Jäätyt paikalleen, yrität saada henkeäsi, ja päässäsi on vain yksi ajatus: "Kuinka tein sen?"
Olemme kaikki kokeneet samanlaisen tilanteen. Vaikka useammin onkin kyse uuden ultramodernin mikroaaltouunin vahingossa kytkemisestä päälle, satunnaisesti napsauttamalla nappeja. Olitpa pelastamassa henkesi tai haluat vain lämmittää ruokaa, aivojesi on ratkaistava kaksi ongelmaa kerralla ymmärtääkseen: toimintaan X liittyy tulos Y.
Taiteilijaongelma: teinkö sen?
Toiminta vs. tulosongelma: Mitkä tekemistäni asioista aiheuttivat tuloksen Y?
Kysymykset eivät ole helppoja. Teemme paljon asioita, ja kaikki tämä johtaa johonkin. Lisäksi ympärillämme tapahtuu jatkuvasti joitain tapahtumia, ja vain pieni osa niistä riippuu meistä. Siksi aivojen on erotettava tulos Y yleisestä tapahtumavirrasta. Sitten hänen on selvitettävä, onko meillä mitään tekemistä tapahtuneen kanssa. Samalla aisteista saat tietoa vasta sen jälkeen, kun on suoritettu toimia, jotka olisivat voineet aiheuttaa tapahtuman. Dopamiini, monien kognitiivisten teorioiden ensimmäinen viulu sinfonioissa, on vastuussa näistä prosesseista.
Meillä on hypoteesi, joka kuvaa yksityiskohtaisesti hermoprosessin, joka korreloi toiminnon esittäjän ja tuloksen kanssa. Tämä hypoteesi tulee kahdesta perusajattelusta.
Ensinnäkin aivoilla on malli ulkomaailman toiminnasta - sen perusteella se yrittää jatkuvasti arvata, mitä seuraavaksi tapahtuu. Jos ennuste ei toteudu, syntyy yllätys, ja sen aiheuttanut tapahtuma erottuu tavallisten ja ennustettavien ilmiöiden virrasta.
Mainosvideo:
Toiseksi aivot kirjaavat kaiken, mitä olemme juuri tehneet, mikä tarkoittaa, että kaikki odottamattomat tapahtumat voidaan korreloida muistiin tallennettujen viimeaikaisten toimintojen ketjun kanssa. Heti kun yhteys on löydetty, toiminto voidaan toistaa - ja tarkista, johtaako se samaan tulokseen. Positiivinen vastaus osoittaa syy-yhteyden.
Kummassakaan tapauksessa emme voi tehdä ilman vanhaa ystäväämme - dopamiinia. Ensi silmäyksellä, kun on kyse toimien korreloinnista tulosten kanssa, tämä välittäjäaine on pahin kaikista mahdollisista avustajista. Dopamiinia tuotetaan suurina määrinä useilla aivojen alueilla samanaikaisesti. Tämä menetelmä on täysin tehoton yksittäisen yhteyden eristämiseksi joukon hermosolujen välillä - esimerkiksi toimesta X ja tuloksesta Y vastuussa olevien välillä. Mutta itse asiassa tämä on erittäin hienostunut mekanismi. Dopamiinin vapautumista voidaan verrata radiosignaalin lähettämiseen. Sen avulla seuraava viesti lähetetään välittömästi aivojen eri osiin:”Aivan ulkopuolella tapahtui jotain hyvin epätavallista. Kuinka moni teistä ottaa vastuun tästä?"
Henkilö tämän lähetyksen aikana on yllättynyt. Tämä tunne ilmenee, kun aivot tekevät virheen ennusteissaan. On runsaasti todisteita siitä, että dopamiinineuronit paljastavat virheen, kun aivot laskevat palkkion saamisen todennäköisyyden. Jos aivosi olettaa, ettei palkkiota tule sinulle pian, ja yhtäkkiä täysin muukalainen antaa sinulle munkin, dopamiinineuronit aktivoituvat hetkeksi. Ne välittävät muille aivoille yllätyksen siitä, että jotain odottamatonta hyvää on tapahtunut. Neuronit näyttävät huutavan: "Ei ole väliä kuka teistä sai meille munkin, mutta se on toistettava!"
Aivot voivat olla väärässä muussa kuin vain palkkion todennäköisyydessä. Tiedämme myös, että dopamiinineuronit ovat puolueellisia ennustettaessa ei-toivottuja tuloksia. Asiat, jotka haluat ehkä oppia välttämään, kuten et paina painiketta, joka laukaisee käärmeen kaatumisen kylpyhuoneeseesi. Virheellinen arvio menneisyydestä äskettäisen tapahtuman jälkeen. Ja myös, ettet laula aivan kuten haluaisit. Luultavasti et tiennyt, että sinulla on musiikkikriitikko istumassa keskiaivossasi?
