A képtől az érzékelésig

Az ember számára a tapintás után a látás a legmeggyőzőbb érzékelési forma, mivel azonban érzékelésünk agyunk terméke, az evolúció által megszabott, viszonylagosságra épülő szabályrendszert könnyű félrevezetni.

Amennyiben az érzékelés egyes formáit Berkeley és Condillac nyomán, a reneszánsz paragone vitáját felélesztve, a valóság minél meggyőzőbb megjelenítése szempontjából egymással versenyeztetjük, Singer szerint a korántsem váratlan tapintás, látás, hallás sorrend alakítható ki. A valósághűség osztályozásának gondolatjátékán túl konkrétabb kérdés, hogy ennek a meggyőzőerő-skálának van-e neurobiológiai megfelelője? Az első lépés az érzékeknek megfelelő területek feltérképezése az agykéregben; ez a szerkezet felelős a kognitív struktúrákért. Az agykéreg egyes területeinek belső struktúrája csaknem azonos, attól függetlenül, hogy látással, hallással vagy tapintással kapcsolatos ingereket dolgoz fel, ezen belül a különböző területeken zajló munkafolyamatok is csaknem identikusak. A különbségek tehát nem az algoritmusban, hanem a beérkező információban lelhetők fel. Az agykutatók anatómiai, funkcionális alapon jelenleg több mint száz területet tudnak megkülönböztetni – a legtöbb a látáshoz kapcsolódik.

A látókéreg (a látórendszer része, az agykéreg vizuális információkat feldolgozó területe) anatómiai és funkcionális szempontból két részre osztható: ventrális és dorzális rendszerre. Az előbbihez tartozik a tárgyak felismerése, az utóbbihoz többek között a tárgyak térbeli mozgásának dekódolása, a formák meghatározása. Ha a ventrális rendszerben hiba lép fel, akkor a tárgyat nem tudjuk azonosítani, megnevezni, ha a dorzálisban, akkor – többek között – nem tudjuk megfogni. A látókéreg jelentős részének felépítése és szerveződése a kutatások szerint a célzott fogómozdulat előkészítésére irányul. Kísérletek igazolták, hogy a látás aktusa egyben már a fogás potenciális aktusát is megelőlegezi, (a német greifen – begreifen és a magyar fog – fogalom szópár erre utal) – akár éppen mások mozdulata nyomán.

Az agy aktivitásának mérése során mégis megállapítható a különbség az elképzelt és a valóban látott tárgy között, bár a két mért érték normális esetben alig tér el egymástól, a hallucinációnál pedig teljesen megegyezhet.

Agykutatók a hallucináció jelenségéből kiindulva kezdték vizsgálni, miként képes ellenőrizni döntései helyességét az agy. Tudjuk, hogy vannak olyan rendszerek az agyon belül, amelyek a belső folyamatok ellenőrzésével foglalkoznak, de a döntések egyes kritériumai egyelőre ismeretlenek. A döntés feltételei között azonban nyilvánvalóan fontos szerepet játszik, hogy az érzékelt jelek egybevethetőek-e azzal, amit az agy már korábban tudott a világról, illetve megvalósul-e az érzékek közötti kongruencia – például a hallás megerősíti-e a látottakat. Erre az illúzióra épül többek között a virtuális valóság konstrukciója.

Intuitíve azt gondolhatnánk – már Descartes is így tette -, hogy léteznie kell az agyban egy koordinációs központnak, amely összehangolja az érzékleteket. Ez azonban tévedés: minden terület folyamatosan kommunikál az összes többivel, tehát a technikai felismerő rendszerekkel ellentétben nincs hierarchikus szisztéma. Egy olyan, az agy számára egyszerű feladat, mint a figurát alkotó kontúrelemek kiválasztása egy fekete-fehér rajzból, a technikai rendszereket egyelőre megoldhatatlan probléma elé állítja. A rendszernek ugyanis előbb kell tudnia, hogy mely részek között van kapcsolat – kötés -, minthogy tudná, mi van a képen. Az agykutatók számára ebből kiindulva az egyes információk összekötésének alapproblémája került az előtérbe.

