Ο εγκέφαλος δεν σκέφτεται όπως εσείς νομίζετε

Οι νευροεπιστήμονες είναι οι χαρτογράφοι των διαφορετικών περιοχών και περιοχών του εγκεφάλου - τα χαρακτηριστικά και οι δραστηριότητες που τους καθορίζουν, οι δρόμοι και οι αυτοκινητόδρομοι που τους συνδέουν και τα όρια που τα οριοθετούν. Προς το μπροστινό μέρος του εγκεφάλου, ακριβώς πίσω από το μέτωπο, βρίσκεται ο προμετωπιαίος φλοιός, που θεωρείται η έδρα της κρίσης. Πίσω του βρίσκεται ο κινητικός φλοιός, υπεύθυνος για τον σχεδιασμό και τον συντονισμό της κίνησης. Στα πλάγια:οι κροταφικοί λοβοί, καθοριστικοί για τη μνήμη και την επεξεργασία του συναισθήματος. Πάνω από αυτά, ο σωματοαισθητικός φλοιός. πίσω τους, ο οπτικός φλοιός.

Όχι μόνο οι ερευνητές απεικονίζουν συχνά τον εγκέφαλο και τις λειτουργίες του, όπως οι χαρτογράφοι μπορεί να σχεδιάζουν έθνη στις ηπείρους, αλλά το κάνουν «όπως έκαναν οι παλιομοδίτικοι χαρτογράφοι», σύμφωνα με τη Lisa Feldman Barrett, ψυχολόγο στο Northeastern University. «Αναλύουν τον εγκέφαλο ως προς το τι τους ενδιαφέρει ψυχολογικά ή διανοητικά ή συμπεριφορικά» και στη συνέχεια αναθέτουν τις λειτουργίες σε διαφορετικά δίκτυα νευρώνων «σαν να είναι μπλοκ Lego, σαν να υπάρχουν σταθερά όρια εκεί».

Αλλά ένας εγκεφαλικός χάρτης με τακτοποιημένα σύνορα δεν είναι απλώς υπεραπλουστευμένος - είναι παραπλανητικός. «Οι επιστήμονες για περισσότερα από 100 χρόνια έψαχναν άκαρπα για τα όρια του εγκεφάλου μεταξύ της σκέψης, του συναισθήματος, της απόφασης, της μνήμης, της κίνησης και άλλων καθημερινών εμπειριών», είπε ο Barrett. Μια σειρά από πρόσφατες νευρολογικές μελέτες επιβεβαιώνουν περαιτέρω ότι αυτές οι νοητικές κατηγορίες «είναι κακοί οδηγοί για την κατανόηση του πώς είναι δομημένοι ή πώς λειτουργούν οι εγκέφαλοι».

Οι νευροεπιστήμονες γενικά συμφωνούν για το πώς είναι οργανωμένος ο φυσικός ιστός του εγκεφάλου:σε συγκεκριμένες περιοχές, δίκτυα, τύπους κυττάρων. Αλλά όταν πρόκειται για τη συσχέτιση αυτών με την εργασία που μπορεί να εκτελεί ο εγκέφαλος - αντίληψη, μνήμη, προσοχή, συναίσθημα ή δράση - "τα πράγματα γίνονται πολύ πιο άβολα", δήλωσε ο David Poeppel, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης.

Κανείς δεν αμφισβητεί ότι ο οπτικός φλοιός επιτρέπει την όραση, ότι ο ακουστικός φλοιός επιτρέπει την ακοή ή ότι ο ιππόκαμπος είναι απαραίτητος για τη μνήμη. Η ζημιά σε αυτές τις περιοχές μειώνει αυτές τις ικανότητες και οι ερευνητές έχουν εντοπίσει μηχανισμούς στους οποίους βασίζονται σε αυτές τις περιοχές. Αλλά η μνήμη, για παράδειγμα, απαιτεί επίσης εγκεφαλικά δίκτυα εκτός από τον ιππόκαμπο, και ο ιππόκαμπος αποδεικνύεται ότι είναι το κλειδί για έναν αυξανόμενο αριθμό γνωστικών διεργασιών εκτός της μνήμης. Μερικές φορές ο βαθμός επικάλυψης είναι τόσο μεγάλος που οι ετικέτες αρχίζουν να χάνουν το νόημά τους.

