Arhiv | november, 2014

Združena zaznava – ali se lahko priučimo sinestezije?

30 Nov

Letos poleti sem vodila po gostujoči razstavi o možganih , ki jo je gostilo Gospodarsko razstavišče v Ljubljani. Obiskovalke in obiskovalci so lahko ob obisku spoznavali naše možgane in različne kognitivne procese. Če so se odločili za vodstvo, smo se vodnice in vodniki trudili prikazati možgane karseda zanimive in jih približati širšemu občinstvu. Kot vodnica sem bila najbolj vesela, ko sem od obiskovalk ali obiskovalcev prejela kakšno vprašanje. Skupine so si bile zelo različne; pri nekaterih sem v predvidenem času s težavo dokončala predstavitev celotne razstave, saj so toliko spraševali, z drugimi smo prišli do konca razstave pred koncem predvidenega časa ogleda. Zanimivo: čez poletje se je večkrat ponovilo le eno vprašanje, in sicer: “Ali se lahko priučimo sinestezije?”

Razstava se je začela s predstavitvijo čutil. Zadnji razstavni pano v tem sklopu je omenjal tudi nenavadno zaznavanje nekaterih ljudi, ki ob tem, ko vidijo številko, vidijo tudi njeno barvo. Za nekatere ljudi ima vsako število ali pa vsaka črka svojo barvo; tudi vsaka beseda lahko ima barvo ali pa so različni toni različno obarvani. Poznamo tudi mešanje vonjav in barv ali zvokov in okusov. Sinestezija je stanje, ko pride do mešanja različnih čutilnih ali senzornih informacij. Beseda sinestezija izvira iz grščine, syn pomeni skupno ali združeno, aisthesis prevedemo kot zaznava. Pri večini sinestezij pride do povečane komunikacije med regijami možganov, ki so odgovorne za različna čutilna zaznavanja. Tako pride do sočasne aktivnosti regije za barve in prepoznavanje črk. Tako nekateri ljudje lahko vidijo številke v barvah, vonjajo besede, vidijo zvok …

Sinestezijo je prvi opisal Gustav Fechner leta 1812, ki jo je opisal kot barvno slišanje (colored hearing). Ker ljudje sinestezije v glavnem ne poznajo, nekateri sinestetiki sploh ne vedo, da je njihovo zaznavanje sveta drugačno. Sicer pa, ali ni subjektivno zaznavanje vseh posameznic in posameznikov različno? Ocene tako segajo med enim primerom sinestezije na dva tisoč ljudi do enega primera med triindvajsetimi ljudmi.

Ne vemo, kaj natančno vodi v nastanek sinestezije. Morda se odgovor skriva v genih ali pa v okolju iz otroštva. Najverjetneje gre za preplet obojega. Ameriška raziskovalca Nathan Witthoft in Jonathan Winawer z univerze v Stanfordu sta pri skupini trinajstih sinestetinj in sinestetov, ki so sodelovale/i v raziskavi, odkrila, da so črke videli v enakih barvah, kot so bile obarvane magnetne črke, ki so jih imeli doma na hladilnikih v otroštvu. Tako skleneta, da je bilo okolje v času razvoja ključno za pojav grafenske barvne sinestezije ali znakovno barvne sinestezije. Verjetno je imelo zanimanje za barvne črke na hladilniku v otroštvu tudi prste vmes pri razvoju sinestezije.

Poznamo pa nekatere mehanizme delovanja sinestezije. Omenila sem še povečano komunikacijo med različnimi regijami možganov. Sinestezijo lahko doživljamo tudi s pomočjo drog ali ob nekaterih poškodbah možganov. Znanstvenice in znanstveniki tovrstno sinestezijo pojasnjujejo na ravni povratnih zank. Nekatere droge zmanjšajo signale, ki sicer zavirajo, obstoječe signale v povratnih zankah. To vodi do povečane komunikacije med različnimi regijami možgan. Poznavalke in poznavalci poročajo, da naj bi bilo več sinestezije med otroci in med dekleti. Ali morda obstaja možnost, da bi se tudi ostali priučili sinestezije?

