Jūs sustingstate vietoje, bandote atgauti kvapą, o jūsų galvoje yra tik viena mintis: "Kaip aš tai padariau?"
Mes visi esame patyrę panašią situaciją. Nors dažniausiai vis tiek kalbama apie netyčia įjungtą naują itin modernią mikrobangų krosnelę, atsitiktinai spustelėjus mygtukus. Nesvarbu, ar taupote gyvybę, ar tiesiog norite pašildyti maistą, jūsų smegenys turi išspręsti dvi problemas vienu metu, kad suprastumėte: X veiksmas reiškia rezultatą Y.
Atlikėjo problema: ar aš tai padariau?
Veiksmo ir rezultato problema: kuris iš mano padarytų veiksmų sukėlė rezultatą Y?
Klausimai nėra lengvi. Mes darome daug dalykų, ir visa tai veda į kažką. Be to, kai kurie įvykiai nuolat vyksta aplink mus, ir tik maža jų dalis priklauso nuo mūsų. Todėl smegenys turi atskirti rezultatą Y nuo bendro įvykių srauto. Tada jis turi nustatyti, ar mes turime ką nors bendro su tuo, kas nutiko. Tuo pačiu metu informacija iš jutimų gaunama tik atlikus veiksmus, kurie galėjo sukelti incidentą. Dopaminas, pirmasis smuikas daugelio kognityvinių teorijų simfonijose, yra atsakingas už šiuos procesus.
Mes turime hipotezę, kurioje išsamiai aprašomas nervinis proceso koreliacijos su jo atlikėju ir rezultatu procesas. Ši hipotezė kyla iš dviejų pagrindinių idėjų.
Pirma, smegenys turi modelį, kaip veikia išorinis pasaulis - remdamasis juo, jis nuolat bando atspėti, kas bus toliau. Jei prognozė nepasitvirtina, kyla netikėtumas, o įvykis, kuris ją sukėlė, išsiskiria iš įprastų ir nuspėjamų reiškinių srauto.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Antra, smegenys fiksuoja viską, ką ką tik padarėme, o tai reiškia, kad bet koks netikėtas įvykis gali būti susijęs su atmintyje saugomų naujausių veiksmų grandine. Kai tik surandamas ryšys, veiksmą galima pakartoti - ir patikrinti, ar jis duos panašų rezultatą. Teigiamas atsakymas parodys priežastinį ryšį.
Nei vienu, nei kitu atveju negalime apsieiti be savo seno draugo - dopamino. Iš pirmo žvilgsnio, kai reikia susieti veiksmus su rezultatais, šis neuromediatorius yra blogiausias iš visų galimų pagalbininkų. Dopaminas vienu metu gaminamas didžiuliais kiekiais keliose smegenų srityse. Šis metodas yra visiškai neveiksmingas, norint izoliuoti vieną ryšį tarp neuronų rinkinio - tarkime, tarp tų, kurie atsakingi už veiksmą X, ir rezultatą Y. Tačiau iš tikrųjų tai yra itin sudėtingas mechanizmas. Dopamino išsiskyrimą galima palyginti su radijo signalo transliavimu. Su jo pagalba akimirksniu išsiunčiama ši žinia įvairioms smegenų dalims: „Kažkas labai neįprasto įvyko visai šalia smegenų. Kiek jūsų, vaikinų, prisiims atsakomybę už tai? “
Žmogus šios laidos metu nustemba. Šis jausmas atsiranda, kai smegenys daro klaidą savo prognozėse. Yra daugybė įrodymų, kad dopamino neuronai praneša apie klaidą, kai smegenys apskaičiuoja tikimybę gauti atlygį. Jei jūsų smegenys daro prielaidą, kad atlygis netrukus jums nepasieks, ir staiga visiškai nepažįstamas žmogus jums įteikia spurgą, dopamino neuronai akimirksniu suaktyvėja. Jie perduoda likusioms smegenims nuostabą, kad įvyko kažkas netikėtai gero. Atrodo, kad neuronai šaukia: "Nesvarbu, kuris iš jūsų, vaikinai, gavo mums spurgą, bet tai reikia pakartoti!"
Smegenys gali klysti ne tik dėl atlygio tikimybės. Mes taip pat žinome, kad dopamino neuronai yra šališki prognozuojant nepageidaujamą rezultatą. Dalykų, kurių galbūt norėsite išmokti vengti, pvz., Nespausti mygtuko, paleidusio gyvatę į jūsų vonios kambarį. Neteisingas praeities laiko įvertinimas po neseniai įvykusio įvykio. Taip pat jūs dainuojate ne taip, kaip norėtumėte. Jūs tikriausiai nežinojote, kad jūsų muzikos smegenyse sėdi muzikos kritikas?