«Η ιδέα ότι υπάρχει κάποιου είδους ισχυρός παραλληλισμός μεταξύ των νοητικών κατηγοριών που χρησιμοποιούν οι νευροεπιστήμονες για να προσπαθήσουν να κατανοήσουν τον εγκέφαλο και τη νευρωνική εφαρμογή των νοητικών γεγονότων είναι απλώς λάθος», είπε ο Barrett.

Και ενώ το τρέχον πλαίσιο οδήγησε σε σημαντικές γνώσεις, «μας έχει κολλήσει σε ορισμένες παγίδες που είναι πραγματικά αποπνικτικές στην έρευνα», δήλωσε ο Paul Cisek, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ - ένα αποτέλεσμα που επίσης εμπόδισε άμεσα την ανάπτυξη θεραπειών για νευρολογικές και ψυχολογικές καταστάσεις.

Αυτός είναι ο λόγος που οι Barrett, Cisek και άλλοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι για να καταλάβουμε πραγματικά πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος, οι έννοιες στον πυρήνα του πεδίου μπορεί να χρειαστεί να αναθεωρηθούν, ίσως ριζικά. Καθώς παλεύουν με αυτήν την πρόκληση, ανακαλύπτουν νέους τρόπους για να πλαισιώσουν τις ερωτήσεις τους σχετικά με τον εγκέφαλο και νέες απαντήσεις:Μόνο αυτόν τον μήνα, μια τέτοια προσέγγιση αποκάλυψε μια απροσδόκητη σχέση μεταξύ του σχηματισμού μνήμης και της μεταβολικής ρύθμισης. Αλλά ακόμα κι αν ένα νέο πλαίσιο καταφέρει να εξηγήσει τη λειτουργία του εγκεφάλου, ορισμένοι ερευνητές αναρωτιούνται εάν το τίμημα αυτής της επιτυχίας θα είναι η απώλεια σύνδεσης με την ανθρώπινη εμπειρία μας.

«Περισσότερα ψευδώνυμα από τον Σέρλοκ Χολμς»

Όταν η λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (fMRI) και άλλες ισχυρές τεχνολογίες κατέστησαν δυνατή την εξέταση ζωντανών εγκεφάλων με ολοένα και πιο εξελιγμένους τρόπους, οι νευροεπιστήμονες άρχισαν με ενθουσιασμό να αναζητούν τη φυσική βάση των νοητικών μας ικανοτήτων. Έκαναν μεγάλα βήματα στην κατανόηση των νευρικών θεμελίων της αντίληψης, της προσοχής, της μάθησης, της μνήμης, της λήψης αποφάσεων, του κινητικού ελέγχου και άλλων κλασικών κατηγοριών νοητικής δραστηριότητας.

Αλλά βρήκαν επίσης ανησυχητικά στοιχεία ότι αυτές οι κατηγορίες και τα νευρωνικά δίκτυα που τις υποστηρίζουν δεν λειτουργούν όπως αναμενόταν. Δεν είναι μόνο ότι η αρχιτεκτονική του εγκεφάλου δεν σέβεται τα όρια μεταξύ των καθιερωμένων νοητικών κατηγοριών. Είναι ότι υπάρχει τόση αλληλεπικάλυψη που ένα μεμονωμένο δίκτυο εγκεφάλου "έχει περισσότερα ψευδώνυμα από τον Σέρλοκ Χολμς", είπε ο Μπάρετ.

Πρόσφατη έρευνα έχει βρει, για παράδειγμα, ότι τα δύο τρίτα του εγκεφάλου εμπλέκονται σε απλές κινήσεις των ματιών. Εν τω μεταξύ, ο μισός εγκέφαλος ενεργοποιείται κατά την αναπνοή. Το 2019, αρκετές ομάδες επιστημόνων ανακάλυψαν ότι το μεγαλύτερο μέρος της νευρικής δραστηριότητας σε περιοχές «αντίληψης», όπως ο οπτικός φλοιός, κωδικοποιεί πληροφορίες σχετικά με τις κινήσεις των ζώων και όχι τις αισθητηριακές εισροές.