(vir)

(vir)

Nekatere raziskave kažejo, da je to mogoče. Skupina raziskovalk in raziskovalcev z Univerze v Amsterdamu pod vodstvom Olympie Colizoli je v znanstveni reviji Plos One objavila članek o psevdo-sinesteziji (navidezna sinestezija), ki so jo pri preiskovankah in preiskovancih sprožili z branjem knjig z obarvanimi črkami. V raziskavi so želeli sprožiti zaznavanje znakovno barvne sinestezije, ki je najpogostejša oblika sinestezije. Pri tej obliki sinestezije zaznavajo sinestetinje in sinesteti črke in števila skupaj z barvami. Vsaka črka ali številka ima zanje svojo barvo. Znanstvenice in znanstveniki so tako sedemnajstim udeleženkam in udeležencem dali v branje knjige, v katerih so bile črke a, e, s in t obarvane rdeče, zeleno, oranžno in modro. Barvo določene črke so preiskovanke ali preiskovanci izbrali sami. Tako so dobili v branje 100 tisoč besed dolgo besedilo z obravanimi črkami.

Že ob polovici prebranega barvnega čtiva so izmerili pojav psevdosinestezije. Za preizkus so raziskovalke in raziskovalci predelali standardiziran Stroopov test. Stroopov test je test, pri katerem moramo prepoznati barvo, v kateri je zapisana beseda, od same besede za barvo. Torej: ko vidimo napisano “rdeče”, napisano z zeleno barvo, moramo reči “zeleno” in ne “rdeče”. Zanemariti moramo signal, ki nam ga dajo črke, zapisane v besedo napačne barve. Pri eksperimentu so morale udeleženke in udeleženci povedati barvo, v kateri so zapisane črke a, e, s in t. Za kontrolo so uporabili še ostale črke abecede. Rezultati so pokazali, da je branje barvnih besedil sprožilo zaznavanje določenih črk kot obarvanih. Preiskovanke in preiskovanci so tako na primer videli a v modri barvi, a so hitro izstrelili rdeča, saj so rdeč a videli med branjem obarvanih besedil. Prišlo je do pojava navidezne sinestezije. A učinek se po raziskavi ni obdržal. Branje barvne literature je imelo le kratkotrajen vpliv.

To ni zaustavilo raziskovalk in raziskovalcev. Tako so nedavno poročali, da se je sinestezije le mogoče naučiti. Znanstvenice in znanstveniki z Univerze v Sussexu poročajo o tem, da se lahko priučimo sinestetičnega doživljanja z urjenjem. Sodelujoče v raziskavi je čakalo devet tednov urjenja. Petkrat na teden so pol ure izpolnjevali naloge, s katerimi so se urili v pomnenju in povezovanju trinajstih črk s povezanimi barvami. Poleg tega so dobili domačo nalogo: brati so morali besedila z obarvanimi črkami. Izbrane črke so bile v enakih barvah kot tiste, s katerimi so se spoznavali med ‘urjenjem sinestezije’. (Če te zanima kaj več o urjenju, je tukaj uporabna povezava.)

Po dobrih dveh mesecih so udeleženke in udeleženci uspešno opravili preizkus sinestezije: črke so povezali z barvami. Vpliv urjenja je bil viden že po petih tednih. Toda, podobno kot v raziskavi Univerze v Amsterdamu, se sinestezija po treh mesecih ni obdržala, saj so udeleženke in udeleženci raziskave začeli ponovno brati črno-bela besedila. In je bilo vso urjenje zaman.

Upam, da se raziskovalke in raziskovalci vseeno ne bodo predali in bodo še naprej raziskovale in raziskovali ta zanimiv pojav mešanja čutnih zaznav.

Odgovor na vprašanje z začetka tega besedila, ali se sinestezije lahko priučimo, ni preprost. Lahko se priučimo navidezne sinestezije in za hip stopimo v svet sinestetinj in sinestetov, a da bi to doživljanje in zaznavanje ohranili, bi morali verjetno ‘vaditi sinestezijo’ celotno življenje. Kaj bi nas šele čakalo, če bi si zaželeli vonjati zvoke ali barve?

