Ուղեղի հետազոտության առաջընթաց. գերմանացի հետազոտողը հայտնաբերել է ուղեղի նավիգացիոն համակարգ

Դոլլերը պարգևատրվել է հեղինակավոր Լեյբնիցի մրցանակով՝ իր ուղեղի հետազոտության համար:

Ուղեղը մեզ օգնում է կողմնորոշվել աշխարհում, բայց այն նաև գործում է որպես նավիգացիոն համակարգ: Սա նյարդաբան, պրոֆեսոր Քրիստիան Դոլլերի կարծիքն է, ով վերջերս իր հետազոտության համար արժանացել է Լեյբնիցի 2.5 միլիոն եվրո արժողությամբ մրցանակի:

Մաքս Պլանկի մարդու ճանաչողական և ուղեղի գիտությունների ինստիտուտի հոգեբան, պրոֆեսոր դոկտոր Քրիստիան Դոլլերը Լայպցիգի ուսանողներին համակարգչային խաղեր է տալիս սկաների մեջ՝ ուսումնասիրելու համար, թե ինչպես է աշխատում իրենց ուղեղը: Փորձարկվողները ստեղնաշար են պահում նավարկելու կամ որոշումներ կայացնելու համար:

Դոլլերլաբի նյարդաբանը և նրա թիմերը ցանկանում են պարզել մեկ բան. որո՞նք են ուղեղի ամենակարևոր կոդավորման սկզբունքները, որոնք հնարավոր են դարձնում մարդկային միտքը:

Դոելլերը նկարագրում է համակարգչային խաղը, որը փորձարկվողները տեսնում են սկաների հետևի պատին. «Նրանք, օրինակ, տաքսու վարորդներ են և պետք է մարդուն տանեն A կետից B կետ: Եվ մինչ նրանք կատարում են այս առաջադրանքը, նրանք չափում են ուղեղի կոդավորման սկզբունքները: Եվ մինչ նրանք կատարում են այս առաջադրանքը, մենք զուգահեռաբար չափում ենք նրանց ուղեղի ակտիվությունը»:

Մինչ փորձարկվողները մեքենայով անցնում են վիրտուալ քաղաքում, նրանց ուղեղը գործում է որպես նավիգացիոն համակարգ: «Բարձր նավիգացիոն կատարողականություն ունեցող փորձարկվողները, այսինքն՝ ովքեր ճիշտ են անցնում վիրտուալ քաղաքի 10 վիրտուալ ուղիներից 10-ը և միշտ գտնում են ամենակարճ ճանապարհը, ունեն ամենաբարձր ակտիվությունը»:

Ուղեղը որպես նավիգացիոն համակարգ կամ նշումների տուփ

Ըստ պրոֆեսոր Դոելլերի, ուղեղի համակարգերը, որոնք օգնում են նավիգացիային, նաև կազմակերպում են հիշողությունը, ուսուցումը և գիտելիքները, ինչպես նավիգացիոն համակարգը: «Եթե հիշում եք ձեր դպրոցական տարիները. ինդեքսային քարտերը նույնպես կազմակերպվում էին տարածականորեն՝ տերմինները տեսակավորելու համար: Տարածությունը հիանալի միջոց է միմյանց մոտ կամ հեռու գտնվող առարկաները պատկերացնելու համար՝ հիմնվելով նմանության և տարբերության վրա»:

Սոցիոլոգ Նիկլաս Լումանը մի անգամ ասել է, որ այն տուփը, որում նա կազմակերպել էր իր 90,000 ձեռագիր նշումները, իր ուղեղի արտացոլումն էր: Լումանի նշումների տուփը մինչ օրս վերլուծվում է Բիլեֆելդի համալսարանում:

Նյարդաբան Դոելերի խոսքով՝ ուղեղի նավիգացիոն համակարգը պատասխանատու է տեղեկատվության անգիր պահպանման համար: «Սա նշանակում է, որ երբ դուք օգտագործում եք տարածական ռազմավարություն՝ տեղեկատվությունը տեսակավորելու, թերթերի հոդվածները սեղանին տարբեր տեղեր դնելու և այլնի համար, այս նավիգացիոն համակարգը, անշուշտ, ակտիվ է»:

