Zamrznete na mieste, pokúsite sa lapať po dychu a v hlave vám napadne iba jedna myšlienka: „Ako som to urobil?“
Všetci sme zažili podobnú situáciu. Aj keď častejšie ide stále o neúmyselné zapnutie novej ultramodernej mikrovlnky, nahodené štuchanie do gombíkov. Či už si šetríte život alebo len chcete znovu zohriať jedlo, váš mozog musí vyriešiť dva problémy naraz, aby pochopil: akcia X znamená výsledok Y.
Problém umelca: urobil som to?
Problém akcie a výsledku: Ktorá z vecí, ktoré som urobil, spôsobil výsledok Y?
Otázky nie sú ľahké. Robíme veľa vecí a všetko to vedie k niečomu. Niektoré udalosti sa navyše neustále dejú okolo nás a iba malá časť z nich závisí od nás. Preto musí mozog oddeliť výsledok Y od všeobecného toku udalostí. Potom musí zistiť, či máme niečo spoločné s tým, čo sa stalo. Zároveň informácie zo zmyslov prichádzajú až po vykonaní úkonov, ktoré mohli incident spôsobiť. Za tieto procesy je zodpovedný dopamín, prvé husle v symfóniách mnohých kognitívnych teórií.
Máme hypotézu, ktorá podrobne popisuje neurálny proces korelácie akcie s jej umelcom a výsledkom. Táto hypotéza vychádza z dvoch základných myšlienok.
Po prvé, mozog má model fungovania vonkajšieho sveta - na jeho základe sa neustále snaží uhádnuť, čo bude nasledovať. Ak sa predpoveď nenaplní, potom nastáva prekvapenie a udalosť, ktorá ju spôsobila, vyčnieva z radu bežných a predvídateľných javov.
Propagačné video:
Po druhé, mozog zaznamenáva všetko, čo sme práve vykonali, čo znamená, že každú neočakávanú udalosť možno korelovať s reťazou posledných akcií uložených v pamäti. Hneď ako sa nájde spojenie, je možné akciu opakovať - a skontrolovať, či povedie k rovnakému výsledku. Kladná odpoveď naznačuje príčinnú súvislosť.
V žiadnom prípade sa nezaobídeme bez nášho starého priateľa - dopamínu. Na prvý pohľad, pokiaľ ide o koreláciu akcií s výsledkami, je tento neurotransmiter najhorším zo všetkých možných pomocníkov. Dopamín sa produkuje v obrovských množstvách vo viacerých oblastiach mozgu súčasne. Táto metóda je úplne neúčinná na izolovanie jediného spojenia medzi súborom neurónov - povedzme medzi osobami zodpovednými za pôsobenie X a výsledkom Y. Ale v skutočnosti ide o mimoriadne sofistikovaný mechanizmus. Uvoľňovanie dopamínu sa dá porovnať s vysielaním rádiového signálu. S jeho pomocou sa do rôznych častí mozgu okamžite odošle nasledujúca správa: „Niečo veľmi neobvyklé sa stalo tesne za mozgom. Koľko z vás za to prevezme zodpovednosť? “
Osoba počas tohto vysielania je prekvapená. Tento pocit nastáva, keď mozog urobí chybu vo svojich predpovediach. Existuje dostatok dôkazov, že dopamínové neuróny slúžia na signalizáciu chyby, keď mozog počíta pravdepodobnosť prijatia odmeny. Ak váš mozog predpokladá, že k vám v najbližšej dobe nepríde žiadna odmena a zrazu vám niekto cudzí odovzdá šišku, na chvíľu sa aktivujú dopamínové neuróny. Prenášajú na zvyšok mozgu prekvapenie, že sa stalo niečo neočakávane dobré. Neuróny akoby kričali: „Nezáleží na tom, kto z vás nás dostal šišku, ale treba to opakovať!“
Mozog sa môže mýliť nielen v súvislosti s pravdepodobnosťou odmeny. Vieme tiež, že dopamínové neuróny sú pri predpovedaní nežiaducich účinkov zaujaté. Veci, ktorým by ste sa možno chceli naučiť vyhnúť, napríklad nestláčanie tlačidla, ktoré spustí hadiu skládku do vašej kúpeľne. Nesprávne vyhodnotenie minulého času po nedávnej udalosti. A tiež, že nespievate úplne tak, ako by ste chceli. Pravdepodobne ste nevedeli, že v strednom mozgu sedí hudobný kritik?