Visi šie mechanizmai, per kuriuos įvairios klaidos sukelia trumpalaikį dopamino išsiskyrimą, turi paprastą paaiškinimą: dopamino neuronai yra atsakingi už netikėtumo perdavimą. Svarbiausia, kad šis leidimas visada įvyksta iškart po netikėto įvykio Y ir yra jo laiko žyma.
Taigi, jūsų smegenys pastebėjo, kad aplinkiniame pasaulyje įvyko kažkas šaunaus, ir dopaminas apie tai praneša kitoms jo dalims. Dabar turite nustatyti, ar kuris nors iš jūsų veiksmų buvo šio posūkio priežastis. Šiuo atveju smegenys tarsi klijuoja veiksmą ir rezultatą, stiprindamos vietinį ryšį tarp jų.
Norėdami tai padaryti, turite rasti informacijos apie veiksmą ar veiksmus, įvykusius prieš įrašant informaciją apie rezultatą. Galų gale bendravimas gali vykti tik nuo priežasties prie pasekmės, o ne atvirkščiai. Tarkime, kambaryje užsidega šviesa - kodėl? Tai mažai tikėtina, nes šviesos išvaizdą pažymėjote specialiu ritualiniu šokiu ant vienos kojos ir tuo pačiu metu siūbavote negyvą vištą. Greičiau priežastis yra ta, kad prie įėjimo jūs apvertėte jungiklį (žinoma, ranka, kurioje nebuvo vištos).
Trumpalaikio dopamino išsiskyrimo pagrindinė užduotis yra rasti tinkamą tarp naujausių veiksmų. Kai elektrinis impulsas pradeda praeiti išilgai aksono, nešdamas pranešimą recipiento neuronams, neurono viduje prasideda ilgas procesas, kurio metu kinta kelių molekulių, ypač kalcio, koncentracijos. Be to, bet kokio įeinančio ryšio su šiuo neuronu veikla taip pat palieka kalcio pėdsakus, pažymint, kad šis įvestis yra potencialiai svarbi.
Dopaminas taip pat veikia dviejų neuronų sandūroje. Tarkime, vienas neuronas davė komandą atlikti veiksmą, kuris sukėlė tam tikrą rezultatą, o kitas neuronas, susiedamas su pirmuoju, praneša: „Aš buvau aktyvuotas tuo metu“. Dabar informacija užkoduota šiame ryšyje: „Darykite tą patį, kai vėl būsiu suaktyvinta“. Jei už veiksmą atsakingas neuronas bus iššautas reaguojant į antrojo neurono aktyvaciją, tada jame liks kalcio pėdsakų. Jie bus priminimas, kad buvo susijęs būtent šis ryšys ir būtent šis neuronas. Esant kalciui, ryšį tarp šių neuronų sustiprins dopaminas. Taigi mintis „daryk tą patį, kai vėl būsiu suaktyvinta“sustiprėja tik tuo atveju, jei abu neuronai suveikia tinkamu laiku.
Dar labiau stebina tai, kad priežastingumas yra įtvirtintas pačiose taisyklėse, pagal kurias keičiasi dviejų atskirų neuronų ryšių stiprumas. Matyt, ryšys tarp neuronų A ir B prisimena, kokia tvarka jie buvo atleisti. Jei neuronas A aktyvuojamas tiesiai priešais neuroną B, tai logiškai gali sukelti pastarojo suaktyvėjimą. Šis junginys yra paženklintas kalciu, ir ateityje šis ryšys gali būti sustiprintas.
Bet jei neuronas A aktyvuojamas iškart po neurono B, tai nebegali būti B aktyvacijos priežastis. Priešingai, tokį ryšį reikės susilpninti, nes tokiu atveju neurono A aktyvacija trukdys neuronui B. Jei neuronas A aktyvuojamas ilgai prieš arba ilgai po neurono B, ryšio stiprumas nepasikeis. Iš tiesų atrodo, kad ryšio stiprumo keitimo taisyklės yra specialiai sukurtos tam, kad išmokytų smegenis nustatyti priežastinius ryšius.
Taip smegenys išsprendžia veiksmų koreliacijos su rezultatu problemą. Jis suranda veiksmą X, sukėlusį rezultatą Y, transliuodamas signalą, kad už smegenų ribų įvyko kažkas neįprasto, taip pat žymėdamas įvykį laiko žyme. Šis signalas bus priimtas tik toje vietoje, kur ką tik buvo suaktyvintas už veiksmą atsakingas neuronas. Tai lemia molekuliniai pėdsakai, kurie lieka po aktyvacijos. Dabar, jei šis ryšys vėl suveiks, veikiausiai bus aktyvuojami veikimo neuronai X. Tai reiškia, kad pats asmuo, atsidūręs panašioje situacijoje, greičiausiai atlieka tiksliai veiksmą X. Taip mes nustatome, ar X iš tikrųjų kviečia Y, ir suderiname savo supratimą apie išorinį pasaulį.
