può rispondere il cervello? Quindi lo apriamo e vogliamo guardarci dentro. Non vediamo gerundi o idee di Van Gogh. Il neurone non sa di essere dentro di noi. E le connessioni più sottili tra diversi livelli di considerazione mi sembrano una specie di miracolo, magia.
Olga Svarnik
Non tutti i neuroscienziati possono essere specialisti in tutte queste aree. Ma per capirli, per capire come analizzare e applicare i risultati ottenuti da scienziati specializzati, è necessario un ricercatore del cervello. E il lavoro dei neuroscienziati ricorda una classica indagine investigativa. Pertanto, gli scienziati hanno molto da imparare dal principale eroi del genere - come Miss Marple o Hercule Poirot.
Quali progressi hanno già fatto i neuroscienziati?
Questa è solo una delle tante scoperte. Si scopre che il nostro cervello non è diviso in parti, ognuna delle quali è responsabile della propria sfera di vita e non interferisce con il lavoro degli altri, come si pensava in precedenza.
Nello spazio delle informazioni, l'idea di due diversi emisferi era molto popolare. Secondo questa teoria, la sinistra era responsabile della logica e la destra era responsabile intuizione, ispirazione, emozioni. Ma si è scoperto che non tutto è così semplice e il cervello è un tutt'uno.
Una prova di questa ipotesi è che i database del cervello si sovrappongono. Ad esempio, l'immagine di una tazza di caffè può essere contemporaneamente nelle sezioni "porcellana", "bellezza", "bevande", "cosa batte", "tutto con la lettera H". Questo è un esempio molto semplificato, ma il cervello funziona esattamente allo stesso modo.
Ora nessuno parlerà delle aree del cervello che sono impegnate in una cosa: un cucchiaio, un'altra - una forchetta e una terza - una tazza di caffè. L'idea di localismo è stata sostituita, per dirla in modo molto approssimativo, dall'idea di connessionismo.
Tatiana Chernigovskaya
Ma anche qui ci sono contraddizioni. Da un lato, il cervello funziona come un unico dispositivo. E se, ad esempio, metti una persona in un tomografo e gli assegni compiti vocali, non sarà attiva una zona, ma molte di più. Ma, d'altra parte, se solo un'area del cervello viene danneggiata durante un infortunio o un'operazione, la persona smette di parlare. Pertanto, anche la teoria del connessionismo è lungi dall'essere completa.
Ciò che i neuroscienziati vogliono ottenere in futuro
Gli scienziati del cervello sono un po ' poeti. Ad esempio, credono che ogni neurone del cervello faccia parte di un unico insieme, ma lui non lo sa. Forse ogni persona, come un neurone, è anche solo un dettaglio di qualcosa di molto più grande di quanto possiamo immaginare.
Dire che siamo il nostro cervello è come dire, cito: qualsiasi immagine è solo pittura.
Alessandro Asmolov
Forse i neuroscienziati aiuteranno l'umanità a capire perché l'Universo ha bisogno di noi e quale ruolo giochiamo in esso. Dopotutto, il lavoro del cervello non si limita a garantire la sopravvivenza, trovare cibo e creare condizioni confortevoli per se stessi e per gli altri. Il cervello è in grado di risolvere i problemi molto più seriamente di quelli quotidiani.
Ma niente in natura non succede e basta: se c'è un'abilità, allora ci sarà sicuramente dove applicarla. Inoltre, sarà sicuramente necessario utilizzare un'abilità unica.
Molti anni fa mi sono detto: l'universo si sta annoiando. Vuole guardarsi allo specchio, vuole parlare con qualcuno. Per qualche ragione, l'universo ha bisogno di esseri in grado di capirlo.
Tatiana Chernigovskaya
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