To je to!
Z

*Če te zanima še kaj več o sinesteziji, lahko prisluhneš prispevku Radia Študent.

Advertisements

Izumi ali zakaj potreba po njih ne vodi nujno do izumov

24 Nov

Arhimed naj bi pred dva tisoč tristo leti v kadi doživel trenutek, ko je lahko izustil »Eureka!« Slavni grški matematik, fizik, izumitelj in še kaj, kar bi se našlo v njegovem življenjepisu, je dobil nalogo, naj ugotovi, ali je vladarjeva krona narejena iz pravega zlata ali je vmes primešano tudi srebro. Ker takrat še niso poznali merilnih naprav, ki jih uporabljamo danes, se je moral Arhimed domisliti rešitve. Vedel je, da je teža zmesi in čistega zlata različna. S to mislijo se je nekega dne odšel nič hudega sluteč namočit v kad, in ko se je spravil vanjo, se je vodna gladina malo dvignila, nekaj vode pa je plusknilo izven vodnega soda. Arhimed pa je zavriskal: “Eureka!” Kot pravi legenda, naj bi izumitelj gol in ves vzhičen tekal po mestu. Ugotovil je, da lahko tako izmeri volumen kakršnega koli telesa, tudi vladarjeve krone. Pri tem naj bi imela enako težka zlata krona manjši volumen, krona iz zmesi zlata in srebra pa bi imela večjo prostornino, tako da bi se vodna gladina ob tem malo bolj dvignila. Ali vse te zgodbe o Arhimedovemu trenutku »Eureka« resnične, ne vemo. Prve zapise zgodbe o nenadnem izumiteljskem preblisku najdemo šele nekaj stoletij kasneje v zapisih rimskega pisca Vitruvija. Poleg tega je predlagana metoda za izmero kron pri tako majhnih razlikah zelo zahtevna.

Zgodba o Arhimedu ima skupno poanto z anekdoto o Newtonu in jabolku, podobne primere pa najdemo še v marsikateri drugi naključni zgodbi iz sveta izumov in znanosti. V vseh zgodbah se pojavlja podoben ali celo enak vzorec. Znanstveniki in znanstvenice so prišli do pomembnih odkritij, ko niso bili nujno pod pritiski in obvezami o nujnosti novih odkritij. Zgodilo se je po tem, ko so vložili ogromno časa v raziskovanje in opazovanje, kar je vodilo do odkritij in izumov. A brez predhodnega znanja in poznavanja se to ne bi zgodilo.

Tudi pri drugih primatih lahko odkrijemo podobno pravilo: nujnost in pritisk ne vodita do izumov. Kathelijne Koops in druge/i ugotavljajo v objavi ‘Ekologija materialne kulture primatov’ (‘The ecology of primate material culture’), da šimpanzi, orangutani in bradate kapucinke razvijajo različne načine uporabe orodij za pridobivanje hrane v obdobjih, ko je imajo dovolj in jim je obenem omogočen dostop do raznolike prehrane, predvsem do težko dostopne hrane visoke kalorične vrednosti. Tako na primer začnejo raziskovati, kako bi se prebili do medu ali oreščkov. Tovrstne pogoje so avtorice in avtor opisali kot ekološke priložnosti, ki vodijo v uporabo raznolikega okolja. Vsekakor to ni bilo okolje, kjer bi hrane primanjkovalo in bi bili zato novi načini pridobivanja hrane nujni.

