Anda membeku di tempat, cuba menarik nafas, dan di kepala anda hanya ada satu pemikiran: "Bagaimana saya melakukannya?"
Kita semua mengalami situasi yang serupa. Walaupun lebih kerap masih perlu menyalakan ketuhar gelombang mikro ultra moden yang baru, secara tidak sengaja menekan butang. Sama ada anda menyelamatkan nyawa anda atau hanya ingin memanaskan semula makanan, otak anda perlu menyelesaikan dua masalah sekaligus untuk memahami: tindakan X memerlukan hasil Y.
Masalah artis: adakah saya berjaya?
Masalah tindakan berbanding keputusan: Perkara manakah yang saya buat menyebabkan hasilnya Y?
Soalannya tidak mudah. Kami melakukan banyak perkara, dan semua ini membawa kepada sesuatu. Di samping itu, beberapa peristiwa selalu berlaku di sekitar kita, dan hanya sebahagian kecil dari mereka yang bergantung kepada kita. Oleh itu, otak perlu memisahkan hasil Y dari aliran peristiwa umum. Maka dia mesti menentukan apakah kita ada kaitan dengan apa yang berlaku. Pada masa yang sama, maklumat dari indera datang hanya setelah melakukan tindakan yang dapat menyebabkan kejadian itu. Dopamine, biola pertama dalam simfoni dari banyak teori kognitif, bertanggungjawab untuk proses ini.
Kami mempunyai hipotesis yang menerangkan secara terperinci mengenai proses saraf menghubungkan tindakan dengan pelaku dan hasilnya. Hipotesis ini berasal dari dua idea asas.
Pertama, otak mempunyai model bagaimana dunia luar berfungsi - berdasarkannya, ia sentiasa berusaha meneka apa yang akan berlaku seterusnya. Sekiranya ramalan itu tidak menjadi kenyataan, maka kejutan akan timbul, dan peristiwa yang menyebabkannya menonjol dari arus fenomena biasa dan dapat diramalkan.
Video promosi:
Kedua, otak mencatat semua yang baru saja kita lakukan, yang bermaksud bahawa sebarang kejadian yang tidak dijangka dapat dihubungkan dengan rangkaian tindakan baru-baru ini yang tersimpan dalam ingatan. Sebaik sahaja sambungan dijumpai, tindakan itu dapat diulang - dan periksa sama ada ia akan membawa kepada hasil yang serupa. Jawapan positif akan menunjukkan hubungan sebab-akibat.
Kita tidak boleh melakukannya tanpa rakan lama kita - dopamin. Pada pandangan pertama, ketika menghubungkan tindakan dengan hasil, neurotransmitter ini adalah pembantu terburuk dari semua kemungkinan. Dopamine dihasilkan dalam jumlah yang banyak di beberapa kawasan otak pada masa yang sama. Kaedah ini sama sekali tidak berkesan untuk mengasingkan satu hubungan antara satu set neuron - katakanlah, antara mereka yang bertanggungjawab terhadap tindakan X dan hasilnya Y. Tetapi sebenarnya, ini adalah mekanisme yang sangat canggih. Pelepasan dopamin dapat dibandingkan dengan penyiaran isyarat radio. Dengan pertolongannya, pesan berikut segera dikirim ke berbagai bahagian otak: "Sesuatu yang sangat luar biasa terjadi tepat di luar Otak. Berapa ramai dari anda yang akan bertanggungjawab?"
Seseorang semasa siaran ini terkejut. Perasaan ini berlaku ketika otak membuat kesilapan dalam ramalannya. Terdapat banyak bukti bahawa neuron dopamin berfungsi untuk menandakan kesalahan ketika otak menghitung kemungkinan menerima hadiah. Sekiranya otak anda menganggap bahawa tidak ada ganjaran yang akan datang kepada anda dalam masa terdekat, dan tiba-tiba orang asing memberi anda donat, neuron dopamin akan diaktifkan seketika. Mereka menyampaikan kepada otak otak kejutan bahawa sesuatu yang baik secara tidak dijangka telah berlaku. Neuron sepertinya berteriak: "Tidak kira anda mana yang mendapat donat, tetapi perlu diulang!"
Otak boleh salah lebih dari sekadar kemungkinan mendapat ganjaran. Kami juga tahu bahawa neuron dopamin berat sebelah dalam meramalkan hasil yang tidak diingini. Perkara-perkara yang mungkin ingin anda pelajari untuk dihindari, seperti tidak menekan butang yang memicu pembuangan ular ke bilik mandi anda. Penilaian yang salah mengenai masa lalu setelah peristiwa baru-baru ini. Dan juga bahawa anda tidak menyanyi seperti yang anda mahukan. Anda mungkin tidak tahu bahawa anda mempunyai pengkritik muzik di otak anda?
