Показване на всички теми ...

Как да мислим: неврологът Ед Бойдън за скрития потенциал на мозъка

Как да мислим: неврологът Ед Бойдън за скрития потенциал на мозъка

Ако учените успеят да "разкрият мозъка", ще помогнат ли да излекуват всички болести, да контролират чувствата си, да контролират спомените и да генерират идеи като компютър?

Ед Бойдън: Превключете за неврони

Интервюто на Ед Бойдън

Какви перспективи разкриват мозъчните изследвания, какво може човек да постигне, ако се научи да контролира неврони и защо провалените проекти трябва да получат втори или дори трети шанс. T > публикува превод на интервюто на The Huffington Post.

"Постоянно генериране на нови идеи. Не четете без да мислите. Коментирайте, формулирайте, отразявайте и обобщавайте, дори и да прочетете предговора. Така че винаги ще се стремите да разберете същността на нещата, което е необходимо за творчеството. "


Ед Бойдън веднъж написал кратко есе "
Как да мислим ", а параграфът по-горе беше неговото първо правило. Тогава той беше на 28 години, ръководел собствената си изследователска група по неврология в Масачузетския технологичен институт и вече публикува някои от своите изследвания Те му донесоха престижната награда за мозъчна награда, за да помогнат да се постигне "може би най-важният технически пробив през последните 40 години", както каза председателят на журито.

Преди почти десет години. Системата му за генериране на идеи изглежда отговаря на очакванията. Миналата година Бойдън спечели наградата за наградата за пробив на стойност 3 млн. Долара и той и колегите му откриха нов метод за наблюдение на почти невъобразимо малката електрическа верига в мозъка. Това направи възможно да се получи една от най- точните изображения на мозъка .

- Често казвате, че целта ви е да "разкриете мозъка". Какво искаш да кажеш?

- Мисля, че смисъла на тази фраза ще се промени, когато получим нови знания, но сега "разкриването на мозъка" за мен означава, че първо можем да моделираме (най-вероятно с помощта на компютър) процеси, които ще генерират нещо като мисли и чувства, и второ, че можем да разберем как да лекуваме разстройства на мозъчната активност, като болестта на Алцхаймер или епилепсията. Това са две цели, които ме карат да се движа напред. Човекът се фокусира върху разбирането на човешката природа, а другата - по-медицинска.

Можете да възразите срещу мен, като забележите, че има и трети въпрос: какво е съзнание? Защо имаме спомени и доколкото знаем, няма бутилки, химикалки и маси? Страхувам се, че докато нямаме точна дефиниция на съзнанието, трудно е да се подходи към този въпрос. Нямаме "ум-читател", който да показва колко съзнателно е всичко. Мисля, че някой ден ще го постигнем, но в средносрочен план бих искал да се съсредоточа върху първите два въпроса.

"Защо знаем толкова много за света? Странно е, че можем да разберем закона на универсалната гравитация или квантовата механика "

"Когато спечелихте наградата за пробив през 2016 г., говорихте за настоящите усилия за изследване на мозъка :" Ако успеем, ние ще можем да отговорим на такива въпроси като "Кой съм аз? Каква е моята личност? Какво трябва да направя? Защо съм тук? ". Как изследванията ще ни помогнат да отговорим на въпроса "Кой съм аз?"

- Ще дам пример. Когато икономическата криза дойде през 2008 г., разговарях с много хора защо хората правят това, което правят. Защо много от нашите решения не са най-добрите решения, които бихме могли да приемем?

Разбира се, има цяла област на науката - поведенческата икономика, която се опитва да обясни нашите действия на психологическо и когнитивно ниво. Например, ако задавате въпроси на човек и след това минава през ваза с бонбони, той вероятно ще отнеме няколко, защото е уморен от отговорите и не може да устои.

