Mária
-7 °C
3 °C

Hatodik érzék az agyban

2005.02.22. 14:22
Az ázsiai cunamit követően a tudósok nagy erőfeszítéseket tettek, hogy megmagyarázzák, miként érezhették meg a helyi primitív törzsek tagjai a veszély közeledtét és menekülhettek magasabb helyre a környezetükben élő állatokkal a hátukon.

Egy új elmélet szerint az anterior cinguláris agykéreg (ACC), amelyet az agy "hoppá" központjaként írnak körül, egyfajta vészelőrejelző rendszerként is működik, amely tudat alatt segít felismerni és elkerülni a rizikós helyzeteket. Az ACC a homloklebeny tetején, a jobb és bal féltekét elválasztó fal magasságában található.

Míg bizonyos tudósok elvetik a hatodik érzék létezésének lehetőségét, a St. Louis-i Washington egyetem kutatói beazonosítottak egy agyi területet, amely egyértelműen vészjelzőként működik - a környezeti jeleket mérlegelve segít a viselkedést a veszélyes helyzethez alakítani.

"Az agyunk jobban észleli a figyelmeztető jeleket, mint azt korábban gondoltuk" - mondja Joshua Brown Ph.D., a Science-ban megjelentetett tanulmány egyik szerzője.

Felismerés, tanulás, dopamin

A tudományos bizonyítékok alapján új koncepció alakul ki az ACC körül végbemenő összetett cselekvésirányítással kapcsolatban.

"Korábban, akkor észleltünk aktivitást az anterior cinguláris agykéregben, amikor valakinek egymást kizáró lehetőségek között kellett nehéz döntést kellet hoznia vagy miután hibát követtek el - mondja Brown- Most viszont arra jutottunk, hogy ez az agyterület megtanulja, mikor követ el valaki hibát, még mielőtt a döntést meghozná. Az ACC így előrejelzőként figyelmeztet, hogy a viselkedésünk lehetséges negatív kiementelére, így elővigyázatosabbak lehetünk és elkerülhetjük a hibát."

Az ACC intenzív kutatás célpontja volt az elmúlt években mivel döntő szerepet játszik a különlegesen összetett és megeröltető szellemi feladatok megoldásában. Ezen agyterület abnormális működése szorosan összefügg egy sor komoly mentális zavarral, köztük a skizofréniával és a kényszerbetegséggel.

"Eredményeink azt mutatják, hogy az ACC működéseinek hibája az előrejelző rendszer összeomlását eredményezi, így az agy nem tudja előre felmérni a hibás viselkedést - magyarázza Brown - Másfelől, a kényszercselekvőknél az ACC egy olyan baj közeledtét jelzi akkor, amikor az nem fenyeget."

"Érdekes módon az is kiderült, hogy ugyanaz az idegi jelátvivő anyag - a dopamin - játszik szerepet az ACC előrejelzéseinek betanításában, amely összefügg a drogfüggőséggel és a Parkinson-kórral is" - tette hozzá.

A dolgok olyan milyenek

Az ACC-t az agy végrehajtás-irányítási rendszerének fontos részeként ismerik - a feltételezések szerint a hideg, tényalapú érvelés és az érzelmek közötti közvetítést és egyeztetést végzi.

"Hoszú ideje érdeklődünk az iránt, hogy az agy miként tudja integrálni a világ információit az érzelmeinkkel, hogy mit érzünk valamivel kapcsolatban - mondja Brown - Az emberek több okból is azt gondolják, hogy az ACC az az agyi struktúra, amely a kétféle jel begyűjtéséért felel. Ez egy olyan terület, ahol az információk fontossági sorrenbe állnak a döntési folyamat során. Összeköti a motivációs és érzéki információt - hogy jó-e vagy rossz valami -, hogy megváltoztassa a megismerést, módosítsa amit a dolgokról gondolunk."

Míg fokozódik a konszenzus, hogy a cinguláris fontos szerepet játszik az összetett gondolatokban és érzelmekben, vitatott hogy milyen megismerési mechanizmusok vannak a háttérben.

A legutóbbi kísérletek során aktivitási impulzust dokumentáltak az ACC-ben, amikor az alany észreveszi, hogy hibázott - ezt az informális tudományos terminológia óbaszki reakciónak nevezi. Az erre alapuló elméletek szerint az ACC elsődleges szerepe, hogy érzékelje és kijavítsa a hibákat vagy érzékelje a konfliktus állapotát, amely a hibát kíséri.

Brown Ph. D. Todd Braverrel közös tanulmánya amellett hoz bizonyítékokat, hogy az ACC egy megelőző konfliktusjelző rendszer, amely aktívan dolgozik a potenciális hibák felismerésén és elkerülésén.