Raziskovalke in raziskovalci opisujejo uporabo in izume različnih orodij kot geografske variacije vedenja. Ob tem se trudijo izključiti genetske in ekološke vplive na pojav določenega vedenja, povezanega z uporabo orodij. Vedenje, če naj postane del kulture, se mora prenašati skozi generacije. Avtorici in avtor članka trdijo, da raziskovalke in raziskovalci z ograditvijo od vpliva okolja in s spremljanjem socialno prenosljivega vedenja izgubijo pomemben dejavnik, to je okolje, ki na samem začetku sploh vodi do nastanka ali izuma določenega vedenja. Tako glede na že izvedene raziskave sklepajo, da vodijo do izumov priložnosti v okolju in ne nujnosti, ko na primer živalim na primer primankuje prehrane.

V članku predstavijo model nastanka materialne kulture primatov, ki združuje kognicijo, družbenost in okolje. Okolje ponuja priložnosti za razvoj orodij; na podlagi družbenega vedenja se ta znanja prenašajo med generacijami, kognicija pa lahko skupaj z okoljsko priložnostjo vodi do izuma. Seveda pa tudi kognicija temelji na individualnem in socialnem učenju posameznika.

Med primati vodi do izumov orodij zapleteni preplet kognicije, socialnosti in okolja. Z orodji pridejo do medu ali oreščkov, ki so otipljive nagrade za izume. Do izumov pride pogosteje takrat, ko so siti in lahko »raziskujejo« ter doživljajo prebliske »Eureka«.

To je to!
Z

Konformnost ali zakaj vse hipsterke in hipsterji izgledajo enako

11 Nov

Francoski matematični nevroznanstvenik Jonathan Touboul je v ArXivu objavil matematičen model razumevanja, zakaj so vse hipsterke in hipsterji enaki. Glede na Touboulove izračune, pride do podobnosti med njimi, ker hipsterke in hipsterji nimajo dovolj časa, da bi ugotovili, ali se pogovorili, kako drugačna bo ena od druge oz. drugačen bo en hipster od drugega hipsterja. Po eni strani se to dogaja med osrednjo populacijo (mainstream), a na drugi strani se med drugačneži ali hipsterkami in hipsterji pojavi podoben trend. Zanimivo je, da je model predvidel naključnost videza zgolj, če bi bili populaciji osrednježev (mainstream) in hipsterjev izenačeni po številu. Pri tem bi prišlo do naključnih in zelo raznolikih trendov. Takoj, ko neka populacija začne prevladovati, postanejo predstavnice in predstavniki manjšine bolj podobne/i med seboj. Touboul je s svojim modelom ugotovil, da sta ključni informaciji, ki omogoča razvoj neke težnje za svoj obstoj, zakasnitev informacije in prostorska razdalja. Po modelu do sinhronizacije ne pride, če so ljudje preveč blizu skupaj, a tudi takrat, kadar so preveč oddaljeni med seboj. Z modelom so torej ugotovili, da “v nasprotju s sodelovalnim sistemom, sprejemajo populacije pozameznikov odločitve v nasprotju z glavnino, pri tem pa gredo skozi fazno tranzicijo k oscilatornemu sinhroniziranemu stanju, če pri tem jemljemo v zakup komunikacijske zakasnitve znotraj skupine teh posameznikov.”

indy-hipster

To je zelo zanimiv pogled na vedenje množic, a morda obstaja tudi preprostejša razlaga konformnega vedenja. Morda pa vse skupaj izhaja tudi iz želje po pripadnosti neki skupini, s katero imaš ali oblikuješ skupne vrednote. Ali pa se resnični razlogi, zakaj so hipstrke in hipsterji enaki, skrivajo kje povsem drugje…

Konformnost najbolje opisuje eksperiment Solomona Ascha iz leta 1951. Asch je pripravil nalogo primerjanja dolžine črt. Na sliki so si udeleženci (vsi so bili moški) najprej ogledali eno črto poljubne dolžine, zatem so si na naslednji sliki ogledali tri črte različnih dolžin: A, B in C. Naloga udeležencev je bila, da naj izberejo enako črto, kot so jo videli na prvi sliki. Asch je udeležence razdelil na dve skupini. V kontrolni skupini so se udeleženci odločali sami in so zaupali svojim odločitvam, prav tako niso imeli nikakršne zunanje skupinske informacije. V drugi skupini so dobili udeleženci pravilen ali nepravilen odgovor skupine sedmih ljudi, ki jih bom v nadaljevanju imenovala zaupniki. Udeleženec je moral rešiti 18 primerov. Pri vseh so mu “pomagali” zaupniki, pri tem pa so v dvanajstih od osemnajstih primerov zaupniki izbrali nepravilen odgovor. Udeleženca so torej zavajali. Razlika v številu napak med kontrolno in konformirano skupino je bila velika. V kontrolni skupini je bila raven napak 1 %, medtem ko se je kar tri četrtine udeležencev, ki so dobili odgovore zaupnikov, torej so bili podvrženi konformnosti, zmotilo vsaj enkrat.