Αυτή η κρίση ταυτότητας δεν περιορίζεται στα νευρωνικά κέντρα αντίληψης ή σε άλλες γνωστικές λειτουργίες. Η παρεγκεφαλίδα, μια δομή στον εγκέφαλο όλων των σπονδυλωτών, πιστεύεται ότι είναι αφιερωμένη σχεδόν αποκλειστικά στον κινητικό έλεγχο, αλλά οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι είναι επίσης καθοριστική στις διαδικασίες προσοχής, στη ρύθμιση των συναισθημάτων, στη γλωσσική επεξεργασία και στη λήψη αποφάσεων. Τα βασικά γάγγλια, ένα άλλο αρχαίο τμήμα του εγκεφάλου που συνήθως σχετίζεται με τον κινητικό έλεγχο, έχει εμπλακεί με παρόμοιο τρόπο σε πολλές γνωστικές διαδικασίες υψηλού επιπέδου.

Ορισμένα από αυτά τα συγκεχυμένα αποτελέσματα μπορεί να προέρχονται από μεθοδολογικά προβλήματα. Για να βρουν πού εκτελεί διαφορετικές λειτουργίες ο ανθρώπινος εγκέφαλος, για παράδειγμα, οι νευροεπιστήμονες συνήθως συσχετίζουν τις γνωστικές διεργασίες με τα πρότυπα της εγκεφαλικής δραστηριότητας που μετρώνται με fMRI. Ωστόσο, οι μελέτες υποδεικνύουν ότι οι ερευνητές πρέπει να είναι πιο προσεκτικοί σε άσχετες μυϊκές συσπάσεις και ταραχές που μπορεί να μολύνουν τις μετρήσεις.

«Πιστεύετε ότι τα αποτελέσματά σας σας λένε κάτι για τη γνωστική ικανότητα υψηλού επιπέδου», είπε ο György Buzsáki, νευροεπιστήμονας στην Ιατρική Σχολή του NYU, «όταν στην πραγματικότητα, μπορεί να μην αντικατοπτρίζει τίποτα άλλο εκτός από το ότι, λόγω της εργασίας, [το τα μάτια του υποκειμένου κινούνται διαφορετικά.»

Αλλά ο ίδιος και άλλοι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα πρόσφατα ευρήματα υπογραμμίζουν επίσης ένα βαθύτερο εννοιολογικό πρόβλημα στη νευροεπιστήμη. «Διαιρούμε την ακίνητη περιουσία του εγκεφάλου σύμφωνα με τις προκατασκευασμένες ιδέες μας, υποθέτοντας — λανθασμένα, από ό,τι με αφορά — ότι αυτές οι προκατασκευασμένες ιδέες έχουν όρια και τα ίδια όρια υπάρχουν και στη λειτουργία του εγκεφάλου», είπε ο Buzsáki.

Το 2019, ο Ράσελ Πόλντρακ, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν να δοκιμάσουν πόσο κατάλληλες είναι οι αναγνωρισμένες κατηγορίες για τη νοητική λειτουργία. Συγκέντρωσαν έναν τεράστιο όγκο δεδομένων συμπεριφοράς - που ελήφθησαν από πειράματα σχεδιασμένα για να δοκιμάσουν διαφορετικές πτυχές του γνωστικού ελέγχου, συμπεριλαμβανομένης της μνήμης εργασίας, της αναστολής απόκρισης και της μάθησης - και τα διεξήγαγαν μέσω ενός ταξινομητή μηχανικής μάθησης. Οι ταξινομήσεις που προέκυψαν αψήφισαν τις προσδοκίες, ανακατεύοντας τις παραδοσιακές κατηγορίες αποτελεσμάτων του εγκεφάλου και ταξινομώντας τις σε νέες ομάδες που φαινόταν ότι «συνέρχονταν από την άποψη κάποιων πολύ πιο γενικών δομών», είπε ο Poldrack — κατασκευές για τις οποίες δεν έχουμε ακόμη ετικέτες και που μπορεί να μην σχετίζονται άμεσα με τη συνειδητή μας εμπειρία.

Μια άλλη μελέτη από τους συναδέλφους του Poldrack διαπίστωσε ότι οι εργασίες που προορίζονταν για τη μέτρηση είτε της αντίληψης είτε της μνήμης «δεν μετρούσαν πραγματικά διαφορετικά κατασκευάσματα», είπε ο Poldrack. "Υποδηλώνει ότι αυτές οι δύο κατηγορίες είναι πραγματικά ανακριβείς." Δεν είναι ότι η «αντίληψη» ή η «μνήμη» είναι ένας άχρηστος όρος, τόνισε. Αλλά "αν θέλουμε να καταλάβουμε τι κάνει ο εγκέφαλος, μάλλον χρειαζόμαστε πολύ πιο ακριβείς τρόπους για να κατανοήσουμε συγκεκριμένες λειτουργίες."

