człowiek
Autor: Matthew Schafer i Daniela Schiller | dodano: 2020-02-21
Społeczne mapy drogowe w mózgu

Ilustracja Richard Borge

Sieci neuronalne, w których zapisuje się nasza aktywność przestrzenna i czasowa, mogą też odgrywać ważną rolę w określaniu naszych związków z innymi ludźmi.

Często mówi się, że w życiu nie można iść na skróty. Ale mózg – nawet szczura – zbudowany jest w taki sposób, że całkowicie ignoruje tego typu złote myśli. Narząd ten w pewnym sensie jest właśnie ucieleśnieniem idącej na skróty maszyny.

Pierwszą wskazówką, że mózg może mieć skłonność do znajdywania alternatywnych dróg były wyniki pracy Edwarda Tolmana z University of California w Berkeley z roku 1948. Tolman przeprowadził ciekawe doświadczenie, w którym głodny szczur biegł najpierw przez okrągły niemalowany stół, a potem ciemny wąski korytarz. Szczur musiał zrazu skręcić w lewo, potem w prawo, później jeszcze raz w prawo, aż wreszcie docierał do znajdującego się na końcu tej drogi jasno oświetlonego przedsionka, gdzie czekała na niego upragniona miska z jedzeniem. Nie miał żadnego wyboru – była tylko jedna dostępna, kręta droga do celu i szczur, chcąc nie chcąc, przebiegał ją każdorazowo w ciągu trwającego cztery dni eksperymentu.

Piątego dnia, kiedy jak zwykle biegł po blacie stołu do korytarza, niespodziewanie zderzył się ze ścianą – droga okazała się zablokowana. Zwierzę zawróciło na stół i zaczęło poszukiwanie dróg alternatywnych. W ciągu nocy okrągły stół zamienił się w arenę z wieloma wejściami. Zamiast pojedynczej drogi było teraz 18 wychodzących

promieniście. Po zbadaniu wejść do kilku różnych korytarzy szczur wreszcie zdecydował się pobiec drogą numer sześć – jedyną, która prowadziła wprost do celu.

Takie zachowanie może wydawać się na pierwszy rzut oka banalne, ale z perspektywy psychologów behawioralnych tamtych czasów te nawigacyjne talenty szczura były czymś niezwykłym. Wedle dominującej  szkoły myślenia na temat uczenia się zwierząt szczur w labiryncie powinien zachowywać się zgodnie z prostym wzorcem  kojarzenia: bodziec-reakcja. Kiedy określony bodziec ze strony środowiska wywołuje korzystną z punktu widzenia zwierzęcia reakcję, wzmocnieniu ulega sieć neuronalna odpowiedzialna za taką właśnie, a nie inną, reakcję.

Zgodnie z tym modelem mózg funkcjonuje jak tradycyjna centrala telefoniczna, w której są utrzymywane tylko właściwe połączenia – w tym przypadku między sygnałami przychodzącymi z otoczenia i odbieranymi przez narządy zmysłów a komendami wysyłanymi do mięśni. Model behawioralnej centrali telefonicznej nie był jednak w stanie wyjaśnić zdolności szczura do podjęcia właściwego wyboru drogi bez wcześniejszego jej sprawdzenia. Znajdowanie skrótów i inne podobnie intrygujące umiejętności wspierają konkurencyjną szkołę myślenia, wedle której w toku nauki w mózgu szczura (lub innego zwierzęcia) powstaje swoista mapa, którą Tolman – jeden ze zwolenników tej szkoły – nazwał mapą kognitywną (mentalną).

Zdaniem Tolmana w mózgu dzieje się znacznie więcej niż tylko wzmacnianie przez uczenie się związków pomiędzy bodźcami. Związki takie bywają zresztą często niepewne, a zmiany w środowisku powodują, że mogą tracić na aktualności. Dziś, gdy od czasu pracy Tolmana minęły dziesięciolecia, naukowcy nie mają wątpliwości, że mózg nie tylko kojarzy zależności między bodźcami, ale też tworzy, gromadzi i wykorzystuje mentalne mapy. Dzięki nim możemy odnajdować właściwą drogę i nawigować w zmiennym i zmieniającym się otoczeniu, a także – w razie potrzeby – znajdować odpowiednie skróty lub obejścia. Głodny szczur w doświadczeniach Tolmana musiał zapamiętać położenie pożywienia, ocenić kierunek, jaki do niego prowadzi, i wybrać najlepszą drogę do upragnionego celu. Inaczej mówiąc – musiał mieć w mózgu model swojego otoczenia.

Wytwarzanie takich modeli lub map nie dotyczy tylko wymiaru przestrzennego. Mapy mentalne mogą leżeć u podłoża najbardziej „ludzkich” zdolności, w tym także pamięci, wyobraźni, wnioskowania, abstrakcyjnego myślenia, a nawet dynamiki relacji społecznych. W badaniach nad mapami mentalnymi próbuje się ustalić, czy określają one również odległość między osobnikami i miejsce danej osoby w hierarchii społecznej. Ale jak mózg tworzy takie mapy, dzięki którym możemy poruszać się w naszym świecie?

