Teden možganov: Zakulisje pogleda

''The brain is what life is all about'' je bil eden od citatov izrekanih med predavanji na letošnjem Tednu možganov. Citat sicer prihaja iz Zvezdnih stez, a bi ga z lahkoto uporabili tudi kot slogan omenjenega dogodka, saj mu ni manjkalo navezav na znanstveno fantastiko. Pa ne le, ker bi bilo v njem omenjenih toliko znanstveno-fantastičnih filmov, temveč predvsem zaradi vsebine, ki nas je opominjala, kako globoko v  prihodnosti smo. Več o sami organizaciji dogodka, nam je povedala Lea Kristan:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Program Tedna možganov je bil osredotočen predvsem na delovanje možganov v vsakdanjih situacijah. Tako smo lahko poslušali o vplivu Facebooka na našo zaznavo, spreminjanju morale s pomočjo drog ali tehnoloških pripomočkov, nevromarketingu, telekinezi s pomočjo nevroznanstvene tehnologije in računalniških vmesnikov ter še marsičem. Rdeča nit celotnega tedna je bil vid oziroma zakulisje pogleda.

V uvodnem ponedeljkovem plenarnem predavanju nam je doktor Simon Brezovar pojasnil, kako svet vidijo naši možgani. Izvedeli smo, da se svetloba iz okolja na očesni mrežnici pretvori v električne signale v obliki akcijskih potencialov. Ti nato potujejo čez številna področja v možganih, dokler ne pridejo do zatilnega režnja, natančneje v primarni vidni korteks oz. V1 [VE-ENA], kjer se procesirajo preproste zaznavne informacije. Od tam naprej potujejo v področja, ki obdelujejo vse bolj kompleksne podatke in se sčasoma ločijo na dve poti. Prva, ventralna pot, je pomembna za prepoznavanje objektov in zato obsega področja za zaznavo oblike, barv in teksture. Druga, dorzalna pot, pa procesira dražljaje povezane z gibanjem, zaradi česar se na njej nahajajo področja za zaznavo hitrosti in smeri gibanja objektov

.

Področja za vid imajo tudi bogate povezave z drugimi možganskimi predeli, odgovornimi za jezik, spomin, čustva in orientacijo. Signali iz zunanjosti se tako interpretirajo v smeri vedno večje kompleksnosti potovanja po možganih. Enostavno zaznavanje okolja je na začetku poti signala, nato sledi kompleksnejše prepoznavanje oblik ter nazadnje povezovanje vidnih z že znanimi informacijami iz spomina. A ta shema ustvarja varljivo sliko linearnosti. Informacije namreč ne potujejo le v eno smer, ampak se recipročno in paralelno izmenjujejo med različnimi področji. Prav tako potek informacij ne gre samo po opisanem zaporedju, temveč se vzpostavljajo povezave tudi direktno med primarnimi in terciarnimi vidnimi centri ter tudi ostalimi regijami možganov.

Recipročen pretok informacij med različnimi regijami možganov omogoča, da lahko izvajamo kompleksnejše naloge, ki zahtevajo usmerjanje pozornosti, organiziranje akcij ter potlačitev avtomatičnega odziva. Vidne zaznave so tako povezane s širokim spektrom psihičnih procesov, ki skupaj tvorijo celostno zaznavo in občutenje sveta. Zaradi tega lahko, ko se vidne informacije povežejo s pomenom in jezikom, stvari v okolju opišemo in delimo z drugimi. Ko se povežejo s prostorsko zaznavo, se lahko orientiramo v prostoru. In ko se povežejo s spominom in čustvi, dobijo podobe dimenzijo, ki je edinstvena vsaki individualni izkušnji.  

V nadaljevanju ponedeljkovih plenarnih predavanj so Mitja Pirc, Miha Gams in Hana Hawlina predstavili različna spoznanja, do katerih smo prišli skozi znanstveno preučevanje medsebojnih razlik v naši zmožnosti vidnega zaznavanja sveta. Prva dva sta se osredotočala predvsem na odločanje in usmerjanje pogleda ter razložila, kako se v nevromarketingu uporablja tehnologija, ki sledi gibom naših oči. Zadnja govorka je po drugi strani osvetlila dejstvo, da socialni kontekst v katerem se nahajamo zelo vpliva na našo zaznavo sveta.  

Zdi se, da znanstvena fantastika počasi postaja resničnost. Temu primerno na sredinih predavanjih, ki so bila posvečena aktualnim temam v nevroznanosti, ni manjkalo referenc na Vojno zvezd in Zvezdne steze. Med drugim smo na predavanju doktorja medicine Jurija Drea slišali zgodbo ene izmed epizod Zvezdnih stez, kjer nam je predstavljen ohromljen kapitan Pike. Zaradi poškodb telesa se ni zmožen premikati ter govoriti, kljub temu, da njegovi možgani delujejo normalno. Edini način komuniciranja s svetom je preko možganskega čipa, vgrajenega v njegove možgane, ki mu omogoča, da z mislimi nadzoruje prižiganje lučke na njegovem invalidskem vozičku. En prižig lučke pomeni DA, dva prižiga NE.