Slike črt iz Aschevega eksperimenta (vir)

Slike črt iz Aschevega eksperimenta (vir)

Verjetno lahko iz lastne izkušnje ugotovite, da svojemu znanju marsikdaj ne zaupamo, zaupamo pa družbi ali se ravnamo po nekih skupnih, družbenih dražljajih. Težko je biti črna ovca. Konformnost je le ena izmed lastnosti človeške socialne kognicije. Morda ima tudi pomen pri tem, da največji antikonformisti postanejo konformisti znotraj svoje skupine. Tako hipsterke in hipsterji, če sploh še obstajajo, sledijo svojim zamislim o drugačnosti tako, da na koncu postanejo vsi enaki.

To je to!
Z

Mali prijatelji

6 Nov

S šimpanzi in ostalimi človeku podobnimi opicami imamo prav gotovo zadnje skupne prednike, a očem skriti mikrosvet našega črevesnega mikrobioma (mikrobiote) se je v tem času zelo spremenil. Na in v človeškem telesu najdemo 100 trilijonov različnih mikroorganizmov, od virusov in bakterij, vse do arhej in enoceličnih evkariontov ter gliv. Kar je zagotovo več od števila človeških celic posameznega osebka. Človeško telo je pravi mikrosafari; vso nenavadnost človeškega mikrobioma je krasno opisal znanstveni komunikator Ed Yong v prispevku za New York Times: “Zdrav” mikrobiom ne obstaja. Danes se bom posvetila črevesnemu mikrobiomu naših najbližjih sorodnikov in nas samih.

Skupina raziskovalk in raziskovalcev z različnih področij biologije se je namenila raziskati mikrobiom goril, bonobov, šimpanzev in ljudi. Predstavnicam in predstavnikom človeku podobnih opic so sledili po gozdovih Kameruna, Tanzanije in Demokratične republike Kongo ter za njimi pobirali vzorce izločkov. Pridobili pa so tudi človeške vzorce z različnih koncev sveta. Vse vzorce so zatem obdelali in analizirali genetski material, pridobljen iz iztrebkov, s čimer so določili sestavo mikrobioma vseh štirih primatov. Izkazalo se je, da je naše črevo najbolj dolgočasno in neraznoliko. Podatki namigujejo, da naj bi se po ločitvi od šimpanzov diverziteta ali bogatost našega mikrobioma zmanjšala.

Razlike so odkrili tudi med mikrobiomi goril in obeh vrst šimpanzev, a so razlike take, kot bi jih pričakovali glede na čas, ki je pretekel od takrat, ko sta vrsti imeli zadnjega skupnega prednika, in glede na okolje, v katerem živita. Pri ljudeh pa je prišlo do pospešenega spreminjanja, ki ga v običajnem počasnem razvoju vrste ne bi pričakovali. A, ljudje smo spremenili našo prehrano: jemo več mesa kot naši najbližji sorodniki; večinoma jemo prekuhano zelenjavo, meso in ostalo hrano. Vse to je pustilo sledi na in v našem telesu. Za vrste v črevesnem mikrobiomu to pomeni, da so izgubile živahno raznolikost in nekaj deset prijateljev iz drugih rodov bakterij. To nekateri povezujejo tudi z različnimi boleznimi. Tako znanstvenice in znanstveniki, ki so opravili raziskavo, sklepajo, da je tovrstno odkritje lahko pomembeno tudi za razumevanje človeških bolezni, kot so debelost, avtoimunske bolezni in gastrointestinalne težave.

