Evolutsioon tegi inimese aju ahvi omast aeglasemaks
Milline infovahetus toimub meie ajus?
Meie kaks ajupoolkera räägivad teineteisega kogu aeg, kui me midagi teeme. Mulle pakub huvi, kuidas poolkerad suhtlevad: millised on neuronid, kuidas on konstrueeritud teise poolde minev «kaabel», kas selle arengut juhib ainult geneetika või ka keskkond jne.
Võrdlesime, kuidas poolkerade erinevad ajukoore osad teineteisega räägivad. 2009. aastal avastasime, et nad vestlevad eri kiirustel. Mõned on väga kiired, teised aeglased. Kiireid alasid oskate ilmselt arvata, need on [liigutusi juhtivad] motoorsed süsteemid. Aeglasi te ei arva ära: need on keerukate operatsioonidega tegelevad alad, nagu prefrontaalne korteks või oimusagar.
Mis selgub inimese aju võrdluses inimahvide ajuga?
Šimpansi aju maht on umbes 400 cm3, inimesel 1500 cm3, üle kolme korra rohkem. Kui aju on evolutsiooni jooksul kasvanud, kas see tähendab, et ühendused on läinud kiiremaks? Makaake ja šimpanse võrreldes näeme aksonite (signaali edastavate närvirakkude jätkete – toim.) kasvavat juhtivuskiirust.
Šimpansi ajus on aksonid, mis teevad nende aju kiiremaks kui makaakide oma. Kuid inimese juurde tulles näeme, et aksonid pole šimpansiga võrreldes muutunud, nende läbimõõt on endiselt selline, mis on paslik 400 cm3 mahuga aju puhul. Aju suurus on kasvanud, kui ühenduste kiirus on jäänud [2–4 miljoni aasta eest elanud inimeste eellase] Australopithecus’e tasemele.
Üks põhjus on kindlasti selles, et kiiremate ühenduste jaoks tuleb teha suuremaid aksoneid. Aksonite tegemine ja nende käigushoidmine on energiakulu mõttes äärmiselt koormav, aga ka mahu mõttes: meie pea peab läbi mahtuma naise vaagnast.
Loomariigis on mõnel loomal meist suurem aju, näiteks elevandil, ja oleks huvitav teada, mis neil toimub: kas nende aju on meie omast kiirem? Võib-olla saame seda mõne aasta pärast teada.
Kuidas on evolutsioon selle inimaju probleemi lahendanud?
Suurema aju jaoks tuleks teha pikemaid ja kiiremaid «kaableid». Kuidas sellega toime tulla? Vastus: ei tulegi. Kui aju kasvab suuremaks, läheb töötlemine aeglasemaks. Ja see jaotub ajas laiali.
Aju osad suhtlevad omavahel kõikidel võimalikel aksonite juhtivuse kiirustel. See paneb mind pead murdma ja ma kahtlustan, et see ütleb meile, et aju leiutas aeglase infotöötluse täpselt samamoodi nagu itaallased leiutasid aeglase toidu liikumise.
Aju on leidnud võimalusi seda aeglast infotöötlust ära kasutada. Arvan, et aeglase infotöötluse eelis on töötluse jagamine ajas. See hajutab neuronitevahelisi juhtivuskiirusi ja ühenduste ajastust. Kui laiendada ajaskaalat, millel ühendused toimivad, siis – ja seda näitavad meile tehisvõrgustike alased uurimused – muutub ajudünaamika keerukamaks. Mudelid näitavad, et aju funktsioneerib paremini, kui kasutada juhtivuskiiruste ja ajastuse kogu skaalat, mitte ühtainsat kanalit. Põhimõtteliselt on tegu aju dünaamiliste interaktsioonide spektri laiendamisega. Seega pole [suurema keerukuse] põhjus mitte aegluses iseeneses, vaid see on aegluse tagajärg, mis laiendab ajaliste interaktsioonide spektrit. See on minu teooria, kuigi võin ka eksida.
Võib-olla on meie aju jõudnud parima võimaliku tulemuseni, mis struktuuri ja töötlust koos optimeerides on võimalik. Veel samm edasi ja võime juba millestki ilma jääda. Inimestel on haigusi, mida põhjustavad valed ühendused ajus. On infokilde, mis viitavad, et näiteks skisofreenia, düsleksia või autismi all kannatajate ajus võivad ühendused olla veidi tavapärasest erinevad. Võib-olla on meie aju saavutanud selliste ühenduste taseme, et isegi väikesed kõrvalekalded viivad funktsioneerimishäireteni.
Mida need avastused räägivad meile inimese olemuse kohta?
Lääne kultuuris on läbivaks teemaks: tunne iseennast. Aju ülesehituse ja funktsioonidega tegelev teadusharu on see, mis jõuab kõige lähemale küsimuse, kes me oleme, vastusele. Suur osa sellest, mis oleme, on meie aju.
Kuid tihti uuritakse aju, kasutades 19. sajandist või veel varasemast pärit mehhanistlikku paradigmat. Suudame lahata interaktsioone aju osade, neuronite, molekulide vahel, tuua välja põhjuslikke seoseid. Seda metodoloogiat kasutades jõuame pildini ajust, mis sisuliselt on masin. Kas me oleme tõesti masinad?
Kas oleme?
Ma usun, et aju on masin. Kuid usun, et at aju on masin, mis mõtestab masina mõiste ümber. See ei ole selline masin, nagu on auto, arvuti või tolmuimeja. See on teistmoodi masin, selline, millel mõnes olekus on lõputult vabadust, teistes olekutes jälle mitte.
Võtame näiteks olukorra, kui olete näljane või janus: ajul ei ole vabadust, te peate otsima midagi süüa või juua. Aga kui olete täiesti lõdvestunud, ei pea millelegi mõtlema, siis selles olekus on aju suuteline kõige suuremaks loomingulisuseks. Teine aspekt on see, et aju läheneb keerukusele, mida ükski teine masin ei suuda saavutada.
Ma arvan, et on ohtlik hakata mõtlema endist kui masinatest, mida juhivad täiel määral meie geenid. See vaade võtab meil ära vabaduse, vastutuse ja isikliku kogemuse.
Miks on see ohtlik?
Sel on olulised tagajärjed. Näiteks õiguslikud. Kui sa oled vägistaja, kas selles oled süüdi sina või su aju? Ja kui on süüdi su aju, siis kas oled süüdi sina või on aju ainult masin, mis on kokku pandud geenidest, testosteroonist ja veel millestki? Isikliku ja õigusliku vabaduse küsimus on väga tihedalt seotud teemaga, kuidas me ajust mõtleme.
Teine aspekt, kuigi vähem ohtlik, on see, et tahame öelda, et suudame. Me ei taha, et meid piiraks teadmine, et me ei suuda midagi teha mingi sisemise piirangu tõttu. Me tahame teada, et suudame. Me ei saa sättida end piiravasse raami, sest see võib piirata nende asjade saavutamist, mis on võimalikud.
Intervjuu on valminud pressikonverentsi materjalide põhjal, mille Giorgio Innocenti andis teadusfestivalil ESOF 2010.
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!