Mi zajlik az emberi agyban?

A FameLab a világ egyik vezető tudománykommunikációs versenye. Az idei NatGeo díjast munkájáról és a versenyről kérdeztük.

Hány éves kora környékén kezdett el érdeklődni az agykutatás iránt?
A biológia iránt már nagyjából 4 éves korom óta érdeklődöm, vagy mondhatjuk, hogy mióta az eszemet tudom. Amikor kicsi voltam, édesanyámnak mindenféle emberi testtel kapcsolatos könyvet kellett vásárolnia az ovis könyvvásárokon. De maga az agykutatás egy kicsit később jött. Nemrég tudtam meg egy ismerősöm révén: 7 évesen azt mondtam, hogy agykutató leszek. Bár elég kalandos úton, de végül mégis csak összejött, és ezzel foglalkozom.

Nemrégiben volt a FameLab verseny. Erről tudna egy kicsit mesélni? Mi a lényege ennek a versenynek?
Ezen a tudománykommunikációs megmérettetésen minden egyes versenyzőnek egy 3 perces előadást kell tartania, melynek során bármiféle segédeszközt használhat, kivétel ez alól a Power Point bemutató vagy slideshow sorozat. Itt nincs idő arra, hogy előre összeszereljük a saját színpadunkat, tehát amit fel tudunk vinni magunkkal, azt tudjuk használni. Ezáltal a verseny lényege, hogy az előadó 3 percen belül meg tudja győzni a nézőket arról, hogy tudományosan korrekt, közérthető, és kellőképpen bájos is ahhoz, hogy belopja magát a közönség szívébe.

Ez tulajdonképpen egy YouTube-videó átlagos hosszának felel meg?
Ha jól tudom, akkor a YouTube-videók általában inkább tíz percesek. Bár azt is el kell ismerni, hogy szerintem kollektíven rövidül a figyelmi idő. A Z-generáció tagjaként be kell látnom, egyáltalán nem könnyű 10 percig érdekesnek maradni. Sőt, a TikTok a bizonyíték, hogy olykor egy perc is lehet túl hosszú.

Miről szólt az előadása?
Egy agykutató szemüvegén keresztül próbáltam betekintést nyújtani a kedves hallgatóknak a mesterséges intelligencia szürkeállományába. Hogyan gondolkodnak a számítógépek? Gondolkoznak-e egyáltalán?

És gondolkoznak a számítógépek? Például az ember azt vélné, hogy a sakkozás egy bonyolult szellemi folyamat eredménye. Mégis egy szuperszámítógép megverte sakkban a világbajnokot, Garri Kaszparovot 1997-ben. Akkor most az a számítógép gondolkodott, vagy nem gondolkodott?
A helyzet az, hogy a számítógépek agya azért elég más, mint a miénk, bár hozzáteszem – és erre próbáltam kihegyezni az előadást –, hogy nagyon sok tekintetben a mi szürkeállományunk ihlette ezeket a modern, intelligens eszközöket. Hiszen míg a klasszikus számítógépet tisztán programozzák, addig ezeket az okos masinákat általában neurális hálókra alapozzák. A neurális háló, mint a neve is mutatja, a mi idegsejtjeinket, neuronjainkat utánozza, vagyis az idegrendszerhez nagyon-nagyon hasonló hálózatról beszélünk. Mint a mi idegsejtjeinknek, minden egyes kis mesterséges neuronnak számtalan bemenete van, ezeket aztán szépen összeadja, és a kapott eredményből generál egy kimenetet. Sőt, a mi neuronjainkhoz hasonlóan egyébként tanulni is képes, méghozzá olyan módon, hogy fel tudja ismerni, melyik az a bemenete, amelyik fontosabb, mint a többi, és olyankor arra egy kicsit nagyobb figyelmet fog szentelni. Ha pedig a sok kis apró mesterséges idegsejtet összekötjük, akkor egy egészen komplex idegrendszert kaphatunk. Mindazonáltal, bármennyire is intelligens viselkedést mutat, távolról sem emberi az, amit ő produkálni képes. A neurális háló egy igazi specialista. Képes egy feladatot megoldani, képes alkalmazkodni, mintákat felismerni, képes ezt a megoldást optimalizálni. De arra képtelen, hogy hosszú távú következtetéseket vonjon le, más tudást belekössön ebbe, vagy egyáltalán gondolatok ébredjenek a fejében.