Նավիգացիոն համակարգը ուսումնասիրելուց շատ առաջ հոգեբանը իր առաջին խոշոր հետազոտական ​​հաջողությունն ունեցավ 2010 թվականին՝ այսպես կոչված ցանցային բջիջների ցուցադրությամբ: Մինչ ցանցային բջիջների սկզբունքն արդեն ցուցադրվել էր կրծողների մոտ, Դոուլերը և նրա գործընկերները Nature ամսագրում հրապարակեցին մի ուսումնասիրություն, որը հայտնաբերում էր ֆունկցիոնալ մագնիսական ռեզոնանսային պատկերման (fMRI) ազդանշան, որը արտացոլում էր փորձարկվողի դիրքը վիրտուալ իրականության միջավայրում և բավարարում էր ցանցային բջիջների կոդավորման չափանիշները։

Ուսումնասիրությունը ենթադրում էր, որ մարդիկ ներկայացնում են դիրքը և տարածական ընկալումը կրծողների նման։

Միևնույն ժամանակ, առնետներն ու մկները նույնպես բախվում են վիրտուալ իրականության հետ և ամրացված են պտտվող գնդակներին կամ գնդերին, ինչպես բացատրում է Դոուլերը։

Չինաստանը հաստատում է աշխարհի առաջին ուղեղի իմպլանտը առևտրայնացման համար
«Մեր ապագայի, ներկայիս, բայց նաև երկարաժամկետ հետազոտական ​​​​հարցն այն է, որ այս ուղեղի նավիգացիոն համակարգը կարևոր է ոչ միայն քաղաքում A կետից B կետ ձեր ճանապարհը գտնելու, այլև այլ ճանաչողական առաջադրանքներ կատարելու համար։ Օրինակ՝ հասկացություններ սովորելու և նոր գիտելիքներ կուտակելու համար»։

Պրոֆեսոր Դոելլերը և նրա թիմը ցանկանում են պարզել, թե որքանով այլ ճանաչողական գործառույթներ, ինչպիսիք են գործողությունների կառավարումը, որոշումների կայացումը և նոր հայեցակարգային գիտելիքների ձեռքբերումը, կարող են բացատրվել իրենց նավիգացիոն համակարգի վարկածի հիմնական սկզբունքներով։

2.5 միլիոն եվրո նոր նախագծերի համար՝ շնորհիվ Լեյբնիցի մրցանակի

Ժամանակակից պատկերագրական տեխնիկայի, ինչպիսիք են ֆունկցիոնալ մագնիսական ռեզոնանսային պատկերումը (fMRI) և մագնիսական էնցեֆալոգրաֆիան (MEG), օգնությամբ դոկտոր Քրիստիան Դոելլերը կարևորագույն պատկերացումներ է ստացել ուղեղի մասին։ Նա վերջերս պարգևատրվել է Գոտֆրիդ Վիլհելմ Լեյբնիցի անվան 2.5 միլիոն եվրո արժողությամբ մրցանակով։

Այս տպավորիչ գումարով պրոֆեսոր Դոելլերը այժմ կարող է իրականացնել ավելի բարդ հետազոտություններ, որոնք նա հատկապես հետաքրքիր է համարում։ Հետազոտողը ցանկանում է ուսումնասիրել, թե ինչպես է ուղեղը մշակում սոցիալական փոխազդեցությունը՝ դիտարկելով երկու փորձարկվողների համատեղ ճանաչողական ուսուցման գործընթացում։

«Տեխնիկապես դա շատ բարդ է, քանի որ երկու փորձարկվողները լուծում են ինտերակտիվ խնդիր։ Եվ, իհարկե, երկու սկաներների համաժամեցումը բարդ է, մինչդեռ այս ուսումնասիրության մեջ երկու փորձարկվողները միաժամանակ կատարում են ճանաչողական առաջադրանքը երկու սկաներներում», – բացատրում է նյարդաբանը։

Մարդու ճանաչողական և ուղեղի գիտությունների Մաքս Պլանկի ինստիտուտը նույնպես աշխատում է կլինիկական հետազոտությունների վրա, ինչպիսիք են Ալցհայմերի հիվանդության վաղ փուլերը կամ Երկար Covid-ով տառապող հիվանդների վրա։ Այս հետազոտությունների արդյունքները դեռևս չեն հրապարակվել։