Κυριακή, 21 Ιουνίου 2009

Ο εγκέφαλος ως δίκτυο νευρώνων

Εγκεφαλικά κύτταρα
Θεωρητικά, ο εγκέφαλος είναι ένας πομπός μέσω του οποίου εκπέμπονται οι σκέψεις μας με τη μορφή μικροσκοπικών ηλεκτρικών σημάτων κι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Η χρήση όμως αυτών των σημάτων για να διαβαστούν οι σκέψεις του ανθρώπου που τις κάνει είναι προβληματική.
Πρώτον, τα σήματα αυτά είναι εξαιρετικά ασθενή και κυμαίνονται στο φάσμα των μιλιβάτ. Δεύτερον, τα σήματα είναι ασυνάρτητα και σε πολύ μεγάλο βαθμό είναι αδύνατο να τα ξεχωρίσουμε από τον θόρυβο. Το συνοθύλευμα αυτό μας επιτρέπει να αλιεύσουμε αδρές μόνο πληροφορίες σχετικά με τις σκέψεις μας.
Τρίτον, ο εγκέφαλός μας δεν έχει τη δυνατότητα να λειτουργήσει ως δεκτης ανάλογων μηνυμάτων από άλλους εγκεφάλους με τη χρήση αυτών των σημάτων. Με άλλα λόγια, εμείς οι άνθρωποι δεν έχουμε κεραίες. Τέταρτον, ακόμη κι αν μπορούσαμε να λάβουμε αυτά τα ασθενή σήματα, θα ήταν αδύνατο να τα απωδικοποιήσουμε. Με βάση την καθιερωμένη νευτώνεια και μαξγουελιανή φυσική, η τηλεπάθεια μέσω ραδιοκυμάτων είναι ανέφικτη.
.
Θερμοδυναμική χαρτογράφηση του εγκεφάλου
Θα μπορούσε όμως, μια φουτουριστική έκδοση της συσκευής MRI, να διαβάσει συγκεκριμένες σκέψεις, λέξη προς λέξη και εικόνα προς εικόνα, όπως θα έκανε ένας αυθεντικός τηλεπαθητικός ; Η απάντηση σ' αυτό το ερώτημα δεν είναι σαφής.
Σ' έναν ψηφιακό υπολογιστή, οι υπολογισμοί έχουν τυπικό χαρακτήρα κι υπακούουν σ' ένα ιδιαίτερα άκαμπτο σύνολο κανόνων. Ο ψηφιακός υπολογιστής υπακούει στους νόμους μιας " μηχανής Τούρινγκ " δηλαδή μιας συσκευής που περιλαμβάνει μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας ( CPU ) , εισαγόμενα κι εξαγόμενα δεδομένα. Ο κεντρικός επεξεργαστής ( για παράδειγμα ένας επεξεργαστής Pentium ) εκτελεί ένα συγκεκριμένο σύνολο χειρισμών των εισαγόμενων στοιχείων και παράγει ένα εξαγόμενο. Άρα η " σκέψη " επικεντρώνεται τοπικά στη CPU.
Ο εγκέφαλός μας όμως, διαφέρει από ένα ψηφιακό υπολογιστή : δεν διαθέτει επεξεργαστή Pentium ούτε CPU, ούτε λειτουργικό σύστημα Windows. Ακόμα κι αν αφαιρέσουμε ένα μόνο τρανζιστοράκι από τον κεντρικό του επεξεργαστή, το πιθανότερο είναι ότι θα τον αχρηστεύσουμε. Αντίθετα, υπάρχουν καταγεγραμμένες περιπτώσεις ανθρώπων με αχρηστευμένο τον μισό εγκέφαλο, στους οποίους αναλαμβάνει όλη τη δουλειά ο άλλος μισός.
.
Μικροτσίπ * νευρικών κυττάρων
* ( ολοκληρωμένα κυκλώματα )
Ομάδα νευρικών κυττάρων ( κίτρινο ) που έχει αναπτυχθεί πάνω σε μικροτσίπ πυριτίου. Το πείραμα είναι μια προσπάθεια να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα με τον συνδυασμό ζωντανού νευρικού ιστού και ηλεκτρονικού υπολογιστή. Τέτοια ερευνητικά προγράμματα μπορεί να οδηγήσουν τελικά στην ανάπτυξη μικροτσίπ που θα μπορούν να εμφυτεύονται στον εγκέφαλο για ν' αντικατασταθούν κατεστραμμένα νευρικά δίκτυα.
