Znajdź zawartość

Neurolodzy zidentyfikowali pojedyncze komórki nerwowe, które reagują na znane osoby i obiekty. To pierwsze studium demonstrujące ludzką zdolność kontrolowania aktywności pojedynczych neuronów – podkreśla Moran Cerf z California Institute of Technology w Pasadenie. Badanie przeprowadzono na osobach chorujących na padaczkę. Lekarze zaimplantowali w mózgu elektrody, by znaleźć źródło drgawek. Te same elektrody zostały wykorzystane do monitorowania pojedynczych neuronów w przyśrodkowej części płatów skroniowych (ang. medial temporal lobe). Jak przekonuje Cerf, to rejon bardzo istotny dla pamięci, percepcji i uwagi. Zanim eksperyment się rozpoczął, z ochotnikami przeprowadzano rozbudowane wywiady. Ustaliwszy ich preferencje, naukowcy pokazywali im zdjęcia znanych (i lubianych) osób, przedmiotów i miejsc, m.in. Billa Clintona, Venus Williams czy Michaela Jacksona. Chcieliśmy zlokalizować neurony selektywnie reagujące na jeden z tych konceptów. U każdego z pacjentów odkryto ok. 5 neuronów reagujących podczas patrzenia na zdjęcie określonej osoby bądź przedmiotu. Kiedy już Amerykanie wiedzieli, że takie komórki w ogóle istnieją, zaczęto się zastanawiać, czy ludzie mogą je kontrolować, myśląc o kimś lub o czymś. By to sprawdzić, ekipa Cerfa podłączyła elektrody do komputera. Wyświetlał on zdjęcia reprezentatywne dla myśli badanego. Kiedy uaktywniał się, dajmy na to, neuron Marilyn Monroe, na ekranie powinien się pojawić wizerunek aktorki. Chcąc stwierdzić, jak dobrze chorzy kontrolują poszczególne neurony, badacze przeprowadzili ciekawy eksperyment, bazujący na "walce" pomiędzy różnymi komórkami nerwowymi. W jednej jego wersji angażowano neuron reagujący na aktora Josha J. Brolina oraz komórkę wspomnianej wyżej Marilyn Monroe. Początkowo pacjentom pokazywano zdjęcie z nałożonymi wizerunkami tych dwóch osób. Gdy mówiono im, by myśleli o Joshu, sygnał wychwytywany przez elektrody powinien doprowadzić do wyblaknięcia obrazu Marilyn i wyostrzenia fotografii mężczyzny. Eksperyment kończono, gdy obraz stawał się w 100% Monroe lub Brolinem bądź po upływie 10 sekund. Okazało się, że test przeszło 10 osób: w 60-90% czasu udało im się przekształcić obraz. W miarę ćwiczenia ludzie coraz lepiej radzili sobie z tego typu zadaniem.

Wiadomości podprogowe są najskuteczniejsze, gdy mają negatywny wydźwięk – przekonują naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego. Zagadnienie percepcji podprogowej (subliminalnej) od lat budziło spore kontrowersje. Wcześniejsze studia wykazały, że ludzie naprawdę wychwytują informacje mające wzbudzić emocje, ale ich niedostatki metodologiczne nie pozwoliły wyciągnąć jednoznacznych wniosków. Profesor Nilli Lavie dostarczyła jednak niezbitych dowodów, że potrafimy przetwarzać dane emocjonalne z obrazów prezentowanych podprogowo, czyli na tyle krótko, by nie dało się ich dostrzec świadomie. Co więcej, nawet w takich warunkach informacje negatywne są wykrywane lepiej niż te o zabarwieniu pozytywnym. Brytyjski zespół wyświetlał na ekranie komputera serię słów. Każde pojawiało się zaledwie na jedną pięćdziesiątą sekundy. Wyrazy były pozytywne (kwiat, pokój, radosny), negatywne (np. agonia, morderstwo czy rozpacz) lub neutralne (np. skrzynka, ucho, czajnik). Po każdym słowie ochotnicy, a było ich 50, musieli zadecydować, czy słowo było neutralne, czy emocjonalne oraz określić swój stopień pewności. Okazało się, że badani częściej podawali prawidłową odpowiedź, reagując na wyrazy negatywne, nawet gdy byli przekonani, że tylko zgadywali. Dużo spekulowano na temat, czy ludzie mogą nieświadomie przetwarzać informacje emocjonalne, np. zdjęcia, twarze czy słowa. My wykazaliśmy, że potrafią postrzegać emocjonalną wartość komunikatów podprogowych i zademonstrowaliśmy, że jesteśmy silniej dostrojeni do wychwytywania negatywnych słów. Nie da się bowiem ukryć, że szybkie reagowanie na bodźce emocjonalne jest bardzo ważne i często niezbędne do przeżycia. Czekanie, by coś dotarło do świadomości, oznacza utratę cennych sekund. Profesor Lavie podkreśla, że doniesienia jej zespołu mają spore znaczenie zarówno dla branży reklamowej, jak i organizatorów akcji społecznych. Wg niej, chcąc zachęcić kierowców do ostrożniejszej jazdy, lepiej powiedzieć "Zabij/ubij prędkość" niż "Zwolnij". Z bardziej kontrowersyjnych zastosowań – podanie negatywnych cech konkurenta na poziomie subliminalnym działa o wiele skuteczniej od krzyczenia o własnych zaletach.

