Az agy segít eligazodni a világban, de egyben navigációs rendszerként is funkcionál. Ez a véleménye Prof. Christian Doeller idegtudósnak, aki nemrég kapott 2,5 millió eurós Leibniz-díjat kutatásaiért.
Dr. Christian Doeller professzor pszichológus, a Max Planck Humán Kognitív és Agytudományi Intézet munkatársa lipcsei hallgatókat kér számítógépes játékokkal egy szkennerben, hogy megvizsgálják agyuk működését. A tesztalanyok billentyűzetet tartanak a navigáláshoz vagy a döntéshozatalhoz.
A Doellerlab idegtudósa és csapatai konkrétan egy dolgot szeretnének megtudni: melyek az agy legfontosabb kódolási elvei, amelyek lehetővé teszik az emberi gondolkodást?
Doeller így írja le azt a számítógépes játékot, amelyet a tesztalanyok a szkenner hátsó falán látnak: „Ők például taxisok, és el kell vinniük egy embert A-ból B-be. És miközben ezt a feladatot végzik, mérik az agy kódolási elveit. És miközben elvégzik ezt a feladatot, párhuzamosan mérjük az agyi aktivitásukat.”
Amíg a tesztalanyok a virtuális városon keresztül hajtanak, agyuk navigációs rendszerként működik. „Azok a tesztalanyok, akik nagy navigációs teljesítménnyel rendelkeznek, vagyis akik 10 virtuális útból 10-et helyesen navigálnak a virtuális városon keresztül, és mindig megtalálják a legrövidebb utat, azok rendelkeznek a legmagasabb aktivitással.”
Az agy mint navigációs rendszer vagy egy jegyzetdoboz
Doeller professzor szerint az agyban a navigációt segítő rendszerek a memóriát, a tanulást és a tudást is úgy szervezik, mint egy navigációs rendszer. „Ha emlékszel az iskolai időkre: az indexkártyákat térben is rendezték a kifejezések rendezésére. A tér fantasztikus médium az egymáshoz közeli vagy távoli dolgok megjelenítéséhez hasonlóság és különbözőség alapján.”
Niklas Luhmann szociológus egyszer azt mondta, hogy a doboz, amelyben 90 000 kézzel írt jegyzetét rendezte, az agyát tükrözi. Luhmann jegyzetdobozát ma is elemzik a Bielefeldi Egyetemen.
Doeller idegtudós szerint az agy navigációs rendszere felelős az információk memorizálásáért. „Ez azt jelenti, hogy amikor egy térbeli stratégiát használ az információk rendezésére, újságcikkeket tesz az asztalára, stb., ez a navigációs rendszer minden bizonnyal aktív.”
A pszichológus jóval a navigációs rendszer tanulmányozása előtt 2010-ben érte el első nagyobb kutatási sikerét az úgynevezett grid cellák bemutatásával. Míg a rácssejtek elvét rágcsálókon már kimutatták, Doeller és munkatársai tanulmányt publikáltak a folyóiratban. Természet funkcionális mágneses rezonancia képalkotó (fMRI) jel detektálása, amely tükrözi a kísérleti alany helyzetét a virtuális valóság környezetben, és megfelel a rácscellák kódolásának kritériumainak.
A tanulmány azt sugallta, hogy az emberek a pozíciót és a térérzékelést a rágcsálókhoz nagyon hasonló módon reprezentálják.
Eközben a patkányok és az egerek is szembesülnek a virtuális valósággal, és forgó golyókra vagy gömbökre vannak kötve, ahogy Doeller elmagyarázza.
„Nagy jövőnk, jelenlegi, de egyben hosszú távú kutatási kérdésünk is az, hogy ez az agyi navigációs rendszer nemcsak az A-ból B-be való eligazodás szempontjából releváns egy városban, hanem más kognitív feladatok elvégzésében is. Például fogalmak tanulása, új ismeretek felépítése.”
Doeller professzor és csapata azt szeretné kideríteni, hogy más kognitív funkciók – mint például a cselekvésvezérlés, a döntéshozatal és az új fogalmi ismeretek megszerzése – mennyiben magyarázhatók navigációs rendszerre vonatkozó hipotézisük alapelveivel.
2,5 millió euró új projektekre a Leibniz-díjnak köszönhetően
A modern képalkotó technikák, például a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) és a magnetoencephalográfia (MEG) segítségével Dr. Christian Doeller döntő betekintést nyert az agyba. Most 2,5 millió eurós Gottfried Wilhelm Leibniz-díjjal tüntették ki.
Ezzel a lenyűgöző összeggel Doeller professzor most bonyolultabb kutatásokat folytathat, amelyeket különösen izgalmasnak talál. A kutató azt szeretné vizsgálni, hogy az agy hogyan dolgozza fel a társas interakciót két tesztalany megfigyelésével egy közös kognitív tanulási folyamatban.
„Technikailag nagyon bonyolult, mert a két tesztalany egy interaktív feladatot old meg. És persze a két szkenner szinkronizálása is bonyolult, miközben a két tesztalany ebben a vizsgálatban mindkét szkennerben egyszerre látja el a kognitív feladatot” – magyarázza az idegtudós.
A Max Planck Humán Kognitív és Agytudományi Intézet klinikai vizsgálatokkal is foglalkozik, például az Alzheimer-kór korai stádiumaival vagy a Long Covid-ban szenvedő betegekkel. E tanulmányok eredményeit még nem tették közzé.