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος μοιάζει στην πραγματικότητα περισσότερο με μια μηχανή που μαθαίνει : μ' ένα " δίκτυο νευρώνων " που συνεχώς αλλάζει συνδέσεις μόλις μάθει μια νέα δραστηριότητα.
Οι μελέτες που έγιναν με την βοήθεια του Λειτουργικού Μαγνητικού Τομογράφου ( fMRI ) έχουν επιβεβαιώσει ότι οι σκέψεις μας δεν επικεντρώνονται σ' ένα σημείο, όπως συμβαίνει στις μηχανές Τούρινγκ, αλλά απλώνονται σε μεγάλο μέρος του εγκεφάλου, τυπικό γνώρισμα ενός δικτύου νευρώνων. Τα αποτελέσματα του FMRI δείχνουν ότι η σκέψη μοιάζει στην πραγματικότητα μ' ένα παιχνίδι πινγκ - πονγκ, καθώς διαφορετικά σημεία του εγκεφάλου ενεργοποιούνται διαδοχικά και η ηλεκτρική δραστηριότητα πετάγεται από το ένα σημείο στο άλλο.
Επειδή οι σκέψεις είναι αποκεντρωμένες και διάσπαρτες σε πολλά τμήματα του εγκεφάλου, το ιδανικό που μπορούν ενδεχομένως να πετύχουν οι επιστήμονες είναι να συντάξουν ένα λεξικό σκέψεων. Με άλλα λόγια, να εντοπίσουν την ακριβή αντιστοιχία ανάμεσα στις σκέψεις και σε συγκεκριμένα μοτίβα του fMRI.
Παρότι η πλήρης αντιστοίχηση ανάμεσα σ' αυτά τα μοτίβα και τις σκέψεις ίσως παραμείνει για πάντα ανέφικτη, ένα λεξικό της σκέψης θα μπορούσε να ορίσει με ακρίβεια το γενικό πλαίσιο των σκέψεων για τα συγκεκριμένα αντικείμενα. Τα μοτίβα σκέψης fMRI θα μπορούσαν με τη σειρά τους να χαρτογραφηθούν σ'ένα χάρτη νευρώνων, ο οποίος θα δείχνει ακριβώς ποιοι νευρώνες ενεργοποιούνται για το σχηματισμό κάποιας συγκεκριμένης σκέψης στον εγκέφαλο.
.
Τα νευρωνικά ευφυτεύματα θα προσφέρουν στους ανθρώπους ενισχυμένη μνήμη και πλήρη πακέτα πληροφορίας όπως για παράδειγμα μια ξένη γλώσσα ή η εκμάθηση του περιεχομένου ενός βιβλίου μέσα σε λίγα λεπτά. Αυτοί οι " ισχυροποιημένοι " άνθρωποι, θα έχουν μικρή ομοιότητα μ' εμάς.
Εάν είναι πιθανό μια μέρα να μπορούμε να διαβάσουμε το γενικό πλαίσιο των σκέψεων ενός άλλου ανθρώπου, μήπως θα ήταν επίσης δυνατό να κάνουμε και το αντίθετο, δήλαδή να προβάλλουμε τις σκέψεις μας στο μυαλό του ; Η απάντηση φαίνεται πως είναι " ναι υπό προϋποθέσεις ". Τα ραδιοκύματα μπορούν να εκπέμπονται απευθείας στον ανθρώπινο εγκέφαλο και να διαγείρουν περιοχές που γνωρίζουμε ότι ελέγχουν συγκεκριμένες λειτουργίες. Οι έρευνες όμως προς αυτή την κατεύθυνση εξακολουθούν να βρίσκονται σε πολύ πρώϊμο στάδιο.
