Mózg pomaga nam poruszać się po świecie, ale działa również jak system nawigacji. Tak twierdzi naukowiec prof. Christian Doeller, który właśnie otrzymał nagrodę Leibniza w wysokości 2,5 miliona euro za swoje badania.
Psycholog prof. dr Christian Doeller z Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences pozwala studentom w Lipsku grać w gry komputerowe w skanerze, aby zbadać, jak działa ich mózg. Badani trzymają w rękach klawiaturę, aby nawigować lub podejmować decyzje.
REKLAMA
REKLAMA
Neurobiolog i jego zespoły w Doellerlab chcą dowiedzieć się w szczególności jednej rzeczy: jakie są najważniejsze zasady kodowania mózgu, które umożliwiają ludzkie myślenie?
Doeller opisuje grę komputerową, którą badani widzą na tylnej ścianie skanera: "Są na przykład taksówkarzami i muszą przewieźć osobę z punktu A do punktu B. Podczas wykonywania tego zadania mierzą zasady kodowania mózgu. Podczas gdy oni wykonują to zadanie, my równolegle mierzymy aktywność ich mózgu".
Podczas gdy badani poruszają się po wirtualnym mieście, ich mózg działa jak system nawigacji. "Badani z wysoką wydajnością nawigacji, tj. ci, którzy prawidłowo nawigują 10 z 10 wirtualnych ścieżek przez wirtualne miasto i zawsze znajdują najkrótszą trasę, mają najwyższą aktywność".
Mózg jako system nawigacji
Według profesora Doellera systemy w mózgu, które pomagają w nawigacji, sortują pamięć, uczenie się i wiedzę jak system nawigacyjny. "Jeśli pamiętasz czasy szkolne: karty indeksowe były również zorganizowane przestrzennie w celu sortowania terminów. Przestrzeń jest fantastycznym medium do wizualizacji rzeczy znajdujących się blisko siebie lub daleko w oparciu o podobieństwo i odmienność".
Socjolog Niklas Luhmann powiedział kiedyś, że pudełko, w którym uporządkował swoje 90 000 odręcznych notatek, było odzwierciedleniem jego mózgu. Pudełko z notatkami Luhmanna jest do dziś analizowane na Uniwersytecie Bielefeld.
Według neurobiologa Doellera, system nawigacji mózgu jest odpowiedzialny za zapamiętywanie informacji. "Oznacza to, że za każdym razem, gdy używasz strategii przestrzennej do sortowania informacji, umieszczania artykułów prasowych w różnych miejscach na biurku itp.
Na długo przed systemem nawigacji, psycholog odniósł swój pierwszy duży sukces badawczy w 2010 roku, demonstrując tak zwane komórki siatki. Zasada działania komórek siatki została już wcześniej zademonstrowana u gryzoni. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature, Doeller i jego koledzy wykryli sygnał funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), który odzwierciedlał pozycję badanego w środowisku rzeczywistości wirtualnej i spełniał kryteria definicji kodowania komórek siatki. Według badania, ludzie wydają się reprezentować pozycję i percepcję przestrzenną w sposób bardzo podobny do gryzoni.
Tymczasem szczury i myszy są również konfrontowane z rzeczywistością wirtualną i przywiązywane do wirujących kul lub sfer, jak wyjaśnia Doeller.
"Naszym wielkim przyszłym, obecnym, ale także długoterminowym pytaniem badawczym jest to, że ten mózgowy system nawigacji ma znaczenie nie tylko dla znalezienia drogi z punktu A do punktu B w mieście, ale także dla wykonywania innych zadań poznawczych. Na przykład uczenia się pojęć i budowania nowej wiedzy".
Profesor Doeller i jego zespół chcą sprawdzić, w jakim stopniu inne funkcje poznawcze, takie jak kontrola działania, podejmowanie decyzji i zdobywanie nowej wiedzy pojęciowej, można przypisać podstawowym zasadom ich hipotezy systemu nawigacji.
2,5 miliona euro na nowe projekty dzięki nagrodzie Leibniza
Z pomocą nowoczesnych technik obrazowania, takich jak funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) i magnetoencefalografia (MEG), Christian Doeller uzyskał kluczowy wgląd w mózg. Właśnie został uhonorowany nagrodą Gottfrieda Wilhelma Leibniza o wartości 2,5 miliona euro.
Dzięki tej imponującej kwocie profesor Doeller może teraz łatwiej zająć się bardziej skomplikowanymi badaniami, które uważa za szczególnie ekscytujące. Naukowiec chce zbadać, w jaki sposób mózg przetwarza interakcje społeczne, obserwując dwóch badanych we wspólnym procesie uczenia się poznawczego.
"Jest to bardzo skomplikowane technicznie, ponieważ dwaj badani rozwiązują interaktywne zadanie. I oczywiście synchronizacja dwóch skanerów jest złożona, podczas gdy dwaj badani jednocześnie wykonują zadanie poznawcze w obu skanerach w tym badaniu" - wyjaśnia neurobiolog.
Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences pracuje również nad badaniami klinicznymi, takimi jak wczesne stadia choroby Alzheimera lub z pacjentami cierpiącymi na long Covid. Wyniki tych badań nie zostały jeszcze opublikowane.