Az agy különböző szinteken egyre komplexebb kritériumok szerint rendezi a beérkező információkat, de a hierarchia csúcsán nincsenek az egyes tárgyakért vagy egyes arcokért felelős sejtek, sejtcsoportok. Ez azt jelenti, hogy az agyon belül nem találhatók szuperspecializált elemek, csupán elemegyüttesek, amelyek közösen képesek egy-egy látványelem kódolására, így ugyanaz a neuron (idegsejt) több kontextusban is felhasználható. Mi történik azonban akkor, ha egyszerre három tárgyat látunk, amelyek ugyanazokat a sejteket aktiválják – tegyük fel mindhárom tárgy fekete? Egy sejt nem lehet mindhárom tárgy esetében egy időben aktív. A folyamat leírásában ezért be kell vezetni az idő mint kódolási keret fogalmát.

A Singer által vezetett frankfurti intézményben ennek kutatásán dolgoznak. Feltevésük szerint az egyes idegsejtek – ha ugyanahhoz az együtteshez tartoznak – ingerületbe kerülésének (kisüléseinek) időben pontosan egybe kell esniük; a különböző együttesek pedig az időben strukturálódnak, gyors egymásutánban. Az együttesek működése hasonló ahhoz, mintha két kezünkkel egyszerre csettintenénk – hiába jön kétfelől a hang, összeolvadva egynek hallatszik. A tanulási folyamatok is időbeli kontingenciához kötődnek. Ahhoz, hogy az egyes együttesek időben szinkronban süljenek ki, az agy önszerveződő folyamatára és előzetes tudásra van szükség annak valószínűségéről, hogy két jellemző érték összetartozik. Az aktivitási minták azt mutatják, hogy a kisülések időbeli egybeesésekkel történnek.

Francisco Varela (http://web.ccr.jussieu.fr/varela/ …) kísérletei is ebbe az irányba mutattak: az arcról készült kontúrrajz felismerése az agyhullámok egy bizonyos frekvenciájának aktiválódásával jár. Ha ugyanezt a rajzot feje tetejére állítjuk, az aktiválódás nem következik be, és nem ismerjük fel az ábrát. Varela megvizsgálta a reakció időbeli eloszlását. Ha felismerjük az arcot, az agykéreg különböző területein lévő, látással kapcsolatos információkat feldolgozó idegsejtek szigorúan szinkron fázisban reagálnak. Lehetséges, hogy az, amit képnek (belső képnek) nevezünk, neuronális értelemben nem más, mint egy, a különböző agyterületeken szélesen elosztott dinamikus tér-idő minta, amelyben nagyon sok neuron vesz részt minden területről, és amelyet a leírás szempontjából tovább nem lehet redukálni. Tehát az egyes tudatos érzékeléseink sem tisztán lokalizálhatók. Az egyes agykéreg régiók és a bennük lévő neuronok valószínűleg az időben koordinálódnak. Ezt a mintázatot a limbikus rendszer (az érzelmek és motivációs mechanizmusok központja) konzisztensnek fogadja el. Ezen felül léteznie kell az agyban valamiféle rendszernek, amely abban a pillanatban jelez, ha felismerünk valamit – valószínűsítik, hogy ebben a nagyon komplex aktivitásmintában ez egy olyan belső rendszerállapot lehet, amely más belső struktúrák számára felismerhető.

Az agy aktív rendszer, amely a meglévő tudásból (öröklött és szerzett) valamint az érzékszervek által nyújtott töredékes információkból koherens képet alakít ki. Az agy modellt készít a világról, még mielőtt kinyitná a szemet, majd összeveti a kapott információkkal ezt a modellt, és megkeresi a legvalószínűbb megoldást. Tehát az agy a túlélés szempontjából értékelt valószínűséget számol; ezt az eredményt tekintjük valóságnak.

http://netzspannung.org/media-library/

Az összefoglalót Mélyi József és Lakosi Gabriella készítette.