Ποια είναι όμως η πιθανή εξέλιξη της τεχνολογίας στον τομέα στις επόμενες δεκαετίες ή αιώνες ; Είναι βέβαιο ότι οι δυνατότητες της επιστήμης να αναλύει τη διαδικασία της σκέψης θα αυξάνονται με γωμετρική πρόοδο. Λόγω όμως της φύσης του εγκεφάλου και των σκέψεων, η επιστήμη τελικά θ' αντιμετωπίσει ένα ακόμα εμπόδιο : τον ίδιο τον εγκέφαλο. Έτσι, παρότι θα διεισδύει όλο και βαθύτερα στις σκέψεις μας, επιτρέποντας την αποκρυπτογράφηση ορισμένων διεργασιών τους, δεν θα μπορέσει ποτέ να τις " διαβάσει " με την απόλυτη ακρίβεια που υπόσχεται η επιστημονική φαντασία.
Πηγές στοιχείων : Μίτσιο Κάκου, Η φυσική του ανέφικτου, Αβγό 2009, Robert Winston, Άνθρωπος, Ο απόλυτος εικονογραφημένος οδηγός, Δομή 2006, Stephen Hawking, Το σύμπαν σ' ένα καρυδότσουφλο , Κάτοπτρο 2001 κι οι ιστοσελίδες που ήδη αναφέρθηκαν.

Τηλεπάθεια

Ο Ισαάκ Ασίμοφ σε θρόνο με παραστάσεις των έργων του
Η τεράστια δύναμη που θα απολάμβανε ένας άνθρωπος με αυθεντικές τηλεπαθητικές ικανότητες αναδεικνύεται στη σειρά - θρύλο του Ισαάκ Ασίμοφ Η Γαλαξιακή Αυτοκρατορία, έργο που θεωρείται από πολλούς ένα από τα σπουδαιότερα έπη επιστημονικής φαντασίας όλων των εποχών.
Η Γαλαξιακή Αυτοκρατορία που κυβερνά επί χιλιετίες τον Γαλαξία βρίσκεται στα πρόθυρα της καταστροφής και της κατάρρευσης. Μια μυστική οργάνωση επιστημόνων, που ονομάζεται Δεύτερο Θεμέλιο, προβλέπει με βάση περίπλοκες εξισώσεις ότι η Αυτοκρατορία θα καταρρεύσει, βυθίζοντας τον πολιτισμό σε μια σκοτεινή περίοδο που θα κρατήσει 30 χιλιάδες χρόνια. Οι επιστήμονες εκπονούν ένα περίπλοκο σχέδιο βασιζόμενοι στις εξισώσεις τους, θέλοντας να περιορίσουν τη διάρκεια αυτού του πολιτισμικού μεσαίωνα σε λίγες μόνο χιλιάδες χρόνια. Ακολουθεί η καταστροφή.
Οι περίπλοκες εξισώσεις των επιστημόνων απέτυχαν να προβλέψουν ένα μοναδικό γεγονός, τη γέννηση ενός μεταλλαγμένου με το όνομα Mule, ο οποίος έχει την ικανότητα να ελέγχει το νου των άλλων, ακόμα κι όταν βρίσκονται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις. Χάρη στην ικανότητα αυτή, είναι σε θέση να υφαρπάξει τα ηνία της Γαλαξιακής Αυτοκρατορίας. Ο Γαλαξίας είναι καταδικασμένος να περιπέσει σε 30 χιλιάδες χρόνια χάους και αναρχίας εαν δεν εμποδιστεί ο συγκεκριμένος τηλεπαθητικός.
.
Παρότι η επιστημονική φαντασία είναι γεμάτη ιστορίες στις οποίες πρωταγωνιστούν τηλεπαθητικοί, η πραγματικότητα είναι πολύ πιο πεζή. Καθώς οι σκέψεις είναι ιδιωτικές και αόρατες, επί αιώνες τσαρλατάνοι κι απατεώνες εκμεταλλεύονται τους αφελείς και τους εύπιστους.
Σε μια από τις διασημότερες υποθέσεις τηλεπάθειας, ο εμπλεκόμενος είναι ένα ζώο : ο Έξυπνος Χανς. Ο Έξυπνος Χανς ήταν ένα άλογο - θαύμα, το οποίο συνάρπαζε το κοινό της Ευρώπης στη δεκαετία του 1890. Το κοινό θαύμαζε την ικανότητά του να εκτελεί περίπλοκους μαθηματικούς υπολογισμούς. Ζητούσες για παράδειγμα από τον Έξυπνο Χανς να διαιρέσει το 48 με το 6 και το άλογο χτυπούσε το πόδι του 8 φορές. Ο Έξυπνος Χανς μπορούσε μάλιστα να διαιρεί και να πολλαπλασιάζει, να προσθέτει κλάσματα, να συλλαβίζει, ακόμα και ν' αναγνωρίζει μουσικές νότες. Οι οπαδοί του έλεγαν πως είτε ήταν ευφυέστερος από πολλούς ανθρώπους είτε μπορούσε τηλεπαθητικά να διαβάζει το μυαλό των άλλων.