Tako so si pred petdesetimi leti predstavljali zmogljivost tehnologije v letu 2250. Česa pa smo zmožni danes? Da možgansko-računalniški vmesniki niso zgolj stvar prihodnosti, nam je pojasnil Jurij Dreo iz Nevrološke klinike Univerzitetnega kliničnega centra v Ljubljani:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Z merjenjem možganske električne aktivnosti z elektrodami na površini glave lahko dobimo distinktivne signale, brez da bi oseba odprla usta. Ko pa lahko ločimo signale dveh različnih miselnih procesov, dobimo binarno kodo, s katero lahko dajemo različne ukaze. Če povežemo dobljene signale z napravo za izvajanje določene funkcije, bi lahko zgolj s tem, ko v glavi mislimo besedo DA ali NE, izvajali dve različni opravili.

A to je že stara novica, saj znamo iz merjenja možganske aktivnosti ločevati dva različna signala že približno 20 let. Današnja tehnologija nam omogoča, da z mislimi nadzorujemo že veliko kompleksnejše operacije, ki zahtevajo več kot samo ločevanje dveh distinktivnih signalov. Na predavanjih smo med drugim lahko videli posnetek tetraplegika, ki je z mislimi nadzoroval bionično roko dovolj natančno, da je z njo prijel kozarec in iz njega pil. Kako so znanstveniki to naredili, nam je ponovno razložil Jurij Dreo:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Predvajali vam bomo posnetek teh šestih besed:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Čeprav so bile predvajane besede zaenkrat še dokaj nerazumljive, lahko pričakujemo da bo tehnologija postopoma napredovala in sčasoma omogočila, da bomo jasno slišali besede. Če pa zmoremo iz možganske električne aktivnosti dekodirati slišane besede, lahko pričakujemo, da bomo v prihodnosti znali razbrati tudi mišljene besede. Besede si bomo morali le zamisliti v glavi in bodo predvajane na zvočniku. Nove raziskave kažejo, da nismo daleč od tega cilja, ki velja za sveti gral nevroznanosti. Takrat ne bo Stephenu Hawkingu potreben niti njegov slavni mezinček, da bo lahko komuniciral z drugimi.      

Bionične proteze, ki so zaenkrat predvsem v eksperimentalni rabi, obljubljajo nov up za ljudi z okvarami živčevja in čutil. Zunanji eksoskelet in bionični udi bi omogočili hromim, da ponovno shodijo. Bionične oči bi omogočile slepim, da ponovno vidijo. In razvozlanje električne aktivnosti pri mišljenjskih procesih bi omogočilo nemim, da spregovorijo.

Pospešen tehnološki razvoj v nevroznanosti bo s seboj prinesel veliko sprememb, na katere ne bi predhodno nikdar pomislili. Kot dokaz lahko vzamemo predavanje dr. Tonija Pustovrha, ki nam je predstavil, kako lahko s translobanjsko magnetno stimulacijo in nekaterimi farmakološkimi učinkovinami vplivamo na odločanje pri moralnih dilemah.

Na drugem koncu spektra nam je dr. Marko Tkalčič iz Fakultete za elektrotehniko, predstavil, kaj vse lahko danes lahko izvemo zgolj iz všečkov na Facebooku. Sledi, ki jih puščamo na družbenih omrežjih so lahko za določena podjetja izjemno informativna. Enostavno lahko pridobijo relativno veliko informacij o naših osebnostnih lastnostih preko analiziranja vzorcev naših všečkov na Facebooku ali podobnih spletnih profilih.

Z enim izmed manj kontroverznih predavanj na sredinem dnevu nevroznanstvene fantastike je ponovno postregel Simon Brezovar, ki smo ga lahko slišali že v ponedeljek. Na svojem drugem predavanju je na kratko povzel ugotovitve, ki so vodile do lanskoletne Nobelove nagrade za medicino in obenem orisal morebitne implikacije, ki jih ima to spoznanje. Prisluhnimo nekoliko donečim, a zato tudi pristno terensko posnetim izjavam predavatelja:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Nadalje je naredil kratek zgodovinski prelet in se ustavil pri raziskovalni karieri Johna O’Keefa, ki se je odločil, da bo na nevrobiološkem nivoju raziskoval značilnosti specifične funkcije možganov.

