Mire jó, ha zajos az agy?

Fotó: Profimedia

Ráadásul ezek az illúziók akkor is képesek rabul ejteni, ha már ezeket lelepleztük. Agyunkban ilyenkor a több értelmezés is megfér egymás mellett – olyannyira, hogy vannak olyan illúziók, amelyek esetében agyunk akár hat különböző értelmezés között váltogat. Orbán Gergő, az MTA Wigner FK Lendület-csoportvezetője, a témáról a Neuron című folyóiratban most megjelent cikk vezető szerzője az mta.hu-nak beszélt érzékelésünk újraértelmezett modelljéről, az agy matematikájáról, az idegrendszerünkhöz csatlakozó implantátumok jövőjéről, és arról, hogyan kezeli agyunk az általunk érzékelt világ értelmezésének bizonytalanságát, mely a vizuális illúzióknál különösen jól tetten érhető.

A kutatók elgondolása nagyjából a következőképpen áll össze: Agyunk folyamatosan érzékeli a bennünket körülvevő világot, és a rengeteg ismeret, emlék, tapasztalat, benyomás alapján megpróbálja valahogy modellezni az érzékszerveinken keresztül kapott információkat. Érzékeljünk azonban akármit is a világból, annak általában nem csak egyféle értelmezése lehetséges. Agyunkban ez a többféle értelmezés együttesen jelen van, csak mindegyiknek más a valószínűsége, amelyet visszatükröz az adott értelmezés „súlyozása”. (Így például a térhatású illúziók térbeli és síkbeli értelmezésének egymáshoz viszonyított fontossága érezhetően függ a kép kidolgozottságától, a környezeti fényviszonyoktól és a megtekintés irányától.) Orbán Gergőék elgondolása szerint a látókérgi idegsejtek aktivitása épp olyan, mintha agyunk folyamatosan mintát venne ezekből az értelmezésekből, méghozzá a súlyozásnak megfelelő valószínűséggel.

Vajon mi a valóság?
A cikkben ismertetett eredmények mindjárt három komoly tanulsággal is járnak. Először is, az agyműködés egyik újabb jelenségéről derült ki, hogy egyáltalán nem működési gyengeség, a törzsfejlődés során ránk maradt „szemét”. Amit sok kutató egyszerűen „zajnak”, az idegsejtek véletlenszerű, kiszűrendő működésének tartott, fontos információkat hordoz.

Másodszor, ismét érdemes hátralépnünk egy kicsit, és újra átgondolni, miként is érzékeljük a valóságot, és mennyire látja – mennyire láthatja – két ember ugyanúgy a világot. Orbán Gergőék eredményei azt mutatják, hogy már az elsődleges látókéregben saját, világról alkotott modelljeink (persze állandóan változó súlyozású halmazának) leképeződését találjuk. Tehát a világ értelmezésének agyi modellje szűrőként rögtön ott áll tudatos érzékelésünk küszöbén.

Végül, az új elmélet ismeretében teljesen át kell gondolnunk, hogyan is „beszélgessünk” az aggyal. Azzal, hogy az idegi aktivitás szerkezetét immár mélyebben ismerjük, és megtudtuk, hogy az idegi aktivitás zajának is fontos szerepe van az információfeldolgozásban, az ennek figyelembevételével készült implantátumok sokkal hatékonyabban kommunikálhatnak az emberi idegrendszerrel, mint korábban. Mindezt úgy képzelhetjük el, mintha eddig az anya és kétéves gyereke közti kommunikációban kizárólag a beszéd tartalmát tartottuk volna lényegesnek, és olyan készülékkel próbáltuk volna megnyugtatni anyja távollétében a gyermeket, amelyik robothangon ismételgeti: „Nyugodj meg, kisfiam, ne sírj!”

NAP-os út a nagyobb hálózatok felé
A Neuron című folyóiratban most megjelent cikk – melyet Orbán Gergő mellett Pietro Berkes, Fiser József és Lengyel Máté jegyez – zömében olyan vizsgálatokról szól, melyek egyetlen vagy néhány idegsejt aktivitásának megfigyelésén alapulnak. Ezek a vizsgálatok meglepő módon akár egy laptoppal is elvégezhetőek, de a továbblépéshez szükséges számításokhoz akár több száz sejtre is szükség van. Nagyobb hálózatok esetében azt is figyelni lehet, hogyan viszonyul egymáshoz a hálózatban részt vevő idegsejtek aktivitásának „zaja”, ami még pontosabb információkat adhat a majdani implantátumok gyártóinak. Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontban működő Lendület-kutatócsoport ilyen irányú kutatásait a Nemzeti Agykutatási Program (NAP) keretében Gulyás Attilával, az MTA KOKI kutatójával és nemzetközi kutatócsoportokkal együttműködésben végzi.