Ο Έξυπνος Χανς δεν συμμετείχε σε κάποια έξυπνη κατεργαριά. Η εκπληκτική ικανότητά του στις αριθμητικές πράξεις είχε ξεγελάσει και τον ίδιο τον εκπαιδευτή του. Το 1904, ο διαπρεπής καθηγητής ψυχολογίας C. Strumpf κλήθηκε να εξετάσει το άλογο και δεν κατάφερε να εντοπίσει το παραμικρό προφανές σημάδι απάτης ή κρυφής επικοινωνίας με το άλογο, φουντώνοντας ακόμη περισσότερο τη γοητεία που ασκούσε στο κοινό.
Τρία χρόνια αργότερα, όμως, ο μαθητής του Strumpf, ο ψυχολόγος Oscar Pfungst, διεξήγαγε πολύ πιο διεξοδικά τεστ και τελικά αποικάλυψε το μυστικό του Έξυπνου Χανς : το μόνο που έκανε στην πραγματικότητα ήταν να παρακολουθεί τις ανεπαίσθητες αλλαγές στην έκφραση του εκπαιδευτή του. Το άλογο χτυπούσε τις οπλές του μέχρι ν' αλλάξει ελάχιστα η έκφραση στο πρόσωπο του εκπαιδευτή του και τότε σταματούσε.
Ο Έξυπνος Χανς δεν μπορούσε να διαβάσει το μυαλό των ανθρώπων ούτε να κάνει αριθμητικές πράξεις. Ήταν απλώς ένας οξυδερκής παρατηρητής του προσώπου των ανθρώπων.
.
Παρτίδα πόκερ
Υπό μία έννοια κι οι χαρτοπαίκτες μπορούν να διαβάσουν το μυαλό των άλλων*. Όταν βλέπουμε κάτι που μας ευχαριστεί, συνήθως οι κόρες των ματιών μας διαστέλλονται. Όταν αντίθετα βλέπουμε κάτι ανεπιθύμητο, οι κόρες των ματιών μας συστέλλονται.
Οι χαρτοπαίκτες μπορούν να διαβάσουν τα συναισθήματα των αντιπάλων τους σε μια παρτίδα πόκερ, προσπαθώντας να δουν αν τα μάτια τους διαστέλλονται ή συστέλλονται. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που πολλοί χαρτοπαίκτες φορούν γυαλιά ηλίου : θέλουν να προστατεύσουν τις κόρες τους από τα αδιάκριτα βλέμματα.
* Μπορούμε να καταλάβουμε σε γενικές γραμμές τη νοητική κατάσταση ενός ανθρώπου, ανιχνεύοντας την ακριβή διαδρομή που ακολουθεί το περιπλανώμενο μάτι καθώς εξετάζει μια φωτογραφία. Στέλνουμε μια λεπτή ακτίνα φωτός στο βολβό του ματιού και προβάλλουμε την αντανάκλασή της σ' ένα τοίχο. Καταγράφοντας τη διαδρομή που ακολουθεί η αντανάκλαση στον τοίχο, μπορούμε στη συνέχεια ν' αναπαραστήσουμε μ' ακρίβεια τι κοιτάζει το άτομο που εξετάζει τη φωτογραφία ( εάν για παράδειγμα η φωτοραφία δείχνει κάποιο πρόσωπο, συνήθως το μάτι του παρατηρητή κινείται γρήγορα μεταξύ των ματιών του προσώπου. Έπειτα πηγαίνει στο στόμα, επιστρέφει πίσω στα μάτια κα μόνο στο τέλος βλέπει συνολικά τη φωτογραφία ).
