Îngheți la loc, încerci să-ți iei respirația, iar în capul tău există un singur gând: „Cum am făcut-o?”
Cu toții am trăit o situație similară. Deși mai des este încă vorba despre pornirea din greșeală a unui nou cuptor cu microunde ultramodern, apăsând la întâmplare butoanele. Indiferent dacă vă salvați viața sau doriți doar să reîncălziți mâncarea, creierul trebuie să rezolve două probleme simultan pentru a înțelege: acțiunea X implică rezultatul Y.
Problema artistului: am făcut-o?
Problemă acțiune versus rezultat: Care dintre lucrurile pe care le-am făcut au provocat rezultatul Y?
Întrebările nu sunt ușoare. Facem o mulțime de lucruri și toate acestea duc la ceva. În plus, unele evenimente se petrec constant în jurul nostru și doar o mică parte din ele depinde de noi. Prin urmare, creierul trebuie să separe rezultatul Y de fluxul general al evenimentelor. Atunci trebuie să stabilească dacă avem ceva de-a face cu ceea ce s-a întâmplat. În același timp, informațiile din simțuri vin numai după efectuarea acțiunilor care ar fi putut provoca incidentul. Dopamina, prima vioară din simfoniile multor teorii cognitive, este responsabilă de aceste procese.
Avem o ipoteză care descrie în detaliu procesul neuronal de corelare a unei acțiuni cu interpretul și rezultatul acesteia. Această ipoteză provine din două idei fundamentale.
În primul rând, creierul are un model al modului în care funcționează lumea exterioară - pe baza acestuia, încearcă în mod constant să ghicească ce se va întâmpla în continuare. Dacă prognoza nu se împlinește, apare surpriza, iar evenimentul care a provocat-o iese în evidență din fluxul de fenomene obișnuite și previzibile.
Video promotional:
În al doilea rând, creierul înregistrează tot ceea ce tocmai am făcut, ceea ce înseamnă că orice eveniment neașteptat poate fi corelat cu un lanț de acțiuni recente stocate în memorie. De îndată ce se găsește o conexiune, acțiunea poate fi repetată - și verificați dacă va duce la un rezultat similar. Un răspuns pozitiv va indica o relație de cauzalitate.
În niciun caz nu ne putem descurca fără vechiul nostru prieten - dopamina. La prima vedere, atunci când vine vorba de corelarea acțiunilor cu rezultatele, acest neurotransmițător este cel mai prost ajutor posibil. Dopamina este produsă în cantități uriașe în mai multe zone ale creierului în același timp. Această metodă este complet ineficientă pentru a izola o singură conexiune între un set de neuroni - să zicem, între cei responsabili de acțiunea X și rezultatul Y. Dar, de fapt, acesta este un mecanism extrem de sofisticat. Eliberarea de dopamină poate fi comparată cu difuzarea unui semnal radio. Cu ajutorul său, următorul mesaj este trimis instantaneu către diferite părți ale creierului: „Ceva foarte neobișnuit s-a întâmplat chiar în afara Creierului. Câți dintre voi vă veți asuma responsabilitatea pentru asta?"
O persoană din timpul difuzării este surprinsă. Acest sentiment apare atunci când creierul face o greșeală în predicțiile sale. Există suficiente dovezi că neuronii dopaminici servesc la semnalarea unei erori atunci când creierul calculează probabilitatea de a primi o recompensă. Dacă creierul tău presupune că nicio recompensă nu va străluci pentru tine în curând și dintr-o dată un străin complet îți dă o gogoasă, neuronii dopaminergici sunt activați pentru o clipă. Ele transmit restului creierului surpriza că sa întâmplat ceva neașteptat de bun. Neuronii par să strige: „Nu contează care dintre voi ne-ați luat o gogoasă, dar trebuie repetat!”
Creierul poate fi greșit în ceea ce privește mai mult decât simpla probabilitate a unei recompense. Știm, de asemenea, că neuronii dopaminei sunt părtinitori în prezicerea unui rezultat nedorit. Lucruri pe care ați putea dori să învățați să le evitați, cum ar fi să nu apăsați butonul care declanșează aruncarea de șerpi în baia dvs. O evaluare incorectă a timpului trecut după un eveniment recent. Și, de asemenea, că nu cânți așa cum ți-ai dori. Probabil că nu știați că aveți un critic muzical așezat în creierul mijlociu?