Semua mekanisme ini di mana pelbagai kesalahan mencetuskan pelepasan dopamin jangka pendek mempunyai penjelasan yang mudah: neuron dopamin bertanggungjawab untuk menghantar kejutan. Dan yang paling penting, pelepasan ini selalu berlaku sejurus peristiwa Y yang tidak dijangka dan berfungsi sebagai cap masa.
Oleh itu, otak anda telah memperhatikan bahawa sesuatu yang sejuk telah berlaku di dunia sekitarnya, dan dopamin memberitahu bahagian-bahagiannya yang lain mengenainya. Sekarang anda perlu menentukan apakah tindakan anda adalah penyebab giliran ini. Dalam kes ini, otak, sebagaimana adanya, merekatkan tindakan dan hasilnya, memperkuat hubungan tempatan di antara mereka.
Untuk melakukan ini, anda perlu mencari maklumat mengenai tindakan atau tindakan yang berlaku sebelum maklumat mengenai hasilnya direkodkan. Pada akhirnya, komunikasi hanya boleh berlaku dari sebab ke kesan, dan bukan sebaliknya. Katakan cahaya menyala di dalam bilik - mengapa? Tidak mungkin kerana anda menandakan penampilan cahaya dengan tarian ritual khas di satu kaki dan mengayunkan ayam mati pada masa yang sama. Sebabnya adalah kerana di pintu masuk anda membuka suis (tentu saja, dengan tangan yang tidak ada ayam).
Tugas utama pembebasan dopamin jangka pendek adalah mencari yang tepat di antara tindakan baru-baru ini. Apabila dorongan elektrik mula melewati akson, membawa mesej kepada neuron penerima, proses panjang bermula di dalam neuron, di mana kepekatan beberapa molekul, khususnya kalsium, berubah. Selain itu, aktiviti pada sebarang sambungan masuk ke neuron ini juga meninggalkan jejak kalsium, menandakan input ini berpotensi penting.
Dopamine juga bertindak di persimpangan dua neuron. Katakan satu neuron memberi perintah untuk melakukan tindakan yang memerlukan hasil tertentu, dan neuron lain, yang menghubungkan dengan yang pertama, melaporkan: "Saya diaktifkan pada masa ini." Sekarang maklumat dikodkan dalam hubungan ini: "Lakukan perkara yang sama ketika saya diaktifkan lagi." Sekiranya neuron yang bertanggungjawab untuk tindakan itu ditembak sebagai tindak balas terhadap pengaktifan neuron kedua, maka jejak kalsium akan tetap ada di dalamnya. Mereka akan menjadi peringatan bahawa hubungan tertentu dan neuron tertentu ini terlibat. Dengan adanya kalsium, hubungan antara neuron ini akan dipertingkatkan dengan dopamin. Oleh itu, pemikiran "melakukan perkara yang sama ketika saya diaktifkan lagi" hanya dapat dikuatkan jika kedua-dua neuron diaktifkan pada waktu yang tepat.
Yang lebih mengejutkan adalah kenyataan bahawa kausalitas terbentuk dalam peraturan di mana kekuatan hubungan antara dua neuron yang terpisah berubah. Rupa-rupanya, hubungan antara neuron A dan B mengingat urutan ia ditembakkan. Sekiranya neuron A diaktifkan tepat di depan neuron B, maka secara logiknya boleh menyebabkan pengaktifan yang terakhir. Sebatian ini dilabelkan dengan kalsium, dan ikatan ini dapat diperkukuhkan pada masa akan datang.
Tetapi jika neuron A diaktifkan segera setelah neuron B, ia tidak lagi menjadi penyebab pengaktifan B. Sebaliknya, sambungan seperti itu perlu dilemahkan, kerana dalam hal ini pengaktifan neuron A akan mengganggu neuron B. Sekiranya neuron A diaktifkan jauh sebelum atau lama selepas neuron B, kekuatan sambungan tidak akan berubah. Memang, nampaknya peraturan untuk mengubah kekuatan hubungan dirancang khusus untuk melatih otak untuk mewujudkan hubungan sebab-akibat.
Ini adalah bagaimana otak menyelesaikan masalah mengaitkan tindakan dengan hasilnya. Dia menjumpai aksi X yang menyebabkan hasil Y dengan menyiarkan isyarat bahawa sesuatu yang tidak biasa telah berlaku di luar Otak, dan juga dengan mencatat masa peristiwa ini. Isyarat ini hanya akan diterima di tempat di mana neuron yang bertanggungjawab untuk tindakan tersebut baru saja diaktifkan. Ini ditentukan oleh jejak molekul yang tinggal setelah pengaktifan. Sekarang, jika sambungan ini berlaku lagi, neuron tindakan X cenderung diaktifkan. Ini bermaksud bahawa orang yang berada dalam situasi yang sama lebih cenderung melakukan tindakan X dengan tepat. Ini adalah bagaimana kita menentukan sama ada X benar-benar memanggil Y, dan menyesuaikan pemahaman kita tentang dunia luar.