Όταν κάποιος βλέπει μια φωτογραφία, μπορούμε να υπολογίσουμε το μέγεθος που έχουν οι κόρες των ματιών του και άρα να συμπεράνουμε αν οι σκέψεις του είναι ευχάριστες ή δυσάρεστες την ώρα που σαρώνει επι μέρους τμήματα της εικόνας. ( Ένας δολοφόνος για παράδειγμα, θα βιώσει έντονα συναισθήματα όταν δει μια φωτογραφία του τόπου του εγκλήματος και θα σαρώσει την ακριβή θέση του πτώματος. Μόνο ο δολοφόνος κι η αστυνομία, όμως, θα μπορούσαν να γνωρίζουν την ακριβή θέση του πτώματος).
Πηγές στοιχείων : Μίτσιο Κάκου, Η φυσική του ανέφικτου, Αβγό 2009, Wikipedia, Φωτογραφική κοινότητα.

Ερμηνεία συναισθημάτων

Καθρέφτισμα
Βλέποντας κάποιον να κλαίει, ακόμα και σε ταινία, μπορεί να νοιώσουμε έναν κόμπο στον λαιμό ή δάκρυα ν' αναβλύζουν.
Οι άνθρωποι ξέρουν καλά να ερμηνεύουν την έκφραση του προσώπου των άλλων, γεγονός που εξηγεί την τάση μας ν' αναπαράγουμε αυτόματα τα συναισθήματα των άλλων. Σύμφωνα με μελέτες, όταν βλέπουμε ένα χαμογελαστό πρόσωπο, οι μύες του προσώπου μας αρχίζουν να συσπώνται. Αλλά τι γίνεται με την ικανότητά μας ν' ανιχνεύουμε τα " ψεύτικα " συναισθήματα ;
Μερικοί άνθρωποι έχουν καλή αίσθηση για το πότε η έκφραση του προσώπου κι η γλώσσα του υπόλοιπου σώματος δεν ταιριάζουν. Άλλοι θεωρούν ότι τα γνήσια συναισθήματα ανιχνεύονται πιο δύσκολα. Παρ' όλ' αυτά, η αδυναμία ανάγνωσης των συναισθημάτων του άλλου μπορεί να είναι κοινωνικά χρήσιμη, γιατί επιτρέπει στις σχέσεις να κυλούν ομαλότερα : η φήμη μας, για παράδειγμα, θα μπορούσε να καταστραφεί εάν αποδεικνυόταν ότι όλα τα κοπλιμέντα που κάνουμε στο αφεντικό, στους ανωτέρους μας, τους συζύγους, τους εραστές ή τους συναδέλφους μας είναι ψεύτικα.
Η δοκιμασία ανίχνευσης ψεύδους μετρά τα σωματικά στοιχεία του συναισθήματος όπως ο αυξημένος καρδιακός παλμός, ο ρυθμός της αναπνοής κι ο ιδρώτας. Βασίζεται στον ισχυρισμό ότι μια αντίδραση του νευρικού συστήματος είναι ευκολότερο ν' ανιχνευθεί και δυσκολότερο να ξεγελάσει από οποιαδήποτε αντίστοιχη αλλαγή στην έκφραση του προσώπου.
Ο ανιχνευτής ψεύδους στη σημερινή του μορφή είναι αναξιόπιστος. Σε κάποιους καταγράφεται μια συναισθηματική αντίδραση απλώς και μόνο επειδή ήταν αμήχανοι ή νευρικοί. Εκτός αυτού, οι καθ' έξη ψεύτες μπορεί να μην αναστατώνονται όταν ψεύδονται, συνεπώς ο ανιχνευτής ψεύδους δεν μπορεί να καταλάβει πότε εκφράζουν ψευδή συναισθήματα.
Οι ανιχνευτές ψεύδους μπορούν να ξεγελαστούν επίσης από τους ψυχοπαθείς, οι οποίοι δεν αισθάνονται καμία ενοχή για τις πράξεις τους : η πιο γνωστή περίπτωση είναι αυτή του κατά συρροή δολοφόνου Garry Ridway, που ξεγελούσε εύκολα όλους τους ανιχνευτές ψεύδους στους οποίους τον υπέβαλε η αστυνομία. Λέγεται ότι είχε σκοτώσει 50 γυναίκες.
Πηγές στοιχείων : Robert Winston, Άνθρωπος, Ο απόλυτος εικονογραφημένος οδηγός, Δομή 2006, Μίτσιο Κάκου, Η φυσική του ανέφικτου, Αβγό 2009.