Toate aceste mecanisme prin care diferite erori declanșează eliberarea pe termen scurt a dopaminei au o explicație simplă: neuronii dopaminei sunt responsabili de transmiterea surprizei. Și, cel mai important, această izbucnire apare întotdeauna imediat după un eveniment neașteptat Y și servește drept marcaj de timp.
Deci, creierul tău a observat că s-a întâmplat ceva interesant în lumea înconjurătoare și dopamina notifică restul părților sale despre asta. Acum trebuie să determinați dacă oricare dintre acțiunile voastre a fost motivul acestei întorsături. În acest caz, creierul, așa cum ar fi, lipeste acțiunea și rezultatul, consolidând conexiunea locală dintre ele.
Pentru a face acest lucru, trebuie să găsiți informații despre acțiunea sau acțiunile care au avut loc înainte ca informațiile despre rezultat să fie înregistrate. În cele din urmă, comunicarea nu poate merge decât de la cauză la efect și nu invers. Să presupunem că se aprinde o lumină în cameră - de ce? Este puțin probabil pentru că ați marcat apariția luminii cu un dans ritual special pe un picior și legănând în același timp un pui mort. Mai degrabă, motivul este că la intrare ați răsucit comutatorul (desigur, cu mâna în care nu era pui).
Sarcina principală a eliberării de dopamină pe termen scurt este de a găsi una dintre acțiunile recente. Atunci când un impuls electric începe să treacă de-a lungul axonului, purtând un mesaj către neuronii primitori, începe un proces lung în interiorul neuronului, în care se schimbă concentrațiile mai multor molecule, în special calciu. Mai mult, activitatea pe orice conexiune de intrare cu acest neuron lasă, de asemenea, urme de calciu, marcând această intrare ca fiind potențial importantă.
Dopamina acționează și la joncțiunea a doi neuroni. Să presupunem că un neuron a dat o comandă pentru a efectua o acțiune care presupunea un anumit rezultat, iar un alt neuron, conectat cu primul, raportează: „Am fost activat în acest moment”. Acum informațiile sunt codificate în această legătură: „Faceți același lucru când sunt activat din nou”. Dacă neuronul responsabil de acțiune este tras ca răspuns la activarea celui de-al doilea neuron, atunci vor rămâne urme de calciu în el. Ele vor servi ca un memento că această conexiune specială și acest neuron special au fost implicate. În prezența calciului, legătura dintre acești neuroni va fi îmbunătățită de dopamină. Astfel, gândul „face același lucru când sunt activat din nou” este amplificat doar dacă ambii neuroni sunt activați la momentul potrivit.
Și mai surprinzător este faptul că cauzalitatea este încorporată în regulile prin care se schimbă puterea conexiunilor dintre doi neuroni separați. Aparent, legătura dintre neuronii A și B amintește în ce ordine au fost trageți. Dacă neuronul A este activat chiar în fața neuronului B, atunci ar putea duce în mod logic la activarea acestuia. Acest compus este etichetat cu calciu, iar această legătură poate fi consolidată în viitor.
Dar dacă neuronul A este activat imediat după neuronul B, acesta nu mai poate fi cauza activării B. Dimpotrivă, o astfel de conexiune va trebui să fie slăbită, deoarece caz în care activarea neuronului A va interfera cu neuronul B. Dacă neuronul A este activat cu mult înainte sau mult după neuronul B, puterea conexiunii nu se va schimba. Într-adevăr, se pare că regulile pentru schimbarea puterii conexiunii sunt concepute special pentru a antrena creierul să stabilească conexiuni cauzale.
Astfel creierul rezolvă problema corelării acțiunii cu rezultatul. El găsește acțiunea X care a provocat rezultatul Y prin difuzarea unui semnal că s-a întâmplat ceva neobișnuit în afara creierului și, de asemenea, prin marcarea temporală a acestui eveniment. Acest semnal va fi primit doar în locul în care tocmai a fost activat neuronul responsabil pentru acțiune. Acest lucru este determinat de urmele moleculare care rămân după activare. Acum, dacă această conexiune se declanșează din nou, neuronii de acțiune X sunt mai susceptibili de a fi activați. Aceasta înseamnă că persoana însăși aflată într-o situație similară este mai probabil să efectueze exact acțiunea X. Acesta este modul în care determinăm dacă X îl invocă de fapt pe Y și ne acordăm înțelegerea despre lumea externă.