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Razložil je, kako je prišlo do prvega dela odkritja, ti. prostorskih celic

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Najdba prostorskih celic je ostavljala odprto vprašanje, v kakšnem odnosu je aktivnost teh celic glede na notranji zemljevid prostora, ki ga ima podgana, in kako se to skupaj povezuje. Namreč, pri pomikanju iz ene točke do druge potrebuje notranje koordinate prostora, s pomočjo katerih izračuna, kako bo dejansko izvedla takšen premik.

Na tej točki sta v zgodbo stopila še preostala dva Nobelova nagrajenca, Edvard in Margaret Moser. V nadaljevanju je razložil, kaj sta se spraševala in kako je sestavljen hipokampus. S tem je razkril katere strukture so pomembne za naš navigacijski sistem.

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Pojavil se je zanimiv vzorec, kjer je ena sama živčna celica sprožala akcijske potenciale v obliki mreže, če so primerjali aktivnost v dveh različnih prostorih. Moserjeva sta jih zato poimenovala mrežne celice. Oba sta predpostavila, da so omenjene celice zmožne postavljati našo prostorsko aktivnost v notranji navigacijski sistem. To nam naj bi omogočalo najti pot, da vemo kam moramo iti, kakšna je razdalja do nekega cilja ipd.

Toda prostorske in mrežne celice niso edine celice, ki so pomembne za našo prostorsko navigacijo, kot je dodal dr. Brezovar:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Proti koncu je razkril, kakšen je natančen odnos med mrežnimi in prostorskimi celicami.

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Seveda pa takšen vzorec aktivacije med mrežnimi in prostorskimi celicami ni značilen zgolj za podgane.  Pozneje so jih našli še pri miših, netopirjih in primatih, vključno z ljudmi.

V sredo se je zvrstilo še nekaj predavanj, ki so se nanašala na bionične oči, klopni meningoencefalitis in pametne miši s polčloveškimi možgani.

Četrtek je bil tematsko razdeljen na dva dela. V prvem delu smo poslušali o sestavi očesa kot organa in o življenju brez možnosti pogleda. Drugi del je temeljil na vprašanju kako in zakaj vidimo stvari, ki jih ni.

Začelo se je s predavanjem oftamologinje Mance Tekavčič Pompe. V uvodu predavanja je razložila osnovno sestavo očesa od njegovih zunanjih in notranjih struktur do kompleksne nevrološke poti v možgane. Njeno predavanje je vključevalo tudi najpogostejše patologije očesa, njihove simptome in načine zdravljenja.

Steklovino, ki je želatinasta snov med očesno lečo in mrežnico, v 99% sestavlja voda, ujeta v kolagenska vlakna s hialuronsko kislino. S staranjem je steklovina vedno bolj tekoča ali kot je bolje razložila Manca Tekavčič Pompe:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Proces utekočinjanja lahko spremljamo s preprostim testom. Če zaprete eno oko in z drugim pogledate na neko svetlo površino, boste opazili temne lise. To so proteinske tvorbe, ki se vedno bolj prosto gibljejo po notranjosti vašega očesa.

Spoznali smo se tudi z degerativno boleznijo mrežnice, ki igra ključno vlogo v filmu Larsa von Trierja Plesalka v temi. Govorimo o bolezni retinitis pigmentosa, ki je v filmu izvorni tragični moment, saj se pojav in razvoj bolezni deduje. Simptomov je več in se pojavljajo približno istočasno na obeh očesih.

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Ob koncu predavanja je Vid Vodušek postavil zanimivo vprašanje osnovano na raziskavi v kateri so mladim mačkam v prvih tednih po skotitvi prevezali oči s trakovi in jim tako onemogočili vid v prvih dneh življenja. Kasneje so trakove odstranili, toda mačke kljub delujočim organom oči še vedno niso spregledale, kar pomeni da je prišlo do nevrološke okvare v možganih.

Sledilo je predavanje tiflopedagoginje Janje Hrastovšek. Spregovorila je o delu s slepimi otroki, kako spoznavajo svoje okolje in se učijo branja in pisanja. Za začetek je izpostavila osnovne omejitve pri razvoju otroka, ki ne vidi.

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Proces branja brajlove pisave je mnogo več kot izurjenost čutila za tip na prstih in povezovanja črk v besede. Spoznavanje pomena besed je za slepe izkušnja dotika in miselna projekcija pojma.

Sledilo je predavanje, ki nas je iz sveta življenja slepih popeljalo v svet izostrenega pogleda v človeško notranjost. Predaval nam je profesor in doktor inženir elektrotehnike Franjo Pernuš. V svoji projektni skupini iščejo poti do obogatene resničnosti, ki bi zdravnikom med kirurškim posegom omogočala neposreden pogled v notranjost pacienta brez večjega prereza kože. Kako pa to izgleda v praksi?

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Predvsem je pomembno, da so resnični svet in računalniško generirane slike časovno in krajevno usklajene. To pomeni, da če pacient premika roko, na katero je projicirana rentgenska slika, se premika tudi projekcija. Ali kot bolje pojasni Franjo Pernuš:

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Za nekatere kirurške posege, predvsem pri operacijah na možganih, je ta tehnologija sicer že v uporabi.