Поведенческата икономика може да обясни някои неща, но не може да обясни процесите, които са в основата на вземането на решения, и до още по-малка степен - някои подсъзнателни моменти, които изобщо не контролираме. Забележете, когато осъзнаваме нещо, то често е резултат от несъзнателни процеси, които се случиха точно преди това. Така че, ако разберем как мозъчните клетки са организирани в една верига (практически компютърна схема, ако искате) и видяхте как информацията се разпространява чрез тези мрежи и промени, ще имаме много по-ясна представа за това защо мозъкът ни приема определени решения. Ако разберем това, може би можем да преодолеем някои ограничения и поне да разберем защо правим това, което правим.

Можете да си представите, че в най-далечното бъдеще (вероятно ще отнеме много десетилетия) ще можем да зададем наистина трудни въпроси за това, защо третираме определени неща по един или друг начин или защо мислим за себе си по определен начин - въпросите, които са в Зрителното поле на психологията и философията, но е толкова трудно да се получи отговор с помощта на законите на физиката.


Колко правилно да мислиш 3
© Конференция на TED / Flickr

- Е, ще продължа в същата посока. Как изследването на мозъка може да помогне да се отговори на въпроса "Защо съм тук?"

- Една от причините, поради които преминах от физика към изследване на мозъка, беше въпросът: "Защо знаем толкова много за света?" Странно е, че можем да разберем закона на универсалната гравитация или да разберем квантовата механика - поне до точката на създаване на компютри. Удивително е, че светът по някакъв начин е разбираем.

И се чудех: ако мозъкът ни разбира част от устройството на Вселената, но не разбира всичко друго и всичко, разбираемо за него, е достъпно заради законите на физиката, на които се основава и мозъкът, нещо се оказва като порочен кръг, нали? И се опитвам да разбера как да го счупя. Как да направим Вселената разбираема? Да предположим, че не разбираме нещо за Вселената, но ако знаем как работи човешкият ум и какви психически способности ни липсва, може би можем да създадем по-развит изкуствен интелект, който ще ни помогне да укрепим способността си да мислим. Тази концепция понякога наричам "мозъчен копроцесор" - нещо, което работи с мозъка и разширява нашето разбиране.

Все още имаме много въпроси за Вселената, нали? Айнщайн се опита да намери връзка между квантовата механика и гравитацията, но той не успя в този въпрос и до днес не е напълно ясно как да се реши тази дилема. Може би, за да разберем някои неща, трябва да увеличим нашите интелектуални способности. Какво ще стане, ако ги разширим? Разбира се, няма гаранции. Но може би научаваме повече за произхода на Вселената, за това какви сили са я повлияли в началото на съществуването и какво влияе сега.

- Последният въпрос по тази тема. Как изследването на мозъка ще помогне да се отговори на въпроса "Каква е моята личност?"

- Точно сега се опитваме да пресметнем структурата на мозъка. Трудно е да се види нещо в него. Самият мозък е достатъчно голям - човек тежи няколко килограма - но връзките между неврони, известни като синапси, са доста малки. Тук става въпрос за наномащаба. Ето защо, ако искате да видите как мозъчните клетки са свързани с мрежата, трябва да имате предвид синапси. Как може да се направи това? Разработихме специална техника. Ние взимаме място на мозъчната тъкан и въвеждаме в нея химикал, по-точно полимер, който по някакъв начин е много сходен с веществото в детските пелени. Това е полимер, който набъбва при добавяне на течност.

Ако го поставим в мозъка и добавим вода, тогава ще имаме възможността да преместим молекулите, които образуват мозъка един от друг, и тогава можем да погледнем малките връзки между клетките.

И така, ние разсъждаваме: ако вземем много малък мозък, например риба или червей, можем ли да го изучаваме в неговата цялост? Можем ли да представим цялата нервна система на точността на отделните джъмпери? Сега това е на нивото на идеята, все още няма необходимите технологии за внедряване, но ако можем да подобрим техническата част, можем да направим доста подробна карта на връзките в мозъка, според която всъщност можем да възпроизведем работата си с компютър. И това копие ще функционира по същия начин като мозъка на организма, който се превърна в основен източник?

