Νέα μελέτη αποκαλύπτει στοιχεία για το πώς ο εγκέφαλος χτίζει νέες σκέψεις

Μια νέα μελέτη, την οποία υπογράφεται από το μεταδιδακτορικό ερευνητή Steven Frankland και τον καθηγητή Ψυχολογίας Joshua Greene, υποστηρίζει ότι δύο γειτονικές περιοχές του εγκεφάλου επιτρέπουν στους ανθρώπους να οικοδομούν νέες σκέψεις, χρησιμοποιώντας ένα είδος εννοιολογικής άλγεβρας, μιμούμενοι τις λειτουργίες των υπολογιστών που αναπαριστούν μεταβλητές και τις τιμές τους που αλλάζουν. Η μελέτη παρουσιάζεται στα Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Ένα από τα μεγάλα μυστήρια της ανθρώπινης νόησης είναι το πώς ο εγκέφαλος παίρνει τις ιδέες και τις τοποθετεί μαζί με νέους τρόπους για να σχηματίσει νέες σκέψεις», δήλωσε ο Frankland, ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Οι περισσότεροι άνθρωποι μπορούν να καταλάβουν μια πρόταση (όπως) «ο Joe Biden κέρδισε τον Vladimir Putin στο Scrabble», ακόμα κι αν ποτέ δεν έχουν σκεφτεί την κατάσταση που περιγράφει, διότι, εφόσον γνωρίζετε ποιος είναι ο Πούτιν, ποιος είναι ο Μπάιντεν, τι είναι Σκραμπλ και τι σημαίνει το «κέρδισε» , είστε σε θέση να βάλετε αυτές τις έννοιες μαζί για να κατανοήσετε την έννοια της πρότασης. Αυτό είναι μια βασική, αλλά αξιοσημείωτη, γνωστική ικανότητα».

Αλλά πώς οικοδομούνται τέτοιες σκέψεις; Σύμφωνα με μια θεωρία, ο εγκέφαλος το κάνει με το να αναπαριστάνει με εννοιολογικές μεταβλητές, απαντήσεις σε επαναλαμβανόμενες ερωτήσεις με σημασίες, όπως «Τι έγινε;» και «Ποιος το έκανε;» και «Σε ποιόν έγινε;». Μια νέα σκέψη, όπως η «ο Μπάιντεν κέρδισε τον Πούτιν» μπορεί στη συνέχεια να κατασκευαστεί κάνοντας το, «κέρδισε» την τιμή της μεταβλητής «δράση», το «Μπάιντεν» την τιμή της μεταβλητής «συντελεστής» («Ποιος το έκανε;») και το «Πούτιν» την τιμή της μεταβλητής «πάσχων» («Σε ποιόν έγινε;»). Οι Frankland και Greene είναι οι πρώτοι που υποδεικνύουν συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου που κωδικοποιούν μια τέτοια νοητική σύνταξη.

«Αυτή ήταν μια κεντρική θεωρητική συζήτηση στη γνωστική επιστήμη για μεγάλο χρονικό διάστημα και παρόλο που φαινόταν σαν ένα πολύ καλό στοίχημα ότι ο εγκέφαλος λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο, υπάρχουν λίγα άμεσα εμπειρικά στοιχεία για αυτό» είπε ο Frankland.

Για τον προσδιορισμό των περιοχών, οι Frankland και Greene χρησιμοποίησαν λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) για να σαρώσουν εγκεφάλους σπουδαστών καθώς διάβαζαν μια σειρά από απλές φράσεις, όπως «Ο σκύλος κυνήγησε τον άνθρωπο» και «Ο άνθρωπος κυνήγησε τον σκύλο». Εφοδιασμένοι με αυτά τα δεδομένα, στη συνέχεια, κατασκεύασαν αλγορίθμους για να αναγνωρίζουν πρότυπα της εγκεφαλικής δραστηριότητας που αντιστοιχούσαν με τα «σκύλος» και «παιδί».

«Αυτό που διαπιστώσαμε είναι ότι υπάρχουν δύο περιοχές στον αριστερό άνω κροταφικό λοβό, μια η οποία βρίσκεται περισσότερο προς το κέντρο του κεφαλιού, που μεταφέρει πληροφορίες σχετικά με τον «συντελεστή», αυτόν που έκανε μια ενέργεια», δήλωσε ο Frankland. «Μια σε άμεσα παρακείμενη περιοχή, που βρίσκεται πιο κοντά στο αυτί, που μεταφέρει πληροφορίες για τον «πάσχοντα», ή για αυτόν στον οποίον απευθύνονταν η δράση».