V prvem delu smo spoznali svet, ko ne vidimo, in svet, ko vidimo preveč, ko vidimo v notranjost našega organizma. Kaj pa ko vidimo stvari, ki jih ni? Z distorzijami in halucinacijami nas je seznanil psihiater Marko Vrbnjak.

Predavanje je začel z Aldousem Huxleyem in njegovim razvpitim esejem Vrata percepcije, ki ga je spisal po izkušnji z meskalinom in po katerem se je poimenovala skupina The Doors. Za seboj je potegnil celotno generacijo tako imenovanih psihonavtov, ki so želeli preko meskalina priti do globlje univerzalne resnice in spoznati višjo drugo zavest. Meskalin je halucinogena droga, ki imitira nevrotransmiterje v vidni skorji in tako vodi do halucinacij. Halucinacija je lažna zaznava, ki ni vezana na dražljaje iz zunanjosti in se pojavi sama od sebe. Neodvisna je od naše volje, čeprav nosi emocionalne lastnosti realnih zaznav. Blodnjava prepričanja ostanejo tudi po izkušnji halucinacije. Kakšen je bil torej razmislek Huxleya in psihonavtov?

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Podoben učinek imata v našem organizmu tudi serotonin in dopamin. To sta nevrotransmiterja, ki ju naše telo uravnavano sprošča v našo zavest. Aldous Huxley je pravilno predpostavil obstoj filtra, ki ob oslabljenem delovanju vodi do drugačnih zaznav. Danes vemo, da je to talamični filter, ki je del limbičnega sistema, natančneje hipotalamusa. Kako pa sicer nastane halucinacija?

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Okolje, ki ga vsak posameznik na svoj subjektivni način doživlja, ni nikoli popolna slika sveta, pač pa le tisti del realnosti, ki je pomemben za naše preživetje. Element zavesti, ki ga je Huxley spregledal pa je usmerjena pozornost. To je tisti del naše zavesti, ki nas prepriča v to, da so vidne podobe resnične. Gre za sistem nezavednega usmerjanja pozornosti, ki je odvisen od preteklih zaznav. Kaj točno počne usmerjena pozornost?

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Izkušnja pod vplivom halucinogene droge na veliko načinov spominja na občutek psihoze. Gre za povečane čutne zaznave, kot nekakšno razsvetljenje. Učinek antipsihotikov pa je ravno obraten in deluje na način zmanjšanja ali celo izgube emocionalnega naboja zaznave. Bi lahko izkušnje ob halucinogenih drogah uporabili za zdravljenje psihoz?

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Kakšna pa je vendarle razlika med izkušnjo ob halucinogenih drogah in bolezenskim stanjem?

Izjava se nahaja v posnetku oddaje.

Od halucinacij v svet sebe in svojega uvida nas je popeljal psiholog Vid Vodušek. Nanašal se je na odlomek iz kratke zgodbe Ernesta Hemingwaya z naslovom Potovanje z vlakom, v katerem oče svojega sina zbudi iz globokega sna. Izkušnjo pripoveduje sin, ki sprva svojemu očetu ne more slediti, potem se počasi zbudi, si s težavo obuje nogavice in čevlje. Vid Vodušek je to situacijo prebujanja navezal na um mladostnika, ki se zbudi ob umu nekoga drugega, starejšega. Mladi um, ki šele nastaja, si vedno pomaga z drugim in skozi razvoj nastajajo tudi distorzije realnosti. Zaradi naklonjenosti dovolimo drugemu umu, da nas vodi. Podobne distorzije se dogajajo tudi kasneje v življenju, kadar pride do različnih stresnih situacij. Preredko se zavedamo, da si resničnost vsi nenehno prilagajamo, saj nam to pomaga ohranjati optimizem in vero vase.

Teden možganov se je uspešno zaključil z okroglo mizo pod imenom Družba opazovalcev. Na njej so se različni gostje, med njimi so se novinar Lenart J. Kučić, dramaturginja in režiserka Nina Šorak, psihiatrinja dr. Bojana Avguštin Avčin ter socialni psiholog dr. Matej Černigoj, dotaknili vprašanja popularnosti televizijskih šovov in družbenih omrežij. V diskusiji se je trlo svežih misli, različnih pogledov in mnenj, ki bodo pri mnogih prisotnih nedvomno služila kot izhodišča za nadaljnja razmišljanja in diskurz v tej smeri.

Za dodatne informacije v zvezi z dogodkom obiščite spletno društva SiNAPSA: sinapsa.org.

Oddajo so pripravili Urša Adamič, Arne Praznik, Erika Čigon, Andraž Matkovič in Sebastijan Veselič