Το γεγονός ότι δεν είναι καν σαφές πώς να διαφοροποιήσουμε τα τεστ αντίληψης από αυτά της μνήμης υποδηλώνει ότι αυτές οι κατηγορικές κατασκευές «μπορεί στην πραγματικότητα να μην είναι τα πραγματικά οργανωτικά χαρακτηριστικά του νου», είπε ο Poldrack.

Μερικοί επιστήμονες υποχωρούν, υποστηρίζοντας ότι εφόσον γνωρίζουμε ότι ο οπτικός φλοιός δεν εμπλέκεται μόνο στην όραση ή ότι ένα δίκτυο μνήμης κάνει περισσότερα από όσα υποδηλώνει το όνομά του, δεν χρειάζεται απαραίτητα να επανεξετάσουμε τις ίδιες τις κατηγορίες. Αλλά "μερικές φορές μια υπερβολικά ευρεία, αόριστη χρήση ενός όρου μπορεί να έχει επιζήμια αποτελέσματα στους τύπους πειραμάτων και υποθέσεων που παράγουμε", δήλωσε ο John Krakauer, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins.

Αυτό ήταν ίσως πιο προφανές στην έρευνα για τα συναισθήματα και τη διάθεση.

Φόβος και σύγχυση

Ο Joseph LeDoux είναι νευροεπιστήμονας στο NYU γνωστός για την πρωτοποριακή του εργασία στην αμυγδαλή, η οποία συχνά αναφέρεται ως το κέντρο φόβου του εγκεφάλου. Αλλά αυτό το πλαίσιο, λέει, είναι πολύ λάθος - και πολύ επιβλαβές. «Συνέχισα να με παρουσιάζουν όλα αυτά τα χρόνια ως κάποιος που ανακάλυψε πώς τα συναισθήματα φόβου βγαίνουν από την αμυγδαλή», είπε. «Αλλά πάντα θα πτοούσα όταν συστηνόμουν με αυτόν τον τρόπο. Τελικά, μου έφτανε.»

Ο LeDoux πέρασε την τελευταία δεκαετία τονίζοντας ότι η αμυγδαλή δεν εμπλέκεται καθόλου στη δημιουργία φόβου. Ο φόβος, επισημαίνει, είναι μια γνωστική ερμηνεία μιας κατάστασης, μια υποκειμενική εμπειρία δεμένη στη μνήμη και σε άλλες διαδικασίες. Τα ψυχολογικά φαινόμενα που μερικοί άνθρωποι βιώνουν ως φόβο μπορεί να βιωθούν ως κάτι πολύ διαφορετικό από άλλους. Η έρευνα δείχνει ότι το αίσθημα του φόβου εμφανίζεται στον προμετωπιαίο φλοιό και στις σχετικές περιοχές του εγκεφάλου.

Η αμυγδαλή, από την άλλη πλευρά, εμπλέκεται στην επεξεργασία και την ανταπόκριση σε απειλές - έναν αρχαίο, υποσυνείδητο συμπεριφορικό και φυσιολογικό μηχανισμό. "Τα στοιχεία δείχνουν ότι δεν είναι πάντα ο φόβος που προκαλεί τη συμπεριφορά", είπε ο LeDoux.

Το να αποκαλεί την αμυγδαλή το κέντρο του φόβου μπορεί να φαίνεται αβλαβές, συνέχισε, αλλά «τότε η αμυγδαλή κληρονομεί όλες τις σημασιολογικές αποσκευές του φόβου». Αυτό το λάθος μπορεί να παραμορφώσει τις προσπάθειες ανάπτυξης φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που στοχεύουν στη μείωση του άγχους. Όταν δοκιμάζονται πιθανές θεραπείες σε ζώα υπό στρες, εάν τα ζώα συμπεριφέρονται λιγότερο δειλά ή δείχνουν λιγότερη φυσιολογική διέγερση, συνήθως ερμηνεύεται ως μείωση των επιπέδων άγχους ή φόβου. Αλλά ένα φάρμακο μπορεί να αλλάξει τις συμπεριφορικές ή φυσιολογικές αποκρίσεις κάποιου - αυτές τις εκροές της αμυγδαλής - χωρίς να θεραπεύσει τα συναισθήματα άγχους, είπε ο LeDoux.