Представете си, че имахме червей с 302 неврони и забелязахме около 6000 връзки между тях, както и молекули в кръстовището. Възможно ли е да симулирате действията на този червей? Тогава може би ще бъде възможно да се направи същото и с рибата, после с мишката и след това с човешкия мозък - всеки от тези мозъци е около хиляда пъти по-голям от предишния.

Ако се окаже, че е карта на човешкия мозък, веднага ще възникне въпросът: ако възпроизведете неговата дейност на компютър, ще бъдете ли вие все пак? Както беше отбелязано по-рано, нямаме точна или поне работна дефиниция на съзнанието, така че докато не можем да преценим това качество, просто гледайки нещо, все още не мога да дам отговор. Но това повдига интересен въпрос за характера на индивида.


"Ако разбрахме как мозъчните клетки са организирани в една верига и видяхме как се разпространява информацията през тези мрежи, може би бихме могли да разберем защо правим това, което правим"

- Преди около десет години написахте есе "Как да мисля". Оттогава имате ли някакви изменения или допълнения към тези правила?

"Написах това есе доста бързо, когато току-що стартирахме изследователски екип в Масачузетския технологичен институт и по-голямата част от времето прекарах в празна стая, чакайки оборудването да пристигне. Оттогава, благодарение на опита, се научих как най-ефективно да следя тези правила. Например, правило № 3 гласи: "Работете в обратната посока, като започнете от целта си". От този момент осъзнах, че ако работите от проблема, който трябва да решите и срещнете хора, които имат някои умения и започват от възможностите си, тогава ще бъде много лесно за вас да работите заедно, защото всички страни в това се интересува. Собствениците на умения искат да имат по-голямо влияние и да решават проблеми, а хората, които определят цели, искат да получат нови инструменти за решаване на тези проблеми. Следователно правило номер 3 "Работете в обратната посока, като започнете от целта си" естествено води до правило номер 6 - "Сътрудничество".

Аз също се научих да анализирам естеството на проблемите. Тази година направих кратка лекция на Световния икономически форум в Давос. Тя се нарича " Рецепти за готвене ", тя говори за това как да се научим да се впускаме по-дълбоко в проблемите и да правим възможно решаването им. Това беше нещо като "Как да мисля 2.0", но под формата на видео.

- Какви книги повлияха най-вече на интелектуалното ви развитие?


Време, любов, памет
Време, Любов, Памет / Време, Любов, Памет

- Един от тях е "Времето, любовта, паметта" на Джонатан Вайнер. Тя говори за онези времена, когато хората започнаха да свързват гени с поведенчески характеристики. Авторът започва с зората на ерата на генетиката - когато хората са решили, че рентгеновите лъчи променят гените - и завършва модерно, когато учените разберат кои гени са отговорни, например, за нашето чувство за време или способност да си спомним. Харесва ми тази книга, защото показва науката в движение - не като учебник, "пред вас фактите от седмо до четиридесет и осми, помнете ги" - показва тези, които страдат от несигурността на хората, които преодоляват всякакви трудности, и това е много вълнуващо. Четох го всяка година, но това ме повлия много.

Втората книга се нарича "Медитация на науката". Тя говори за Макс Делрюк, физик, който също промени своята област на дейност в биологията. Той е допринесъл много за откриването на структурата на гените и е насърчил началото на нова ера на молекулярната биология. Книгата разказва много за неговите възгледи, за това как той мисли за прехода си от физиката към биологията. Тази книга също имаше голямо влияние върху моя живот, защото често се замислям как да изследвам сложни системи като мозъка, как да разбера реалното състояние на нещата, как да се отървем от приближенията и да не спираме наполовина.

- Споменахте, че винаги си вземате бележки. Каква е тази система?

- Когато говоря с някого, поставих лист на масата и си спомних разговора. В крайна сметка правя снимки по телефона и давам на слушателя ми съобщение. Всеки месец разглеждам всички тези резюмета и ги маркирам с помощта на ключови думи. Има две причини за това. Първо, откакто разговоря отново, ми помага да си спомня. На второ място, откакто взимах ключови думи, е лесно да се намери. Вече съм направил десетки хиляди такива резюмета.