Forrás: Getty Images

Ön Lyonban dolgozik, egy ottani laboratóriumban. Hogyan folynak a vizsgálatai?
Lyonban ún. általános agykutatásban dolgozom. Mi is a hosszú távú grandiózus cél? – kérdezik tőlem rendszeresen. A cél az, hogy megértsük, hogy mégis mi történik az alanyaink fejében – legyenek majmok vagy épp emberek. Amikor azt mondom, hogy az agy működését akarjuk megérteni, akkor igazából arra vagyunk kíváncsiak, hogy a kis idegsejtek hogyan kommunikálnak, hogy vannak összekötve, miről beszélnek egymással. Ennek a megfejtésére pedig nagyon sok módszert latba lehet vetni.
Egy nagyon jó hasonlat – és nem az én hasonlatom –, hogy az agyunk olyan, mint egy focimeccs, és az idegsejtek jelentik a közönséget. Mi meg akarjuk tudni, hogy mi történik a pályán, de ehhez más módszerünk nincs, mit hogy a közönséget valamilyen úton-módon kihallgatjuk. Ember esetében általában ún. noninvazív, tehát műtéti sebbel nem járó beavatkozásokat végzünk: az ember fejére rátapasztunk néhány elektródát. Ez olyan, mintha a stadionon kívülre elhelyeznénk néhány mikrofont, amivel megpróbáljuk hallgatni a közönség moraját. Az embert egyébként be is lehet csúsztatni egy MRI gépbe, ahol egy folytonos, időben változó képet kapunk arról, hogy mi is történik az agyban. Ezt funkcionális MRI-nek hívják.
Ellenben a majom pácienseinknél ennél mélyebbre is mehetünk. Természetesen nagyon szeretném hangsúlyozni, hogy mindenfajta állatjóléti, állategészségügyi követelményt figyelembe véve, és a lehető legnagyobb tisztelettel végezzük a kísérleteinket. Ezeknek a majmoknak elektródákat juttatunk be az agyába. Az elektródák úgy működnek, mint hogyha a stadion közönségének sorai közé mikrofonokat helyeznénk be. Így egyesével is meghallgathatjuk, hogy az egyes nézők miről beszélgetnek. Persze ez sem egy nagyon egyszerű dolog: a kérdés továbbra is az, hogy mi zajlik a focimeccsen, ahhoz pedig, hogy ezt megtudjuk, a mi eszközünk ennyi csupán: a különböző helyeken lerakott mikrofonok.
Az én kutatócsoportom egyébként egy speciális kérdést feszeget. Milyen idegi háttér áll egy olyan döntés mögött, amikor is úgy ítélem, ideje önmagamat ellenőrizni? Ez a kutatás két agyterület gyönyörű szimfóniájáról szól: van egy része az agyunknak, mely többek között felelős a döntéshozatalért, és van egy másik agyterületünk, amely emlékszik arra, hogy nagyjából mit is csináltunk az elmúlt időszakban. Ez utóbbi állandóan ellenőrizni próbálja önmagát és azt, hogy rendben zajlanak-e a dolgaink. A két agyterület fogja aztán egyeztetni egymás között azt, hogy mégis mikor van szükség arra, hogy egy kicsit megálljunk, és megnézzük, hol tartunk és milyen messze van még a cél.

Milyen távolabbi célja van a kutatás területén?
Mindenekelőtt szeretnék a végére járni a majmaink fejében lezajló döntési folyamatoknak. Más szóval, kíváncsi vagyok, hova is fut majd ki a lyoni kutatás. Hogy utána mit hoz a sors, az egyelőre jó kérdés. Mindenképpen szeretném kipróbálni magamat a kutatás mellett a fejlesztésben is: szeretnék tervezni, kivitelezni, tesztelni, és néhányszor hasra esni, hogy aztán okosabban álljak fel újra. Egyelőre az agy-számítógép interfészek világa az, ami nagyon elbűvöl: olyan eszközök, melyek a szó szoros értelmében olvasnak az emberi agyban. Na persze nem telepátiáról beszélek, inkább mondjuk olyan kar-protézisekről vagy kerekesszékekről, melyeket tulajdonosa a puszta gondolataival irányít. Ami viszont a legfontosabb: most, hogy rátaláltam a tudománykommunikációra, nem szeretném elengedni. Nagyon boldog lennék, ha mindenkit be tudnék majd vonni a kutatásaimba, akinek csak kedve szottyan kicsit mélyebben megérteni a koponyánkba zárt univerzum titkát.

A FameLab előadásai a fenti videón láthatóak, Németh Erik a 23-dik perc után következik.

Az interjút készítette: Bajomi Bálint – bajomi.eu