"Ολόκληρο το πεδίο υποφέρει εξαιτίας αυτής της σύγχυσης", είπε.

Παρόμοια προβλήματα συμβαίνουν και σε άλλους τομείς, πρόσθεσε, όπως οι μελέτες αντίληψης, όπου η φυσική επεξεργασία του αισθητηριακού ερεθίσματος και η συνειδητή εμπειρία του συχνά συνδυάζονται. Και στις δύο περιπτώσεις, ο LeDoux πιστεύει ότι «αυτά πρέπει να ξεκολλήσουν».

Λειτουργικό στο πλαίσιο

Όμως, το να ξεχωρίζουμε τη σημασία των διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου περιπλέκεται περαιτέρω από την ανακάλυψη ότι η εμπλοκή των νευρικών συστημάτων σε συγκεκριμένες λειτουργίες δεν είναι απλώς το μόνο ή τίποτα. Μερικές φορές εξαρτάται από τις λεπτομέρειες του τι υφίσταται επεξεργασία.

Πάρτε το μέρος του έσω κροταφικού λοβού που ονομάζεται περιρινικός φλοιός - ένα κρίσιμο συστατικό του κλασικού συστήματος «μνήμης» στον φλοιό. Η Elisabeth Murray του Εθνικού Ινστιτούτου Ψυχικής Υγείας και άλλοι έκαναν πειράματα στα οποία ζητήθηκε από ανθρώπους και πίθηκους να επιλέξουν μια επιθυμητή εικόνα από ένα ζευγάρι που είχαν μεταμορφωθεί ώστε να μοιάζουν μεταξύ τους σε διάφορους βαθμούς.

Διαπίστωσαν ότι ο περιρινικός φλοιός εμπλέκεται στην εκτέλεση της εργασίας μόνο όταν υπήρχε μια συγκεκριμένη ποσότητα επικάλυψης χαρακτηριστικών. Εάν οι εικόνες ήταν περισσότερο παρόμοιες ή λιγότερο, ο περιρινικός φλοιός δεν είχε καμία σχέση με το πόσο καλά τα πήγαιναν οι άνθρωποι ή οι πίθηκοι. Ομοίως, ο κατώτερος κροταφικός φλοιός, στον οποίο παραδοσιακά ανατίθεται ρόλος στην οπτική αντίληψη, βρέθηκε ότι είναι κρίσιμος για τις εργασίες μνήμης, αλλά μόνο σε ορισμένα πλαίσια.

Για τον συνταξιούχο νευροβιολόγο Steven Wise, πρώην του NIMH, τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι αντί να κατηγοριοποιούν τις περιοχές του φλοιού ως προς τις εξειδικευμένες οπτικές, ακουστικές, σωματοαισθητηριακές ή εκτελεστικές λειτουργίες τους, οι ερευνητές θα πρέπει να μελετήσουν τους διαφορετικούς συνδυασμούς πληροφοριών που αντιπροσωπεύουν. Μια περιοχή μπορεί να εμπλέκεται στην αναπαράσταση απλών συνδυασμών χαρακτηριστικών, όπως «πορτοκαλί» και «τετράγωνο» για ένα πορτοκαλί τετράγωνο. Άλλες περιοχές μπορεί να έχουν εξελιχθεί για να αντιπροσωπεύουν πιο σύνθετους συνδυασμούς οπτικών χαρακτηριστικών ή συνδυασμούς ακουστικών ή ποσοτικών πληροφοριών.

Ο Wise υποστηρίζει ότι αυτό το σχήμα οργάνωσης του εγκεφάλου εξηγεί γιατί υπάρχει τόσο μεγάλη απροσδόκητη λειτουργική επικάλυψη στους παραδοσιακούς χάρτες της νοητικής δραστηριότητας. Όταν κάθε περιοχή αντιπροσωπεύει έναν συγκεκριμένο συνδυασμό πληροφοριών, "το κάνει για τη μνήμη, και για την αντίληψη, και για την προσοχή και για τον έλεγχο της δράσης", είπε ο Wise.

Αυτός είναι επίσης ο λόγος που οι εργασίες αντίληψης και μνήμης που χρησιμοποίησε η Murray στα πειράματά της αφορούσαν μόνο μερικές φορές τον περιρινικό φλοιό:Καθώς οι εικόνες σε κάθε εργασία μεταμορφώνονταν, οι συνδυασμοί των χαρακτηριστικών που τις διέκριναν άλλαζαν.