Eksperymenty wzorowane na pomysłach Iwana Pawłowa ujawniły, że pacjenci w stanie minimalnej świadomości (ang. minimally conscious) mogą się uczyć, czyli w tym wypadku kojarzyć określony dźwięk z wrażeniem. Specjaliści sądzą, że zjawisko to dobrze rokuje na przyszłość i stanowi prosty oraz obiektywny sposób odróżnienia od siebie stanu wegetatywnego i minimalnej świadomości, które są dość często mylone. Osoby z minimalną świadomością mają większe szanse na wyzdrowienie od pacjentów w stanie wegetatywnym (przytomnych, lecz pozbawionych świadomości). Co więcej, te dwie grupy powinny być inaczej leczone, dlatego ich rozróżnienie jest tak istotne. Tristan Bekinschtein z The Medical Research Council Cognition and Brain Sciences Unit w Cambridge postanowił sprawdzić, jak jedni i drudzy reagują na warunkowanie – alarm dźwiękowy w postaci pikania, po którym następuje wyzwalające mruganie dmuchnięcie w oko. Jego zespół badał 22 pacjentów z rozmaitymi zaburzeniami świadomości, także w stanie wegetatywnym i minimalnej świadomości. Kiedy wytwarzało się skojarzenie, pacjenci reagowali mruganiem na bodziec warunkowy, pikanie, nawet gdy dmuchnięcie, bodziec bezwarunkowy, się nie pojawiało. Brytyjczycy zauważyli, że wyuczona reakcja wystąpiła u większości osób z minimalną świadomością i u niektórych w stanie wegetatywnym. Bekinschtein podkreśla, że to pierwsza sytuacja, kiedy coś takiego udało się zmierzyć i zaobserwować. W przyszłości ekipa zamierza sprawdzić, czy dałoby się to wykorzystać w terapii. Trenując sieci połączeń w mózgu, można przekształcać samą sieć. Naukowiec utrzymuje też, że jeśli dana osoba przechodzi test i reaguje na warunkowanie, znajduje się raczej w stanie minimalnej świadomości, a nie wegetatywnym. Dotąd oceniano stan świadomości pacjentów, prosząc np. o poruszenie kończyną. Bekinschtein tłumaczy jednak, że jeśli u chorego doszło do uszkodzenia obszarów rozumienia mowy, może nie wykonać zadania, choć w rzeczywistości jest minimalnie świadomy. Mruganie nie wymaga rozumienia słownych poleceń, dlatego nowemu testowi warto poświęcić więcej uwagi.