Masih boleh menyelesaikan masalah mengaitkan aksi dengan pelakon, dan sekarang menjadi lebih mudah untuk melakukan ini. Bagaimana otak tahu bahawa anda tidak ada kaitan dengan apa yang berlaku? Isyarat dopamin tidak menunjukkan jejak aktiviti pada neuron. Ketiadaan jejak bermaksud: "Saya tidak ada kaitan dengannya."
Namun, ia juga boleh berlaku: neuron yang bertanggungjawab untuk tindakan itu diaktifkan sebelum hasilnya, tetapi bukan penyebabnya. Inilah sebabnya mengapa tindakan itu mesti diulang. Sekiranya tindakan X diulang dengan sengaja dan tidak menyebabkan hasil Y, maka tidak ada bukti bahawa ada hubungan antara keduanya.
Prinsip-prinsip di mana otak menetapkan sebab-sebab adalah salah satu bidang utama kerja neurosains moden, tetapi secara umum kawasan ini tetap misteri dan sedikit diterokai. Elemen teori persepsi hubungan kausal dari semasa ke semasa muncul dalam kesusasteraan, tetapi penulis sendiri tidak memfokuskan perkara ini. Oleh itu, di kawasan ini, secara hipotesis, adalah mungkin untuk membuat banyak penemuan, memandangkan berapa banyak soalan di dalamnya yang belum dijawab. Mari kita lihat salah satu soalan ini. Bagaimana otak menggunakan maklumat ini pada masa akan datang?
Persepsi sebab-akibat didasarkan pada idea bahawa otak kita menggunakan model ramalan dunia. Jika demikian, maka kita juga harus memiliki model terbalik yang menjawab pertanyaan "Bagaimana mengubah dunia?" Kita dapat mengatakan, "Saya mahukan hasil Y", dan menggunakan model terbalik untuk mencari "tindakan X" yang diperlukan yang akan menghasilkan hasil yang diinginkan.
Ini bermaksud bahawa kita perlu sentiasa menyesuaikan dua model: ramalan (jika anda melakukan ini, ini akan berubah di dunia) dan terbalik (agar sesuatu di dunia berubah, anda perlu melakukan ini). Kemungkinan besar dopamin bertanggungjawab untuk mengatur setiap litar ini. Tetapi di mana penyesuaian itu sendiri berlaku? Adakah model ini berubah bersama atau berasingan? Kami tidak tahu mengenainya. Berapa banyak model dunia luaran yang dihasilkan oleh otak, bagaimana mereka berinteraksi antara satu sama lain dan bagaimana mereka melengkapkan - ini semua soalan yang belum dijawab.
Keupayaan untuk menjalin hubungan kausal melalui percubaan dan kesalahan telah diperhatikan pada spesies yang berbeza. Bukan hanya pada haiwan, tetapi juga pada burung. Keupayaan ini menghubungkan peristiwa individu secara berurutan: jika saya melakukan aksi X, ia akan diikuti dengan hasil Y. Beberapa spesies dapat menjalin hubungan sebab melalui tiruan. Mengamati saudara-mara mereka, tetek biru dari keluarga tit dapat belajar melepaskan penutup botol susu (serius, lebih baik jangan marah burung ini).
Tetapi manusia mempunyai satu kelebihan - bahasa. Terima kasih kepada dia, kita tidak perlu lagi membuang tenaga untuk memerhatikan rantai tindakan tanpa henti, membatasi diri kita hanya pada pengalaman kita sendiri. Dengan bantuan bahasa, kita dapat menjelaskan hubungan kausal dan menyampaikannya secara abstrak: dalam buku, majalah, dokumentari. Atau ikuti panduan YouTube berbilang jam mengenai cara menggunakan V8. Kita dapat merakam pemerhatian kita, meninggalkan jurang di mana rantai antara X dan Y tidak cukup (ini disebut "sains"). Kami dapat berkongsi maklumat dan mencari hubungan kausal pada skala yang lebih besar dan dalam sampel yang lebih besar daripada yang ada pada seseorang individu.
Fakta bahawa manusia telah mengenal pasti penyebab fenomena kompleks seperti kepunahan spesies atau pemanasan global adalah bukti kemampuan kita untuk memahami dunia di luar pengalaman individu. Hanya otak manusia yang dapat memahami bukan sahaja apa yang menyebabkannya sendiri, tetapi juga apa yang kita semua timbulkan.
Mark Humphries