Το αναπαραστατικό πλαίσιο του Wise είναι μόνο ένας τρόπος επανεξέτασης των υποδιαιρέσεων του εγκεφάλου. Ενώ άλλοι ερευνητές συμφωνούν ότι η λίστα εξαρτημάτων που καθοδηγούν τις περισσότερες νευροεπιστημονικές έρευνες έχει προβλήματα, υπάρχει μικρή συναίνεση σχετικά με τον τρόπο αντιμετώπισής τους.

Και ακόμη και οι επιστήμονες που υποστηρίζουν μια πιο ριζική επανεξέταση του πεδίου δυσκολεύονται να περιγράψουν. «Είναι εύκολο να δείξεις πώς τα πράγματα δεν λειτουργούν. Το δύσκολο τώρα είναι πού να πάτε από εδώ», δήλωσε ο Luiz Pessoa, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Maryland. «Συχνά έχω πιάσει τον εαυτό μου να χρησιμοποιεί πάρα πολλούς όρους που επέκρινα την ίδια τη χρήση τους. Πώς μπορώ να πω τα πάντα χωρίς να πω «προσοχή», «συναίσθημα», «κίνητρο»;»

Ο Cisek, στο Μόντρεαλ, είναι ένας από τους πολλούς ερευνητές που αρχίζουν να ξαναχτίζουν τις εννοιολογικές κατηγορίες από μια εξελικτική προοπτική. Τα τελευταία πέντε χρόνια, έχει κάνει επίπονα το δρόμο του στην εξέλιξη των σπονδυλωτών, εξετάζοντας την προοδευτική εξειδίκευση των συστημάτων συμπεριφοράς.

«Υπάρχουν λειτουργικές υποδιαιρέσεις στον εγκέφαλο», είπε. «Και στην πραγματικότητα έχουν μια εξελικτική ιστορία. Εάν μπορούσαμε να αναγνωρίσουμε αυτήν την ιστορία, θα μας βοηθήσει να αναγνωρίσουμε καλύτερα τις έννοιες."

Ο Cisek έχει ήδη χρησιμοποιήσει τη νέα του ανάλυση των εγκεφαλικών δραστηριοτήτων για να εξηγήσει γιατί, για παράδειγμα, τα βασικά γάγγλια διαδραματίζουν βασικό ρόλο σε ορισμένες εργασίες λήψης αποφάσεων αλλά όχι σε άλλες. «Συνειδητοποιείς ότι ούτε ο όρος «λήψη αποφάσεων» ούτε ο όρος «προσοχή» αντιστοιχούν στην πραγματικότητα σε κάτι στον εγκέφαλο», είπε. «Αντίθετα, υπάρχουν ορισμένα πολύ ρεαλιστικά κυκλώματα στον εγκέφαλο και κάνουν ορισμένα πράγματα όπως «προσέγγιση» ή «αποφυγή». … Μερικά από αυτά τα πράγματα θα μοιάζουν λίγο με την προσοχή».

Ο Buzsáki έχει παρόμοια άποψη. «Πρέπει να δούμε πρώτα τους μηχανισμούς του εγκεφάλου και γιατί και πώς εξελίχθηκαν αυτά τα πράγματα», είπε. Για παράδειγμα, οι μνήμες, ο μελλοντικός σχεδιασμός και η φαντασία κωδικοποιούνται εν μέρει από τους ίδιους νευρωνικούς μηχανισμούς, κάτι που έχει νόημα από εξελικτική προοπτική, επειδή το ίδιο σύστημα μπορεί να ανακυκλωθεί για διαφορετικούς σκοπούς. «Μπορεί να είναι καλύτερα να σκεφτείτε όλους [αυτούς] ως ένα», είπε.

Αυτή η προσέγγιση οδηγεί ήδη σε μερικές ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις. Για χρόνια, ο Buzsáki μελετούσε αιχμηρούς κυματισμούς, έναν τύπο εγκεφαλικής δραστηριότητας στον ιππόκαμπο που επιτρέπει την αποθήκευση και την ανάκτηση αναμνήσεων. Αλλά αυτόν τον μήνα στη Φύση , ο πρώην διδακτορικός του φοιτητής David Tingley και άλλοι στο εργαστήριο του Buzsáki αποκάλυψαν μια εντελώς νέα λειτουργία για αυτούς:να βοηθήσουν στη ρύθμιση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα.