W siatkówce oka myszy odkryto komórki, które reagują na zbliżające się obiekty bez udziału mózgu. W toku ewolucji umiejętność ta pojawiła się zapewne, by ułatwić ucieczkę przed drapieżnikami (Nature Neuroscience). Dotąd w siatkówkach ssaków odnaleziono i opisano komórki reagujące na ruchy w pionie i poziomie, ale jedynymi komórkami reagującymi na zbliżające się obiekty były neurony zlokalizowane w mózgu. Podczas badania mysiego oka Botond Roska i zespół z Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research w Bazylei zauważyli, że pewien typ komórek zachowuje się niezwykle w odpowiedzi na ruch. Podczas dalszych analiz okazało się, że uaktywniają się one tylko wtedy, gdy obiekt się przybliża. Szwajcarzy przypuszczają, że ludzie również dysponują podobnymi komórkami, reagującymi przed neuronami mózgu. To system alarmowy, który znajduje się tak blisko "końca" organizmu, jak tylko się da. Jeśli zostawi się reakcję mózgowi, może być za późno. W dalszej kolejności Roska i inni zamierzają sprawdzić, w jaki sposób komórki siatkówki uruchamiają odpowiedź mózgu. Badacze z Bazylei podeszli do zadania bardzo poważnie. By wykryć neurony i obwody pośredniczące w detekcji ruchu, wykorzystali wiele nowoczesnych metod, w tym mikroskopię dwufotonową, znakowanie genetyczne, elektrofizjologię i modelowanie teoretyczne. Dzięki temu natrafili na trop komórek zwojowych siatkówki i zidentyfikowali elementy składowe powiązanego z nim układu aferentnego. Okazało się, że mamy do czynienia ze ścieżką szybkiego hamowania, w skład której wchodzą m.in. komórki amakrynowe A2. Łączą się one z komórkami dwubiegunowymi.

Plamy z potu na ubraniu nie będą już najprawdopodobniej wprawiać ludzi w zakłopotanie, ponieważ brytyjska firma MMT Textiles Ltd. opracowała i opatentowała metodę uzyskiwania włókien reagujących na wilgotność otoczenia niczym szyszka. Gdy wzrasta, zwiększa się porowatość tkanin, w których je wykorzystano, a kiedy staje się sucho, spada, przez co ubranie zapewnia lepszą izolację. Dr Veronika Kapsali wyjaśnia, że konwencjonalne włókna pęcznieją, absorbując wilgoć. My uzyskaliśmy tkaninę, która reaguje dokładnie na odwrót: wchłaniając wilgoć, staje się bardziej porowata [co ułatwia parowanie cieczy, w tym wypadku potu], a w warunkach suchych struktura otwiera się jak sosnowa szyszka, zmniejszając przenikanie powietrza, czyli nasilając właściwości izolujące. Pani Kapsali podkreśla, że dotychczas inteligentne tkaniny wykorzystywały temperaturę jako wyzwalacz zmiany właściwości. Wg niej, lepiej polegać na wilgotności. Moje badania wykazały, że dyskomfort odczuwany w gorącym i parnym otoczeniu wiąże się w większym stopniu z oblepiającym ubraniem, a nie z temperaturą. Technologia będąca połączeniem biomimetyki i wiedzy z zakresu projektowania włókien stanowiła trzon doktoratu obronionego na Uniwersytecie w Bath. Obecnie trwają próby uzyskania prototypów komercyjnych włókien.

Sarah Shuwairi i jej zespół z Uniwersytetu Nowojorskiego badali 30 czteromiesięcznych niemowląt, pokazując im rysunki ze złudzeniami optycznymi. Chodziło o zbadanie zdolności do tworzenia trójwymiarowego obrazu na podstawie dwuwymiarowych szkiców. Dzieci położono naprzeciwko ekranów komputera, na których naprzemian wyświetlano możliwe i niemożliwe obrazy 3D. Nagrywano, jak długo maluchy przyglądały poszczególnym obiektom. Okazało się, że niemowlęta zdecydowanie dłużej patrzyły na figury niemożliwe. Można więc przypuszczać, iż nawet tak młodzi ludzie dostrzegają przynajmniej część wskazówek dotyczących trójwymiarowości, co stanowi początek percepcji spójności obiektów (czyli, w niektórych przypadkach, szukania sensu w bezsensie). Shuwairi uważa, że eksperymenty jej zespołu wyjaśniają, jak rozwija się niemowlęce rozumienie świata fizycznego.