Po staletí vědci věděli, že lidé mají schopnost „vidět“ bez použití očí – vyvolávají živé obrazy minulosti nebo vytvářejí plány budoucnosti. Tato mentální představivost je nezbytná pro všechno, od hledání cesty ve známé místnosti až po psaní symfonie. Zásadní otázka však zůstala otevřená: skutečně mozek používá stejné biologické mechanismy k tomu, aby si představil předmět, jako když ho skutečně vidí?
Nová studie publikovaná v časopise Science dává na tuto otázku jasné ano.
Most mezi vizí a myšlením
Přestože předchozí studie využívající funkční MRI (fMRI) ukázaly, že stejné oblasti mozku jsou aktivní jak při vnímání, tak při představivosti, tyto metody postrádaly přesnost pro studium jednotlivých buněk. Mohli nám ukázat „sousedství“, kde k aktivitě docházelo, ale nemohli potvrdit, zda byly aktivovány stejné „domy“ (neurony) v této oblasti.
K vyřešení tohoto problému využili vědci z Cedars-Sinai Medical Center jedinečnou klinickou příležitost. Studovali 16 dospělých pacientů s epilepsií, kteří již měli do mozku implantované elektrody pro sledování záchvatové aktivity. To týmu umožnilo zaznamenat vzory střelby více než 700 jednotlivých neuronů ve ventrálním temporálním kortexu, hlavní oblasti mozku zodpovědné za zpracování vizuálních objektů.
Mechanika mentální rekonstrukce
Studie použila přísný dvoustupňový proces k identifikaci spojení mezi realitou a myšlením:
- Vnímání: Účastníci si prohlédli stovky obrázků rozdělených do kategorií: tváře, text, rostliny, zvířata a předměty každodenní potřeby. Vědci zjistili, že mnoho neuronů bylo vysoce specializovaných, reagovalo na specifické kategorie nebo dokonce na ty nejmenší vizuální detaily.
- Představivost: Když byli účastníci požádáni, aby si v duchu vybavili stejné předměty, výzkumníci sledovali nervovou odpověď.
Výsledky byly úžasné. Přibližně 40 % neuronů, které se spustily během skutečného vnímání, se spustilo také během mentálních snímků. Aby vědci dokázali, že se nejedná o statistickou náhodu, použili strojové učení k rekonstrukci obrazů založených výhradně na nervových datech a úspěšně obnovili obrázky, které se účastníci snažili zapamatovat.
Proč je tento objev důležitý
Tento objev poskytuje fyzikální základ pro teorii „generativního modelu“ poznání. Podle této teorie mozek nezaznamenává svět jen jako kamera; místo toho vytváří „kód“ objektů, které lze „reprodukovat“ tak, aby simulovaly realitu.
Tento průlom má důsledky daleko za teoretickou neurovědu:
- Duševní zdraví: Mnoho duševních poruch, včetně schizofrenie a PTSD, zahrnuje zkreslení ve způsobu, jakým člověk vnímá nebo si představuje realitu. Pochopení přesných nervových mechanismů zobrazování může vést k cílenějším terapiím těchto poruch.
- Kognitivní evoluce: Studie nabízí pohled na to, jak se lidstvo vyvinulo od jednoduchého smyslového zpracování ke komplexnímu kreativnímu myšlení.
- Meze kreativity: Studie sice potvrzuje, jak si pamatujeme známé předměty, ale vyvolává nové otázky o tom, jak se mozek vyrovnává s „novými“ obrazy – například sněním o předmětu, který v reálném světě nikdy neexistoval.
„Toto je studie, na kterou pole čekalo,“ řekla Nadine Dijkstra, neurovědkyně z University College London, a zdůraznila, že práce konečně poskytuje empirický důkaz pro dlouhodobé vědecké hypotézy.
Závěr
Tím, že tento výzkum prokázal, že mozek znovu používá specifické neurony k překlenutí propasti mezi viděním a myšlením, ukazuje, že naše představivost není samostatný proces, ale komplexní „překlad“ naší smyslové zkušenosti. Tento objev představuje důležitý krok k pochopení toho, jak lidská mysl konstruuje svou vlastní realitu.