Na drugi strani naj omenim še zanimivo metodo zdravljenja posebne okužbe z bakterijo Clostridium difficile. Če tvoje črevo napade ta zahrbtna bakterija in se v njem množično namnoži, začneš zelo hitro izločati vso zaužito hrano, veliko časa prebiješ na stranišču in poleg tega zelo hitro izgubljaš težo, ki jo zelo težko pridobiš nazaj, zato boš naredil/a vse, da se je znebiš. Pripravljen/a boš prejeti tudi bakterije iz izločkov drugega človeka.

Zdravnice in zdravniki so pred leti začeli opravljati prve presaditve črevesnih bakterij med ljudmi. Gre za transplantacijo fekalnih bakterij, ki jih izolirajo iz iztrebkov donorja ali donorke in jih s kolonoskopijo vsadijo v prejemnico ali prejemnika. Postopek žanje uspehe, a predvsem pri okuženih z bakterijo C. difficile.

Kljub temu si nekateri ljudje želijo zamenjati svoj mali svet črevesnih čudes. Nekateri hodijo po vzorce med ljudstva, ki se še vedno pretežno preživljajo z nabiralništvom in lovom. Takšno ljudstvo so na primer Hadze iz Tanzanije. Letos spomladi je bila objavljena raziskava, v kateri so primerjali vzorce črevesnega mikrobioma pripadnikov ljudstva Hadza z vzorci zahodnih populacij, bolj točno Italijanov in Italijank iz urbanega okolja. Ugotovili so, da je pestrost vrst črevesnega mikrobioma pri ljudeh iz zahodnega “urbaniziranega” sveta manjša. Poleg tega so v vzorcih ljudi iz industrializiranega sveta odkrili veliko število organizmov iz vrst Bifidobacterium (te dodajajo v številne probiotične jogurte), medtem ko jih pri ljudstvu Hadza ni zaslediti. Slednji imajo veliko število bakterij Treponema, ki jo sicer povezujemo tudi z nekaterimi človeškimi boleznimi, kot je na primer sindrom razdražljvega črevesja. A teh bolezni v populaciji ljudstva Hazda ne zasledimo. Zanimivo je tudi, da so odkrili, da obstaja opazna razlika med črevesnim mikrobiomom deklet in moških pri ljudstvu Hadza, do tega pride verjetno zaradi delitve dela in pri nabiranju, pobiranju in lovu. Ne glede na to, da si na koncu hrano pravično razdelijo, pa nabiralci in nabiralke ter lovke in lovci že med zbiranjem hrane kaj prigriznejo in pri presnovi te, pretežno rastlinske hrane, jim še kako prav pridejo raznolike vrste mikroorganizmov, ki se skrivajo v njihovih črevesjih.

Ko si misliš, da sama uživaš v filmu… (vir: Beatrice the Biologist)

Poleg navdušenk/cev nad mikrobiomom nabiralk in lovk si drugi/e želijo črevesnih mikroorganizmov suhih ljudi. Po mojem je metoda presaditve fekalnih mikroorganizmov primerna pri resnih boleznih in okužbah z groznimi patogeni. Razvajenke in razvajenci, ki pa stremijo k bolj “naravnemu” življenju ali kakšnemu kilogramu manj, naj le pomislijo, da vsak dan okoli prenašajo male črevesne prijatelje, ki si prav tako želijo zdrave in okusne prehrane. Nekaj svobode in izbire le imamo. Ko boš naslednič jedla ali jedel, imej v mislih te “nebogljene” mikroorganizme, ki nas iz dneva v dan spremljajo in nudijo podporo, tudi dobesedno, saj nam pomagajo razgraditi nekatere vrste hranil, ki jih dnevno zaužijemo, in pri tem dostavljajo še kako potrebno zalogo nutrientov, da naše telo lahko stoji in normalno deluje.

To je to!
Z