Kaikilla näillä mekanismeilla, joiden kautta erilaiset virheet laukaisevat dopamiinin lyhytaikaisen vapautumisen, on selitys yksinkertainen: dopamiinihermot ovat vastuussa yllätyksen välittämisestä. Ja mikä tärkeintä, tämä purkaus tapahtuu aina välittömästi odottamattoman tapahtuman Y jälkeen ja toimii aikaleimana.
Joten aivosi ovat huomanneet, että ympäröivässä maailmassa on tapahtunut jotain hienoa, ja dopamiini ilmoittaa siitä muille osille. Nyt sinun on selvitettävä, oliko jokin tekemisistäsi tämän käänteen syy. Tässä tapauksessa aivot, ikään kuin, liimaavat toiminnan ja tuloksen, vahvistamalla niiden välistä paikallista yhteyttä.
Tätä varten sinun on löydettävä tietoja toiminnasta tai toiminnoista, jotka tapahtuivat ennen kuin tiedot tallennettiin. Loppujen lopuksi viestintä voi kulkea vain syistä seurauksiin, eikä päinvastoin. Oletetaan, että huoneessa syttyy valo - miksi? Se on epätodennäköistä, koska merkitsit valon ulkonäön erityisellä rituaalitanssilla toisella jalalla ja heiluttamalla kuollutta kanaa samanaikaisesti. Pikemminkin syy on se, että sisäänkäynnillä käännit kytkimen (tietysti kädellä, jossa ei ollut kanaa).
Lyhytaikaisen dopamiinin vapautumisen päätehtävänä on löytää oikea viimeaikaisten toimien joukosta. Kun sähköinen impulssi alkaa kulkea aksonia pitkin ja kuljettaa viestiä vastaanottajan hermosoluille, neuronin sisällä alkaa pitkä prosessi, jossa useiden molekyylien, erityisesti kalsiumin, pitoisuudet muuttuvat. Lisäksi aktiivisuus mihin tahansa tulevaan yhteyteen tähän neuroniin jättää myös jälkiä kalsiumista, mikä merkitsee tämän syötteen mahdollisesti tärkeäksi.
Dopamiini toimii myös kahden neuronin risteyksessä. Oletetaan, että yksi neuroni antoi komennon suorittaa tiettyyn tulokseen johtanut toiminto, ja toinen neuroni, joka liittyy ensimmäiseen, raportoi: "Minut aktivoitiin tällä hetkellä." Nyt tiedot koodataan tähän yhteyteen: "Tee sama, kun minut aktivoidaan uudelleen." Jos toiminnasta vastaava neuroni ammutaan vastauksena toisen neuronin aktivoitumiseen, siihen jää kalsiumjälkiä. Ne toimivat muistutuksena siitä, että tämä tietty yhteys ja kyseinen hermosolu olivat mukana. Kalsiumin läsnä ollessa dopamiini parantaa näiden neuronien välistä yhteyttä. Siksi ajatus "tee sama, kun minut aktivoidaan uudelleen" vahvistuu vain, jos molemmat neuronit aktivoituvat oikeaan aikaan.
Vielä yllättävämpää on se, että syy-yhteys on rakennettu niihin sääntöihin, joiden avulla kahden erillisen neuronin välisten yhteyksien vahvuus muuttuu. Ilmeisesti neuronien A ja B välinen yhteys muistaa missä järjestyksessä ne ammuttiin. Jos neuroni A aktivoituu aivan neuronin B edessä, se voi loogisesti johtaa jälkimmäisen aktivoitumiseen. Tämä yhdiste on merkitty kalsiumilla, ja tätä sidosta voidaan vahvistaa tulevaisuudessa.
Mutta jos neuroni A aktivoituu heti neuronin B jälkeen, se ei voi enää olla syy B: n aktivaatioon. Päinvastoin, tällaista yhteyttä on heikennettävä, koska tällöin neuronin A aktivaatio häiritsee neuronia B. Jos neuroni A aktivoituu kauan ennen neuronia B tai kauan sen jälkeen, yhteyden vahvuus ei muutu. Näyttää siltä, että yhteyden voimakkuuden muuttamista koskevat säännöt on suunniteltu nimenomaan kouluttamaan aivoja perustamaan syy-yhteyksiä.
Näin aivot ratkaisevat toiminnan korreloinnin tulokseen. Hän löytää toiminnan X, joka aiheutti tuloksen Y lähettämällä signaalin siitä, että aivojen ulkopuolella on tapahtunut jotain epätavallista, ja myös leimaamalla tapahtuman. Tämä signaali vastaanotetaan vain paikassa, jossa toiminnasta vastaava neuroni on juuri aktivoitu. Tämän määrää molekyylijäämät, jotka jäävät aktivoinnin jälkeen. Jos tämä yhteys käynnistyy uudelleen, toimintahermonit X aktivoituvat todennäköisemmin. Tämä tarkoittaa, että henkilö, joka on samankaltaisessa tilanteessa, suorittaa todennäköisemmin tarkalleen toiminnan X. Näin selvitämme, kutsuuko X todella Y: tä, ja viritämme ymmärrystämme ulkomaailmasta.