 

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 03/2020 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
09/2020
10/2019 - specjalny
Kalendarium
Wrzesień
24
W 1960 r. zwodowano USS Enterprise (CVN-65), pierwszy amerykański lotniskowiec o napędzie atomowym.
Warto przeczytać
Nie tylko tabliczka mnożenia, ale i dzielenia może sama wchodzić do głowy! Pomogą w tym zabawne, wpadające w ucho wierszyki, które pozostają w głowach uczniów. Dzięki błyskotliwym skojarzeniom pozwalają łatwo i bez wysiłku nie tylko nauczyć się tabliczki dzielenia w zakresie do 100, ale także zrozumieć, czym jest dzielenie i dlaczego nie musi sprawiać najmniejszych kłopotów.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Matthew Schafer i Daniela Schiller | dodano: 2020-02-21
Społeczne mapy drogowe w mózgu

Ilustracja Richard Borge

Sieci neuronalne, w których zapisuje się nasza aktywność przestrzenna i czasowa, mogą też odgrywać ważną rolę w określaniu naszych związków z innymi ludźmi.

Często mówi się, że w życiu nie można iść na skróty. Ale mózg – nawet szczura – zbudowany jest w taki sposób, że całkowicie ignoruje tego typu złote myśli. Narząd ten w pewnym sensie jest właśnie ucieleśnieniem idącej na skróty maszyny.

Pierwszą wskazówką, że mózg może mieć skłonność do znajdywania alternatywnych dróg były wyniki pracy Edwarda Tolmana z University of California w Berkeley z roku 1948. Tolman przeprowadził ciekawe doświadczenie, w którym głodny szczur biegł najpierw przez okrągły niemalowany stół, a potem ciemny wąski korytarz. Szczur musiał zrazu skręcić w lewo, potem w prawo, później jeszcze raz w prawo, aż wreszcie docierał do znajdującego się na końcu tej drogi jasno oświetlonego przedsionka, gdzie czekała na niego upragniona miska z jedzeniem. Nie miał żadnego wyboru – była tylko jedna dostępna, kręta droga do celu i szczur, chcąc nie chcąc, przebiegał ją każdorazowo w ciągu trwającego cztery dni eksperymentu.

Piątego dnia, kiedy jak zwykle biegł po blacie stołu do korytarza, niespodziewanie zderzył się ze ścianą – droga okazała się zablokowana. Zwierzę zawróciło na stół i zaczęło poszukiwanie dróg alternatywnych. W ciągu nocy okrągły stół zamienił się w arenę z wieloma wejściami. Zamiast pojedynczej drogi było teraz 18 wychodzących

promieniście. Po zbadaniu wejść do kilku różnych korytarzy szczur wreszcie zdecydował się pobiec drogą numer sześć – jedyną, która prowadziła wprost do celu.

Takie zachowanie może wydawać się na pierwszy rzut oka banalne, ale z perspektywy psychologów behawioralnych tamtych czasów te nawigacyjne talenty szczura były czymś niezwykłym. Wedle dominującej  szkoły myślenia na temat uczenia się zwierząt szczur w labiryncie powinien zachowywać się zgodnie z prostym wzorcem  kojarzenia: bodziec-reakcja. Kiedy określony bodziec ze strony środowiska wywołuje korzystną z punktu widzenia zwierzęcia reakcję, wzmocnieniu ulega sieć neuronalna odpowiedzialna za taką właśnie, a nie inną, reakcję.

Zgodnie z tym modelem mózg funkcjonuje jak tradycyjna centrala telefoniczna, w której są utrzymywane tylko właściwe połączenia – w tym przypadku między sygnałami przychodzącymi z otoczenia i odbieranymi przez narządy zmysłów a komendami wysyłanymi do mięśni. Model behawioralnej centrali telefonicznej nie był jednak w stanie wyjaśnić zdolności szczura do podjęcia właściwego wyboru drogi bez wcześniejszego jej sprawdzenia. Znajdowanie skrótów i inne podobnie intrygujące umiejętności wspierają konkurencyjną szkołę myślenia, wedle której w toku nauki w mózgu szczura (lub innego zwierzęcia) powstaje swoista mapa, którą Tolman – jeden ze zwolenników tej szkoły – nazwał mapą kognitywną (mentalną).

Zdaniem Tolmana w mózgu dzieje się znacznie więcej niż tylko wzmacnianie przez uczenie się związków pomiędzy bodźcami. Związki takie bywają zresztą często niepewne, a zmiany w środowisku powodują, że mogą tracić na aktualności. Dziś, gdy od czasu pracy Tolmana minęły dziesięciolecia, naukowcy nie mają wątpliwości, że mózg nie tylko kojarzy zależności między bodźcami, ale też tworzy, gromadzi i wykorzystuje mentalne mapy. Dzięki nim możemy odnajdować właściwą drogę i nawigować w zmiennym i zmieniającym się otoczeniu, a także – w razie potrzeby – znajdować odpowiednie skróty lub obejścia. Głodny szczur w doświadczeniach Tolmana musiał zapamiętać położenie pożywienia, ocenić kierunek, jaki do niego prowadzi, i wybrać najlepszą drogę do upragnionego celu. Inaczej mówiąc – musiał mieć w mózgu model swojego otoczenia.

Wytwarzanie takich modeli lub map nie dotyczy tylko wymiaru przestrzennego. Mapy mentalne mogą leżeć u podłoża najbardziej „ludzkich” zdolności, w tym także pamięci, wyobraźni, wnioskowania, abstrakcyjnego myślenia, a nawet dynamiki relacji społecznych. W badaniach nad mapami mentalnymi próbuje się ustalić, czy określają one również odległość między osobnikami i miejsce danej osoby w hierarchii społecznej. Ale jak mózg tworzy takie mapy, dzięki którym możemy poruszać się w naszym świecie?