Všetky tieto mechanizmy, prostredníctvom ktorých rôzne chyby spúšťajú krátkodobé uvoľňovanie dopamínu, majú jednoduché vysvetlenie: dopamínové neuróny sú zodpovedné za prenos prekvapenia. A čo je najdôležitejšie, toto vydanie sa vždy vyskytuje okamžite po neočakávanej udalosti Y a slúži ako jeho časová pečiatka.
Váš mozog si teda všimol, že sa v okolitom svete stalo niečo zaujímavé, a dopamín o tom informuje ostatné svoje časti. Teraz musíte zistiť, či niektorý z vašich činov bol dôvodom tohto ťahu. V takom prípade mozog druh akcie a výsledok zlepí a posilní miestne spojenie medzi nimi.
Aby ste to dosiahli, musíte nájsť informácie o akcii alebo akciách, ktoré sa vyskytli pred zaznamenaním informácií o výsledku. Nakoniec môže komunikácia ísť iba od príčiny k skutočnosti, a nie naopak. Povedzme, že sa v miestnosti rozsvieti svetlo - prečo? Je to nepravdepodobné, pretože ste vzhľad svetla označili špeciálnym rituálnym tancom na jednej nohe a súčasným švihnutím mŕtveho kurčaťa. Dôvod je skôr ten, že pri vchode ste stlačili vypínač (samozrejme rukou, v ktorej nebolo kuracie mäso).
Hlavnou úlohou krátkodobého uvoľňovania dopamínu je nájsť ten pravý z posledných opatrení. Keď elektrický impulz začne prechádzať pozdĺž axónu a prenášať správu do neurónov príjemcu, začne sa vnútri neurónu dlhý proces, v ktorom sa menia koncentrácie niekoľkých molekúl, najmä vápniku. A čo viac, aktivita pri akomkoľvek prichádzajúcom spojení s týmto neurónom tiež zanecháva stopy vápnika, čo označuje tento vstup ako potenciálne dôležitý.
Dopamín tiež účinkuje na spojnici dvoch neurónov. Predpokladajme, že jeden neurón vydal príkaz na vykonanie akcie, ktorá mala za následok určitý výsledok, a ďalší neurón, spájajúci sa s prvým, hlási: „Bol som v tomto okamihu aktivovaný.“Teraz sú v tejto súvislosti zakódované informácie: „Urobte to isté, keď budem znova aktivovaný.“Ak sa neurón zodpovedný za akciu vystrelí v reakcii na aktiváciu druhého neurónu, potom v ňom zostanú stopy vápnika. Budú slúžiť ako pripomienka, že išlo o toto konkrétne spojenie a tento konkrétny neurón. V prítomnosti vápniku bude spojenie medzi týmito neurónmi zosilnené dopamínom. Teda myšlienka „urobte to isté, keď som znova aktivovaný“je zosilnená iba vtedy, ak sú oba neuróny aktivované v pravý čas.
O to prekvapivejšia je skutočnosť, že kauzalita je zabudovaná do samotných pravidiel, podľa ktorých sa mení sila spojenia medzi dvoma samostatnými neurónmi. Spojenie medzi neurónmi A a B si zjavne pamätá, v akom poradí boli vystrelené. Ak je neurón A aktivovaný priamo pred neurónom B, potom by to logicky mohlo viesť k jeho aktivácii. Táto zlúčenina je označená vápnikom a táto väzba sa môže v budúcnosti posilniť.
Ale ak je neurón A aktivovaný bezprostredne po neuróne B, už nemôže byť príčinou aktivácie B. Naopak, takéto spojenie bude treba oslabiť, pretože v takom prípade bude aktivácia neurónu A interferovať s neurónom B. Ak sa neurón A aktivuje dlho pred alebo dlho po neuróne B, sila spojenia sa nezmení. Skutočne sa zdá, že pravidlá pre zmenu sily spojenia sú určené špeciálne na vycvičenie mozgu, aby nadviazalo príčinné súvislosti.
Takto mozog rieši problém korelácie akcie s výsledkom. Nájde akciu X, ktorá spôsobila výsledok Y, vysielaním signálu, že sa niečo neobvyklé stalo mimo mozgu, a tiež časovým označením udalosti. Tento signál bude prijatý iba na mieste, kde sa práve aktivoval neurón zodpovedný za akciu. Toto je určené molekulárnymi stopami, ktoré zostávajú po aktivácii. Teraz, ak sa toto spojenie znovu aktivuje, je pravdepodobnejšie, že dôjde k aktivácii akčných neurónov X. To znamená, že osoba sama v podobnej situácii pravdepodobne vykoná presne akciu X. Takto určíme, či X v skutočnosti vyvolá Y, a vyladíme naše chápanie vonkajšieho sveta.
