Lelki szem? Bebizonyították: a látás és a képzelet ugyanazokra az agyi neuronokra támaszkodik

„Ránézhetek egy tárgyra a való világban, de a szememet becsukva el is képzelhetem.” Hogy van ez? – tette fel a kérdést Varun Wadia, a Cedars-Sinai Orvosi Központ és a Kaliforniai Műszaki Intézet agykutatója.

Forrás: Shutterstock

Wadia szerint az ilyen vizuális képzelőerő teszi lehetővé, hogy felidézzük egy szeretett személy arcát, vagy mondjuk egy belső, „mentális térkép” segítségével eltaláljunk a munkahelyünkre. Friss kutatásában munkatársaival arról számolnak be a Science folyóiratban, hogy az elképzelt és a ténylegesen érzékelt tárgyak pontosan ugyanazokat a neuronokat aktiválják, és ugyanazt az idegi kódot használják.

Ezt korábban még nem mutatták ki idegi szinten

A felismeréssel a tudósok egy lépéssel közelebb kerülnek olyan számítógépes modellek létrehozásához, amelyek képesek szimulálni a látást, valamint kezelni a súlyos látászavarokat, például a makuladegenerációt; eredményeik segíthetnek a látás helyreállítására szolgáló protézisek fejlesztésében is.

A kutatás segít megmagyarázni, hogyan használja az agy a képzeletet a vizuális információk kiegészítésére – mondja Thomas Naselaris, a Minnesotai Egyetem idegtudósa.

A tárgyak háromdimenziósak. Egyszerre csak egy oldalukat mutatják meg nekünk, mégis ösztönösen modellezzük a tárgy azon részeit, amelyeket nem is látunk.

Így például az agy lökhárítót képzel el egy autó hátuljára, még akkor is, ha az nem látható.

A képzelet teszi lehetővé az embereknek, hogy ismerős tárgyakat merőben szokatlan, sőt nem létező módokon állítsanak össze – mint például egy unikornis esetében – mondja Naselaris.

Hogyan végezték a kutatást?

Az eredmények 16 epilepsziás beteg bevonásával végzett vizsgálatból származnak. Mindegyikük kórházi beteg volt, már elektródák voltak az agyukban, hogy az orvosaik megtalálhassák a rohamaik forrását.

Így Wadia kutatói több mint 700 egyedi neuron aktivitását figyelhették meg minden résztvevőnél, miközben azok a számítógép képernyőjét nézték.

A kísérlet első részében a résztvevők több száz képet láttak. Sokféle kategóriába tartoztak a felvételek, köztük arcok, állatok, növények és szavak, apró tárgyak is, mint például napszemüvegek és vizes palackok.

Az agy tárgy- és arcfelismerésért felelős területének idegsejt-aktivitására összpontosítottak. Feljegyezték, hogy mely neuronok „tüzeltek” az egyes képekre adott válaszként, és azt is rögzítették, hányszor – ez lehetővé tette számukra, hogy megfejtsék azt a kódot, amelyet ezek a sejtek a képpel kapcsolatos információk közvetítésére használtak.

A kísérlet második részében Wadia arra kérte a résztvevőket, hogy csukják be a szemüket, és képzeljenek el egyet a látott tárgyak közül. A kutatók

ugyanazokat a neuronokat figyelték, amelyek akkor váltak aktívvá, amikor az egyén meglátta a tárgyat.

A neuronok mintegy 40 százaléka újra tüzelt a képzeletbeli feladatnál – mondja Wadia –, nagyjából ugyanolyan erővel, mint amikor valóban látták a tárgyat.

Az átfedés olyan nagy mértékű volt, hogy meg tudták állapítani, milyen tárgyat képzel el a beteg – például egy repülőgépet –, mondja Ueli Rutishauser, akinek a Cedars-Sinai laboratóriuma végezte a munka nagy részét.

Az aktivációs mintából kiolvasható volt a tárgy mérete, szöge, sőt az is, hogy szabadban vagy zárt térben volt-e látható – mondja Rutishauser, aki szintén a Caltech oktatója.

Új bizonyíték egy régi elképzelésre

Az eredmény alátámasztja azokat a korábbi, agyi képalkotással végzett tanulmányokat, amelyek bizonyítékot találtak arra, hogy ugyanazok az idegi áramkörök vesznek részt mind a látásban, mind a képzeletben. Az olyan technológiák, mint a funkcionális MRI, azonban egyedi neuronok szintjén nem tudták ezt kimutatni.

A kutatás ugyanakkor még mindig nem ad magyarázatot az afantáziára – arra a ritka állapotra, amelyben az érintettek nem tudnak tudatosan vizuális képeket felidézni. Nekik egyszerűen nincs „lelki szemük”.

Rutishauser maga is meglepődött, amikor egy konferencián egy neves kollégája odajött hozzá, és azt mondta neki: „Nem tudom, miről beszélsz. Én nem látok semmit, amikor becsukom a szemem.”

A kutatók úgy vélik, az afantáziában élők szavakkal vagy fogalmakkal pótolják a vizuális felidézést – de hogy az agyuk ezt pontosan hogyan valósítja meg, azt még nem tudni.