On vielä ratkaistava toiminnan korrelaation esiintyjän kanssa, ja nyt on helpompaa tehdä se. Mistä aivot tietävät, että sinulla ei ole mitään tekemistä sen kanssa, mitä tapahtuu? Dopamiinisignaali ei osoita mitään jälkiä aktiivisuudesta hermosoluissa. Jälkien puuttuminen tarkoittaa: "Minulla ei ole mitään tekemistä sen kanssa."
Se voi kuitenkin tapahtua myös tällä tavalla: toiminnasta vastuussa olevat neuronit aktivoitiin välittömästi ennen tulosta, mutta eivät olleet sen syy. Siksi toiminta on toistettava. Jos toimenpide X toistetaan tarkoituksella eikä aiheuta tulosta Y, ei ole näyttöä siitä, että näiden kahden välillä olisi yhteys.
Periaatteet, joiden avulla aivot perustavat syy-yhteyden, on yksi nykyaikaisen neurotieteen pääalueista, mutta yleensä tämä alue on edelleen salaperäinen ja vähän tutkittu. Kirjallisuudessa syy-suhteiden havaitsemisen teorian elementit aika ajoin, mutta kirjoittajat eivät itse keskity tähän. Tämä tarkoittaa, että tällä alueella on hypoteettisesti mahdollista tehdä monia löytöjä, kun otetaan huomioon, kuinka monta kysymystä siinä on vielä vastaamatta. Katsotaanpa yhtä näistä kysymyksistä. Kuinka aivot käyttävät tätä tietoa tulevaisuudessa?
Syy-yhteyden käsitys perustuu ajatukseen, että aivomme käyttävät ennustavaa maailman mallia. Jos näin on, niin meillä pitäisi olla myös käänteinen malli, joka vastaa kysymykseen "Kuinka muuttaa maailmaa?" Voimme sanoa "Haluan tuloksen Y" ja käyttää käänteismallia löytääksesi vaaditun "toiminnan X", joka johtaa haluttuun tulokseen.
Tämä tarkoittaa, että meidän on jatkuvasti mukautettava kahta mallia: ennakoiva (jos teet tämän, se muuttuu maailmassa) ja käänteinen (jotta jokin maailmassa muuttuu, sinun on tehtävä tämä). On erittäin todennäköistä, että dopamiini on vastuussa näiden piirien virittämisestä. Mutta missä itse sopeutuminen tapahtuu? Vaihtuvatko nämä mallit yhdessä vai erikseen? Meillä ei ole aavistustakaan siitä. Kuinka monta erilaista ulkomaailman mallia aivot luovat, miten ne ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja miten ne täydentävät toisiaan - nämä kaikki ovat vastaamattomia kysymyksiä.
Eri lajeilla on havaittu kyky luoda syy-yhteys kokeilun ja erehdyksen avulla. Ei vain eläimillä, vaan myös linnuilla. Tämä kyky yhdistää yksittäiset tapahtumat peräkkäin: jos teen toiminnon X, sitä seuraa tulos Y. Jotkut lajit voivat luoda syy-yhteyksiä jäljittelemällä. Sukulaisiaan tarkkailemalla tissiperheen siniset tissit voivat oppia avaamaan maitopullojen korkit (vakavasti, on parempi olla raivottamatta näitä lintuja).
Mutta ihmisellä on yksi etu - kieli. Hänen ansiostaan meidän ei enää tarvitse tuhlata energiaa toimintaketjujen loputtomiin havainnoihin, joita vain omat kokemuksemme rajoittavat. Kielen avulla voimme selittää syy-suhteita ja välittää ne abstraktisti: kirjoissa, aikakauslehdissä, dokumenteissa. Tai ota monen tunnin YouTube-opas siitä, miten mennä V8: n yli. Voimme tallentaa havaintomme ja jättää aukkoja, jos X: n ja Y: n ketjussa ei ole tarpeeksi linkkejä (tätä kutsutaan "tiede"). Voimme jakaa tietoa ja löytää syy-yhteyksiä laajemmassa mittakaavassa ja suuremmissa otoksissa kuin yksittäiselle henkilölle on tarjolla.
Se, että ihmiset ovat tunnistaneet monimutkaisten ilmiöiden, kuten lajien sukupuuttoon tai ilmaston lämpenemiseen johtavat syyt, on osoitus kyvystämme ymmärtää maailma yksilöllisen kokemuksen ulkopuolella. Vain ihmisen aivot pystyvät ymmärtämään paitsi sen, mikä aiheutti itsensä, myös sen, mitä me kaikki aiheutimme.
Mark Humphries