Érezték a trükköt

"Abból indultunk ki, hogy a cinguláris talán nem reagál a hiba felismerésére vagy a konfliktusra, de ehelyett a hiba esélyét mérlegeli. - mondja Brown - Kíváncsiak voltunk, hogy a cinguláris aktív-e, amikor nincs konfliktus és hiba, viszont a lehetősége a normálisnál nagyobb."

Hogy próbára tegyék hipotézisüket Brown és Braver olyan kísérletet tervezett, amelyben a résztvevőknek monitoron megjelenő jelekre kell gombnyomással reagálnia.

Fehér vagy kék gondolatjel jelent meg, amely jobbra vagy balra mutató nyíllá változott - ez esetben a megfelelő nyíllal ellátott gombot kellett lenyomni. Nehezítésnek a tudósok beiktattak egy második nagyobb nyilat, amely láttán az alanyoknak meg kellett rántaniuk egy kart, majd megnyomni az ellenkező gombot.

"Az elképzelés, hogy a versengő tendenciák miatt - a jobb vagy bal gomb lenyomása - mindkettő aktív az agyban és ez konfliktust hoz létre. Bizonyos elméletek szerint amikor látod a két nyilat, az mozgatja a konfliktust és a cinguláris a konfliktushelyzetet érzékeli."

A második nyíl időzítésével elérték, hogy a résztvevők ne tudják helyesen leütni a gombokat. A kék gondolatjel esetén 50 százalékos hibázást állítottak be, míg a fehérnél 4 százalékosat. Funkcionális mágneses rezonancia vizsgálóval (fMRI) 2,5 másodperces időközönként képet készítettek a kísérleti alanyok agyáról.

"Nem mondtuk el nekik, hogy a gondolatjelek színe összefügg a hibalehetőség fokozódásával, de a végére páran rájöttek, legalábbis tudat alatt" - mondja Brown.

Agyunk figyeli a világot

Azok között is, akik viszonylag kevésbé voltak tisztában a kék gondolatjel jelentésével, a kutatók arra jutottak, hogy pusztán a kék szín hatására fokozódott a cinguláris tevékenysége és ez erősödött, minél több időt töltöttek a feladattal. Az MRI vizsgálat tehát alátámasztotta, hogy az ACC megtanulta a kék karakter jelentőségét és, ha tudattalanul is, de ehhez kezdte igazítani a viselkedést.

"Úgy tűnik az agynak ez a területe rájön dolgokra anélkül, hogy azoknak tudatosulnia kellene - mondja Brown - Teljesen értelemszerű, hogy ez a mechanizmus azért létezik, mert életünk során rengeteg szituáció van, amikor szövevényesebb változásokat kell érzékelnünk és lereagálnunk a környezetünkben, olyankor is, amikor nem vagyunk tisztában a körülményekkel, amelyek az alkalmazkodást sugallják. Bizonyos esetekben az agy sokkal erőteljesebben képes figyelni a környezet finom változásait, ha mindez a tudattalanul történik."

Modellek csatája

A kutatás másik tudományos jelentősége, hogy korszerű módon először kifinomult számítógépes program segítségével modellezték az agyi központok aktiválódásának mintázatát a kíslérlet során - amelyet a valódi kísérlet és a valódi vizsgálat igazolt.

"Elkezdtük megépíteni az ACC részletes szimulációját és kiderült, hogy a számítógép megjósolta az előzetes figyelmeztető jelzést - mondja Brown - Ez már maga eléggé izgalmas volt, de a valóságban is ellenőriznünk kellett, hogy demonstráljuk, hogy helyesen gondolkodtunk."

A kutatók kipróbálták elméletüket egy másik számítógépes modellen is, amelyet a másik - az ACC konfliktus-érzékelő szerepét feltételező - elmélet igazolásához terveztek. "A két szimuláció között úgy döntöttünk, hogy előrejelzéseket készítettünk velük, amelyeket utána kísérletileg ellenőriztünk. - vázolja Brown - Az elmélet, a számítógépes modell és az fMRI vizsgálat együtt komoly bizonyítéka annak, hogy helyes az elméletünk."

Az elmúlt két évtized alatt a komputerek sokkal erősebbek lettek, a számítógépes modellek egyre hatásosabb eszközökké váltak az agy megértésében - mutatott rá Brown, aki megjegyezte, hogy az ő munkájuk is mutatja, hogy az agy számítógépes modellezése új felfedezésekhez vezethet.

"Az a helyzet, hogy a modellünk van pár izgalmas előrejelzése arról, ahogyan az ACC működik, de ezeket még nem volt alkalmunk ellenőrizni. A kiszabott munkát végezzük."