- Работата ви предполага, че прекарвате много време в мислене. Как да постигнем максималния резултат?

- Има три точки - от прагматичен до абстрактен. Бях много рано от много време. Опитвам се да се изправя в 4-5 часа сутринта, много по-рано от другите служители на лабораторията. Благодарение на това имам няколко часа мълчание да мисля и да не се разсейва от нищо. Струва ми се, че това е важно.

На второ място, много добри идеи са наистина лоши, защото веднъж, когато звучат толкова добре, всички те са мислели и се стремят да осъзнаят. Затова често мисля за неща, които на пръв поглед изглеждат лоши идеи, но изведнъж, ако ги погледнете от правилния ъгъл, те ще се окажат добри? Прекарвам много време, опитвайки се да се доближа до идеи от различни ъгли.

Преди десетилетия астрономът Фриц Звики създал много теории, които днес са сред най-важните в астрофизиката. Най-подходящата от настоящите идеи, като тъмната материя, която изложи през 30-те години. Как Чуки направи това? Той просто разгледа всички възможни варианти. Звики нарича метода си "морфологичен анализ", но ми се струва, че това не е да се произнася, така че го наричам "схема на мозайката". По време на моето изказване в Световния икономически форум говорих за това как да се вземат предвид всички възможни начини за създаване на енергийна система: енергията може да бъде възобновяема и невъзобновяема, възобновяемата енергия може да е слънчева и неразрешима и ако продължавате да разделяте категориите в повече и повече малки, можете да мислите за почти всички съществуващи идеи. Така че често практикувам метода Zwicky.

И накрая - и тази точка е още по-абстрактна - вярвам в случайни открития. Прекарвам много време в разглеждане на обобщения на стари разговори. Много от тях са за идеи, които не успяха, проектите не успяха. Но знаеш ли какво? Преди пет години, но сега компютрите са по-бързи, се появи нова информация, светът се промени. Следователно можем да рестартираме проекта.

Много от нашите инициативи стават доста успешни само с втория или третия опит. Важна част от моята работа е да запомните провалите и да рестартирате неуспешните проекти, когато дойде времето.

- Вие получихте основните си награди за развитието на оптогенетиката. Защо стана толкова важно постижение?

"Когато говорим за оптогенетика, трябва да помните, че опто означава светлина, а генетиката означава, че използваме гени, които вършат цялата работа. Въвеждате ген, който според принципа на действие прилича на малка слънчева батерия - всъщност тя е молекула, която превръща светлината в електричество. Ето защо, ако го включите в неврон и директна светлина към него, можете да контролирате дейността на неврона.

Защо това е важно? През последните сто години на изучаване на неврологията много хора се опитват да контролират невроните, като използват всички възможни технологии: фармакология (лекарства), електрически импулси и т.н. Но нито един от тях не гарантира точност. При оптогенетиката можем да насочим светлината към една клетка или няколко клетки и да включим или изключим тези клетки.

Така че защо е важно това? Ако можете да активирате клетките, тогава можете да разберете какво са отговорни за тях. Може би за чувство, решение или ход. Изключвайки ги, разбирате каква е тяхната функция: може би "изключвате" определени клетки и човек ще загуби известна памет.


Как да мислим 1
© Конференция на TED / Flickr

- Оптигенетиката сега се използва за изследване на мозъка в лаборатории по целия свят. Какви са най-интересните и обещаващи области, свързани с него, които разпределяте?

- Някои изследователи провеждат доста философски предизвикателни експерименти. Например група учени от Института по технологии в Калифорния откри малка част от клетките дълбоко в дълбините на мозъка. Ако ги активирате със светлина, например при мишки (много хора работят с тях), тогава животните ще станат агресивни, дори жестоки. Те ще атакуват всяко създание или обект в непосредствена близост, дори и някои случайни неща като ръкавици. Това е много интересно, защото сега можете да задавате въпроси от поредицата "Какво се случва, когато раздразните тези клетки? Движещият екип изпраща ли го на мускулите? С други думи, мишката се придвижва към атака? Или е в екип за връзка? То есть мышь боится и атакует в целях самозащиты?». Вы можете задавать действительно важные вопросы о значении эксперимента, когда участок мозга вызывает такую сложную реакцию, как агрессия или жестокость.