Rămâne să rezolvăm problema corelării acțiunii cu interpretul, iar acum acest lucru a devenit mai ușor. De unde creierul știe că nu ai nimic de-a face cu ceea ce se întâmplă? Semnalul dopaminei nu prezintă urme de activitate în neuroni. Absența urmelor înseamnă: „Nu am nimic cu asta”.
Totuși, se poate întâmpla și: neuronii responsabili de acțiune au fost activați chiar înainte de rezultat, dar nu au fost cauza acestuia. Acesta este motivul pentru care acțiunea trebuie repetată. Dacă acțiunea X este repetată intenționat și nu provoacă rezultatul Y, atunci nu există dovezi că există o legătură între cele două.
Principiile prin care creierul stabilește cauzalitatea este unul dintre principalele domenii de lucru ale neuroștiințelor moderne, dar, în general, această zonă rămâne misterioasă și puțin explorată. Elementele teoriei percepției relațiilor cauzale apar din când în când în literatură, dar autorii înșiși nu se concentrează asupra acestui lucru. Aceasta înseamnă că în acest domeniu, în mod ipotetic, este posibil să se facă multe descoperiri, având în vedere câte întrebări există în el și care nu au fost încă răspunsuri. Să ne uităm la una dintre aceste întrebări. Cum utilizează creierul aceste informații în viitor?
Percepția cauzalității se bazează pe ideea că creierul nostru folosește un model predictiv al lumii. Dacă da, atunci trebuie să avem și un model inversat care să răspundă la întrebarea „Cum să schimbăm lumea?” Putem spune „Vreau rezultatul Y” și putem folosi modelul invers pentru a găsi „acțiunea X” necesară care va duce la rezultatul dorit.
Aceasta înseamnă că trebuie să adaptăm în mod constant două modele: predictiv (dacă faceți acest lucru, acest lucru se va schimba în lume) și inversat (pentru ca ceva din lume să se schimbe, trebuie să faceți acest lucru). Este foarte probabil ca dopamina să fie responsabilă pentru reglarea fiecăruia dintre aceste circuite. Dar unde are loc adaptarea în sine? Aceste modele se schimbă împreună sau separat? Nu avem nicio idee despre asta. Câte modele diferite ale lumii externe creează creierul, modul în care interacționează între ele și modul în care se completează - toate acestea sunt întrebări fără răspuns.
Capacitatea de a stabili relații cauzale prin încercări și erori a fost observată la diferite specii. Nu numai la animale, ci și la păsări. Această abilitate conectează evenimente individuale într-o succesiune: dacă fac o acțiune X, va fi urmată de un rezultat Y. Unele specii pot stabili legături cauzale prin imitație. Observându-și rudele, țâțele albastre din familia țâțelor pot învăța să deșurubeze capacele sticlelor de lapte (serios, este mai bine să nu înfuriați aceste păsări).
Dar omul are un singur avantaj - limbajul. Datorită lui, nu mai trebuie să risipim energie pe observații nesfârșite ale lanțurilor de acțiuni, limitate doar de propria noastră experiență. Cu ajutorul limbajului, putem explica relațiile cauzale și le putem transmite în abstract: în cărți, reviste, documentare. Sau luați un ghid YouTube de mai multe ore despre cum să treceți peste un V8. Ne putem înregistra observațiile lăsând spații în care nu există suficiente verigi în lanțul dintre X și Y (aceasta se numește „știință”). Putem partaja informații și găsi relații de cauzalitate la scară mai mare și în eșantioane mai mari decât este disponibil pentru o persoană.
Faptul că oamenii au identificat cauzele fenomenelor complexe precum dispariția speciilor sau încălzirea globală este o dovadă a capacității noastre de a înțelege lumea dincolo de experiența individuală. Numai creierul uman este capabil să înțeleagă nu numai ceea ce și-a provocat, ci și ceea ce am provocat cu toții.
Mark Humphries