Στην εικόνα (από την εργασία) φαίνονται καταγραφές από δυο πειράματα και προσδιορίζονται περιοχές στις οποίες κωδικοποιούνται οι μεταβλητές «συντελεστής» και «πάσχων».

Ουσιαστικά, πρόσθεσε ο Frankland, ο εγκέφαλος φαίνεται να επαναχρησιμοποιεί τα ίδια πρότυπα σε πολλαπλές προτάσεις, πράγμα που σημαίνει ότι αυτά τα πρότυπα λειτουργούν ως σύμβολα.

«Έτσι θα μπορούσαμε να πούμε: «ο σκύλος κυνήγησε το παιδί», ή «ο σκύλος γρατζούνισε το παιδί», αλλά αν χρησιμοποιήσουμε κάποιο νέο ρήμα οι αλγόριθμοι μπορούν ακόμα να αναγνωρίσουν το πρότυπο «σκυλί» ως συντελεστή», δήλωσε ο Frankland. «Αυτό είναι σημαντικό, διότι υποδηλώνει ότι τα σύμβολα χρησιμοποιούνται ξανά και ξανά για να συνθέσουν νέες σκέψεις. Επιπλέον, διαπιστώσαμε ότι η δομή της σκέψης χαρτογραφείται επάνω στη δομή του εγκεφάλου με συστηματικό τρόπο».

Αυτή η ικανότητα του να χρησιμοποιείται μια σειρά από επαναλαμβανόμενες ιδέες για να διαμορφώνονται νέες σκέψεις, μπορεί να είναι ένα κομμάτι αυτού που κάνει μοναδική την ανθρώπινη σκέψη-και μοναδικά ισχυρή. «Η εργασία αυτή είναι σχετικά με τη γλώσσα», είπε ο Greene. «Αλλά θεωρούμε ότι είναι κάτι περισσότερο από αυτό. Υπάρχει ένα πιο γενικό μυστήριο για το πώς λειτουργεί η ανθρώπινη σκέψη».

«Αυτό που κάνει την ανθρώπινη σκέψη τόσο ισχυρή είναι ότι έχουμε αυτή τη βιβλιοθήκη των εννοιών, που μπορούμε να την χρησιμοποιήσουμε για να διατυπώσουμε αποτελεσματικά έναν άπειρο αριθμό σκέψεων», συνέχισε. «Οι άνθρωποι μπορούν να εμπλακούν σε περίπλοκες συμπεριφορές που, για οποιονδήποτε άλλο πλάσμα στη Γη, θα απαιτούσε ένα τεράστιο «ποσό» εκγύμνασης. Οι άνθρωποι μπορούν να διαβάσουν ή να ακούσουν μια ακολουθία εννοιών και αμέσως να θέσουν αυτές τις έννοιες μαζί, για να σχηματίσουν κάποια νέα ιδέα».

Σε αντίθεση με τα μοντέλα της αντίληψης, τα οποία θέτουν πιο πολύπλοκες αναπαραστάσεις στην κορυφή της επεξεργαστικής σειράς (της πληροφορίας που προσλαμβάνεται), η μελέτη των Frankland και Greene υποστηρίζει ένα μοντέλο ανώτερης νόησης, που βασίζεται στο δυναμικό συνδυασμό εννοιολογικών δομικών στοιχείων για να σχηματιστούν οι σκέψεις.

«Δεν μπορείτε να έχετε ένα σύνολο νευρώνων που βρίσκεται εκεί ακριβώς περιμένοντας κάποιον να πει “ο Μπάιντεν κέρδισε τον Πούτιν στο Σκραμπλ”», είπε ο Greene. «Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχει κάποιο άλλο σύστημα για να σχηματίζει έννοιες δυναμικά και πρέπει να είναι εξαιρετικά ευέλικτο, απίστευτα γρήγορο και απίστευτα ακριβές» και πρόσθεσε: «Αυτό είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό της ανθρώπινης νοημοσύνης που μόλις τώρα αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε».

Πηγή: Harvard Gazette

Περισσότερα στη εργασία: An architecture for encoding sentence meaning in left mid-superior temporal cortex, Proceedings of the National Academy of Sciences

Σημείωση: Στην ενσωματωμένη στο κείμενο εικόνα ο Steven Frankland, ο ένας από τους δυο αναφερόμενους ερευνητές.