Zostáva vyriešiť problém korelácie akcie s umelcom a teraz je to jednoduchšie. Ako mozog vie, že nemáte nič spoločné s tým, čo sa deje? Signál dopamínu nevykazuje žiadne stopy aktivity v neurónoch. Absencia stôp znamená: „Nemám s tým nič spoločné.“
Môže sa však stať aj to: neuróny zodpovedné za akciu sa aktivovali tesne pred výsledkom, neboli však jej príčinou. Preto sa musí akcia opakovať. Ak sa akcia X úmyselne opakuje a nespôsobí výsledok Y, potom neexistujú dôkazy o tom, že by medzi nimi bola súvislosť.
Princípy, podľa ktorých mozog určuje príčinnú súvislosť, sú jednou z hlavných oblastí práce modernej neurovedy, ale vo všeobecnosti zostáva táto oblasť záhadná a málo preskúmaná. V literatúre sa čas od času objavujú prvky teórie vnímania kauzálnych vzťahov, samotní autori sa na to však nezameriavajú. Takže v tejto oblasti je hypoteticky možné urobiť veľa objavov, vzhľadom na to, koľko je v nej otázok, ktoré ešte neboli zodpovedané. Pozrime sa na jednu z týchto otázok. Ako mozog použije tieto informácie v budúcnosti?
Vnímanie kauzality je založené na myšlienke, že náš mozog používa prediktívny model sveta. Ak je to tak, potom by sme mali mať aj obrátený model, ktorý odpovie na otázku „Ako zmeniť svet?“Môžeme povedať: „Chcem výsledok Y“a pomocou inverzného modelu nájdeme požadovanú „akciu X“, ktorá povedie k požadovanému výsledku.
To znamená, že musíme neustále prispôsobovať dva modely: prediktívny (ak to urobíte, toto sa zmení vo svete) a obrátený (aby sa niečo na svete zmenilo, musíte to urobiť). Je vysoko pravdepodobné, že dopamín je zodpovedný za vyladenie každého z týchto obvodov. Kde však prebieha samotná adaptácia? Menia sa tieto modely spoločne alebo osobitne? Nemáme o tom ani potuchy. Koľko rôznych modelov vonkajšieho sveta mozog vytvára, ako navzájom interagujú a ako sa dopĺňajú - to všetko sú nezodpovedané otázky.
Schopnosť nadviazať kauzálne vzťahy metódou pokusov a omylov sa pozorovala u rôznych druhov. Nielen u zvierat, ale aj u vtákov. Táto schopnosť spája jednotlivé udalosti v poradí: ak urobím akciu X, bude po nej nasledovať výsledok Y. Niektoré druhy môžu spôsobiť príčinnú súvislosť prostredníctvom napodobňovania. Pri pozorovaní svojich príbuzných sa modré sýkorky z čeľade sýkoriek môžu naučiť odskrutkovať uzávery fliaš s mliekom (vážne, je lepšie nerozhnevať tieto vtáky).
Ale človek má jednu výhodu - jazyk. Vďaka nemu už nepotrebujeme plytvať energiou na nekonečné pozorovanie reťazcov akcií, obmedzovať sa iba na svoje vlastné skúsenosti. Pomocou jazyka dokážeme vysvetliť príčinné vzťahy a sprostredkovať ich abstraktne: v knihách, časopisoch, dokumentárnych filmoch. Alebo si vezmite viachodinového sprievodcu YouTube, ako prejsť V8. Naše pozorovania môžeme zaznamenať opustením priestorov, v ktorých nie je dostatok reťazcov v reťazci medzi X a Y (toto sa nazýva „veda“). Môžeme zdieľať informácie a nájsť príčinné vzťahy vo väčšom rozsahu a vo väčších vzorkách, ako je k dispozícii jednotlivcovi.
Skutočnosť, že ľudia identifikovali príčiny zložitých javov, ako je vyhynutie druhov alebo globálne otepľovanie, je dôkazom našej schopnosti porozumieť svetu nad rámec individuálnych skúseností. Iba ľudský mozog je schopný pochopiť nielen to, čo si sám spôsobil, ale aj to, čo sme spôsobili všetci.
Mark Humphries