«Συνδέουμε δύο πολύ διαφορετικά άκρα», είπε ο Buzsáki - μια βασική μεταβολική διαδικασία και μια γνωστική υψηλού επιπέδου. Ελπίζει τώρα να αποκαλύψει μια βαθύτερη σύνδεση μεταξύ των δύο και να αποκτήσει πληροφορίες σχετικά με το πώς οι έντονοι κυματισμοί για τη ρύθμιση του σώματος θα μπορούσαν να είχαν επαναχρησιμοποιηθεί για το σχηματισμό μνήμης.

Μην πανικοβάλλεστε

Εναλλακτικές προσεγγίσεις για τη μελέτη των νοητικών κατηγοριών είναι επίσης δυνατές. Ο Barrett, ο Pessoa και άλλοι, για παράδειγμα, εξετάζουν τη νευρική δραστηριότητα ολόκληρου του εγκεφάλου και μια ποικιλία συμπεριφορών ταυτόχρονα. «Μελετάτε ολόκληρο το σύστημα καθώς τα μέρη του αλληλεπιδρούν», είπε ο Barrett. Λειτουργικές κατηγορίες όπως η μνήμη, η αντίληψη και η προσοχή μπορούν στη συνέχεια να γίνουν κατανοητές ως «χαρακτηριστικά της εγκεφαλικής κατάστασης».

Λόγω των αντιδιαισθητικών ομαδοποιήσεων που προέκυψαν στην προηγούμενη μελέτη του για δεδομένα συμπεριφοράς, ο Poldrack συνεχίζει να ενδιαφέρεται για αναζητήσεις νέων κατηγοριών χωρίς μοντέλα, βασισμένες σε δεδομένα. Πιστεύει ότι οι νοητικές έννοιες θα μπορούσαν ενδεχομένως να ξαναγραφτούν με υπολογιστικούς όρους — ίσως ως μια απλοποιημένη εκδοχή των μαθηματικών περιγραφών που ορίζουν τα επίπεδα στα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα.

Κάθε μία από αυτές τις πιθανές λύσεις έχει ελλείψεις. «Αλλά δεν αξιολογείτε μια νέα προσέγγιση με όλες τις ερωτήσεις που απαντά στις οποίες η παλιά δεν μπορούσε», είπε ο Barrett. "Το αξιολογείτε με βάση ποιες νέες ερωτήσεις προκαλεί."

«Δεν υπάρχει σωστός τρόπος να γίνει αυτό», πρόσθεσε. "Υπάρχουν μόνο καλύτεροι τρόποι και χειρότεροι."

Ο Πόλντρακ συμφώνησε. «Δεν νομίζω ότι κανένας από εμάς θα ήθελε να πει στους ανθρώπους:Μη χρησιμοποιείτε πλέον τη λέξη «μνήμη»», είπε. Αλλά για να κατανοήσουμε τον εγκέφαλο, ίσως χρειαστεί να αμφισβητήσουμε τη διαίσθησή μας σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του — «με τον ίδιο τρόπο που η κβαντομηχανική είναι δύσκολο να συμβιβαστεί με την κατανόησή μας για τα φυσικά φαινόμενα στον κόσμο».

Μια άλλη σημαντική παράμετρος είναι πόσο ουσιαστικό μπορεί να καταλήξει να είναι ένα νέο πλαίσιο. "Μπορεί να κερδίσετε από την άποψη της γνώσης, αλλά μπορεί να σταματήσετε να καταλαβαίνετε τον εαυτό σας", είπε ο Krakauer.

Όταν αναρωτιόμαστε πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος, εξήγησε, θέλουμε να σημαίνει:Τι συμβαίνει στον εγκέφαλό μου όταν ερωτεύομαι; Ή όταν είμαι ενθουσιασμένος; Εάν απομακρυνθούμε πολύ από την υποκειμενική μας εμπειρία και τις γνωστές γνωστικές έννοιες, ανησυχεί ότι αυτά που μαθαίνουμε για τον εγκέφαλο μπορεί να είναι σαν το "42" στο The Hitchhiker's Guide to the Galaxy :η σωστή απάντηση, αλλά όχι στην ερώτηση που είχαμε στο μυαλό μας. «Τώρα, είμαστε πρόθυμοι να ζήσουμε με αυτό;» ρώτησε ο Krakauer.