Есть целый ряд исследователей, которые работают над активацией или заглушением нервной деятельности в разных частях мозга для достижения медицинских целей. Например, группа ученых, которая показала на мышах, страдающих эпилепсией, что можно «выключать» судороги, воздействуя на определенные клетки. Есть другие группы, которые изучали мышей с болезнью Паркинсона и смогли избавить животных от симптомов этого заболевания.

Ученые много интересного открывают и в фундаментальных науках. Мой коллега по MIT Судзуми Тонегава и его группа исследователей сделали кое-что очень хитрое: они так «запрограммировали» мышей, что нейроны, которые отвечают за память, стали активироваться с помощью света. Они выяснили, что если реактивировать эти нейроны с помощью светового импульса, то мышь будет вести себя так, как будто заново переживает какое-то воспоминание. Таким образом, можно определить группы клеток, которые заставляют воспоминание всплыть в памяти. С тех пор исследователи проводят всевозможные эксперименты — например, они могут активировать счастливое воспоминание, и мышь почувствует себя лучше, даже если она больна. И список можно продолжать и продолжать.

«Многие из наших начинаний становятся вполне успешными только со второй или третьей попытки»

— Есть ли у вас какие-то новые мысли по поводу того, как сделать жизнь лучше?

— Я понял, что если я правда хочу, чтобы технологии работы с мозгом применялись по всему миру, то я должен этому содействовать как предприниматель, то есть основать бизнес и помочь этим изобретениям выйти за рамки академических кругов. Моя лаборатория и раньше сотрудничала с различными компаниями, но в этом году я сам участвую в запуске трех. Надеюсь, мы сможем разобраться, каким образом эти технологии могут помочь людям. Я понял, что не хочу просто публиковать научные работы; я хочу, чтобы эти технологии использовались в реальной жизни.

— Одна из этих компаний занимается технологией расширения возможностей мозга, не так ли?

—Именно. Мы основали небольшую компанию под названием Expansion Technologies, ее цель — рассказать миру об этих теориях расширения возможностей. Конечно, люди могут самостоятельно изучить наши публикации на эту тему, но если мы сможем нести свои идеи в массы, то многие научные и медицинские проблемы будет гораздо проще решить.

Сразу скажу, что все данные по исследованиям можно найти онлайн, мы открыто делимся всей информацией. Мы обучили, наверное, более сотни групп исследователей. При желании каждый может сам провести аналогичное микроскопическое изыскание. Но в отличие от оптогенетики, где всегда можно обратиться в какую-нибудь некоммерческую организацию, чтобы получить ДНК бесплатно или за деньги, эти исследования требуют наличия химикатов, поэтому компания, которая изготавливает наборы необходимых реактивов, доступных любому, экономит время.

Мы просто всегда пытаемся увеличить позитивное воздействие на мир. Мы часто начинаем проект с размышлений: «От какой проблемы страдают тысячи исследователей, компаний и университетов?» И потом стараемся создать инструмент, который мог бы им помочь. Поэтому если мы преуспеем, то (практически по определению) нет никакого смысла хранить это в секрете и держать при себе. Мы просто стараемся поделиться нашими инструментами с как можно большим количеством людей.

Вижте също:

Хотите тренировать свой мозг? Забудьте о приложениях, играйте на музыкальных инструментах

Качаем мозг: как с помощью специальных упражнений тренировать осознанность и влиять на нейроны

10-те най-популярни лекции на TED от 2016 г.

Лучшие лекции TED о мозге на русском

Получете най-скорошните публикации във входящата поща

Сайтът може да съдържа съдържание, което не е предназначено за лица под 18-годишна възраст.