Belieka išspręsti veiksmo koreliacijos su atlikėju problemą, o dabar tai tapo lengviau. Iš kur smegenys žino, kad tu neturi nieko bendro su tuo, kas vyksta? Dopamino signalas nerodo jokių neuronų aktyvumo pėdsakų. Pėdsakų nebuvimas reiškia: „Aš neturiu nieko bendro“.
Tačiau taip pat gali atsitikti: už veiksmą atsakingi neuronai buvo suaktyvinti prieš pat rezultatą, tačiau nebuvo jo priežastis. Štai kodėl veiksmas turi būti pakartotas. Jei veiksmas X sąmoningai kartojamas ir nesukelia rezultato Y, nėra įrodymų, kad tarp jų yra ryšys.
Principai, pagal kuriuos smegenys nustato priežastinį ryšį, yra viena iš pagrindinių šiuolaikinio neuromokslo darbo sričių, tačiau apskritai ši sritis išlieka paslaptinga ir mažai tyrinėta. Priežastinių ryšių suvokimo teorijos elementai laikas nuo laiko iškyla literatūroje, tačiau patys autoriai į tai nesusitelkia. Tai reiškia, kad šioje srityje hipotetiškai įmanoma padaryti daug atradimų, atsižvelgiant į tai, kiek joje yra klausimų, į kuriuos dar neatsakyta. Pažvelkime į vieną iš šių klausimų. Kaip smegenys šią informaciją panaudos ateityje?
Priežastingumo suvokimas remiasi idėja, kad mūsų smegenys naudoja nuspėjamąjį pasaulio modelį. Jei taip, tada mes taip pat turime turėti apverstą modelį, kuris atsakytų į klausimą "Kaip pakeisti pasaulį?" Galime pasakyti: „Noriu rezultato Y“ir naudoti atvirkštinį modelį, kad surastume reikiamą „veiksmą X“, kuris padės pasiekti norimą rezultatą.
Tai reiškia, kad mes turime nuolat pritaikyti du modelius: nuspėjamąjį (jei tai padarysite, tai pasikeis pasaulyje) ir atvirkštinį (kad kažkas pasaulyje pasikeistų, turite tai padaryti). Labai tikėtina, kad dopaminas yra atsakingas už kiekvienos iš šių grandinių derinimą. Bet kur vyksta pati adaptacija? Ar šie modeliai keičiasi kartu ar atskirai? Mes apie tai neįsivaizduojame. Kiek įvairių išorinio pasaulio modelių sukuria smegenys, kaip jie sąveikauja tarpusavyje ir kaip juos papildo - tai visi neatsakyti klausimai.
Gebėjimas nustatyti priežastinius ryšius bandymų ir klaidų būdu pastebėtas skirtingose rūšyse. Ne tik gyvūnams, bet ir paukščiams. Šis gebėjimas susieja atskirus įvykius į seką: jei aš darau X, bus gautas rezultatas Y. Kai kurios rūšys gali nustatyti priežastinius ryšius imituodamos. Stebėdami savo artimuosius, mėlyni zylės iš zylių šeimos gali išmokti atsukti pieno butelių kamštelius (jei rimtai, šių paukščių geriau neužpykti).
Tačiau žmogus turi vieną privalumą - kalbą. Jo dėka mums nebereikia švaistyti energijos begaliniam veiksmų grandinių stebėjimui, apsiribojant tik savo patirtimi. Kalbos pagalba galime paaiškinti priežastinius ryšius ir juos perteikti abstrakčiai: knygose, žurnaluose, dokumentiniuose filmuose. Arba paimkite kelių valandų „YouTube“vadovą, kaip pereiti V8. Mes galime užfiksuoti savo pastebėjimus, palikdami spragas ten, kur grandinėje tarp X ir Y nėra pakankamai grandžių (tai vadinama „mokslu“). Mes galime dalytis informacija ir rasti priežastinius ryšius didesniu mastu ir didesnėmis imtimis, nei yra prieinama asmeniui.
Tai, kad žmonės nustatė sudėtingų reiškinių, tokių kaip rūšių išnykimas ar globalinis atšilimas, priežastis, liudija mūsų sugebėjimą suvokti pasaulį už individualios patirties ribų. Tik žmogaus smegenys sugeba suprasti ne tik tai, ką jos pačios sukėlė, bet ir tai, ką mes visi sukėlėme.
Markas Humphriesas