Neurobiologiste Ilya Martynov - sur les principaux mystères du cerveau.
Il y a beaucoup d'expériences montrant que lorsque l'on regarde / lit / pense à un objet et en contact direct avec lui, les mêmes parties du cerveau fonctionnent. Par exemple, la lecture du mot «café» active le cortex olfactif. Pourquoi cela arrive-t-il?
Selon Pavlov, la nature nous a donné l'opportunité de développer un deuxième système de signalisation. Cela s'appelle la parole. En général, pour penser à quelque chose, vous devez d'abord le nommer, trouver / prendre un mot. Afin de formuler une pensée, vous devez combiner des mots.
Notre cerveau est divisé en un grand nombre de domaines fonctionnels, mais ils fonctionnent tous comme un seul système. Nous avons des zones primaires du cortex qui ne perçoivent qu'un seul type d'information, par exemple une image visuelle. Il existe des domaines secondaires et tertiaires qui généralisent les stimuli. Les régions tertiaires sont également appelées associatives - les signaux des régions primaires et secondaires sont mélangés à l'intérieur (association).
Ilya Martynov.
Depuis l'enfance, les parents encodaient des informations avec des mots, nous avons appris à comparer l'image avec eux. Par exemple, ils nous montrent un jouet et l'appellent («ceci est une voiture»). Dans les régions occipitales du cortex (perception de la vision), les cellules sont activées pour reconnaître l'image du jouet. Dans les zones temporelles du cortex (perception auditive), il existe des cellules qui répondent à un stimulus sonore (dans notre cas, le nom d'un jouet). Dans les zones associatives, différents paramètres du stimulus sont comparés, on obtient ainsi une image générale de la machine, correspondant à une certaine apparence, des sensations tactiles de celle-ci, le mot «machine», son son, etc. Dans ce cas, même un neurone «de la parole» est formé.
Il s'avère que le cerveau enregistre l'expérience de la vie à travers des associations?
En fait, le cerveau apprend en fonction du type de complexes réflexes conditionnés complexes. Les carottes sont orange. Bunny - avec deux oreilles. Plus il y a de répétitions associées, plus le réseau de cellules connectées dans le cerveau se forme. C'est-à-dire que plus votre mère vous a dit: «Regardez, c'est une carotte, c'est orange», plus elle s'est installée fortement dans le cerveau au niveau des connexions synaptiques. Fait intéressant, toute expérience dans un certain sens «soude» nos connexions dans le cerveau. Le cerveau est très plastique et, comme l'argile molle, s'adapte à l'environnement (laissant ses empreintes sur lui-même). Même en lisant ce texte, vous reconstruisez les connexions entre les cellules cérébrales.
Vidéo promotionelle:
Pourquoi ne sentons-nous pas vraiment le café quand nous voyons le mot «café»?
Les régions associatives collectent des informations à partir de différentes parties du cerveau. C'est pourquoi le dessin d'une tasse de café ou le mot «café» lui-même est associé à un arôme particulier. Vous ne sentez pas vraiment l'odeur, mais le neurone de la parole (pour le mot «café») tire automatiquement des informations du système olfactif. Il s'agit d'un diagramme extrêmement simplifié, mais il fonctionne à peu près comme ceci.
Alors, comment le cerveau distingue-t-il les odeurs de café réelles et imaginaires?
Jusqu'à présent, il n'y a pas de consensus sur le mécanisme physiologique. On pense que le signal est supprimé car les systèmes sensoriels ne sont pas stimulés. Le cerveau ne voit pas le stimulus chimique au niveau des récepteurs olfactifs et ne reçoit pas de signal de leur part. Les neurones associatifs extraient simplement des informations de la mémoire. Cela nous permet de ne pas transformer le cerveau en un désordre complet.
Mais dans un rêve ou dans le cas d'hallucinations, l'inhibition des systèmes sensoriels est désactivée, nous voyons, entendons et ressentons ce qui ne l'est pas.
Que se passe-t-il dans le cerveau d'une personne qui hallucine?
En psychiatrie, les hallucinations sont divisées en vraies et pseudo-hallucinations. Les vraies images sont lorsque les images sont projetées par une personne à l'extérieur et pour une personne ne diffèrent pas d'objets réels ou de stimuli. En fait, de telles hallucinations sont une erreur de perception des sens. Avec l'aide de l'équipement, nous pouvons réparer qu'une personne entend vraiment, voit ou sent quelque chose qui n'existe pas dans la réalité.
Les pseudo-hallucinations consistent à «voir» des images d'objets inexistants dans la conscience, quelque chose qui semble vivre dans la tête d'une personne. Souvent trouvé chez les personnes atteintes de schizophrénie, lorsque la nature même de l'activité consciente est déformée. Une personne perçoit les signaux non pas avec ses yeux ou ses oreilles, mais avec une sorte d '«œil intérieur», d' «oreille interne». Il peut penser qu'il voit à travers un mur ou qu'il est doté de super pouvoirs (ce qui lui semblera réaliste), qu'il «entend» des voix de Vénus ou de la Lune.
Nous savons d'après les études par balayage que lorsqu'une personne en bonne santé prononce des mots, les parties du cortex cérébral responsables de l'audition sont supprimées. Cela ne se produit pas chez les patients atteints de schizophrénie. Ils perçoivent à tort leur propre discours intérieur comme le discours d'un autre.
Lors des hallucinations, les zones du cortex impliquées dans la formation de la parole intérieure sont activées avant les zones associées à la conscience du matériel verbal. Autrement dit, quelque chose à l'intérieur dit ou crie, et le patient se rend compte que quelque chose n'a sonné qu'après un certain délai.
Comment les hallucinations surviennent-elles chez les personnes non schizophrènes?
Les hallucinations surviennent pour diverses raisons - avec une fatigue intense, une intoxication, des processus pathologiques dans les structures du cerveau, souvent - lors de la prise de substances psychotropes. Les mécanismes de leur apparition sont toujours différents et nombre d'entre eux ne sont pas encore pleinement compris. Les hallucinations peuvent être envisagées d'un point de vue biochimique (au niveau moléculaire) et neurophysiologique (au niveau des structures cérébrales).
Prenons l'exemple de l'effet des substances psychoactives sur le cerveau. Notre corps a un système de sérotonine étendu, représenté dans différentes parties du cerveau. Il s'agit d'un groupe de cellules qui utilisent la sérotonine pour communiquer entre elles. Les neurones sérotoninergiques jouent un rôle majeur dans la régulation de l'humeur. Si la synthèse d'une substance est perturbée, une personne peut souffrir de dépression. Normalement, la sérotonine est produite dans la lumière entre les processus des cellules nerveuses, pour lesquelles il existe des récepteurs spéciaux sur la membrane cellulaire. Lorsque les molécules de sérotonine «touchent» les récepteurs, une impulsion nerveuse se produit et le signal circule d'une cellule à une autre.
Les molécules psychoactives telles que le LSD se lient à ces récepteurs. Ils semblent tromper les cellules en se faisant passer pour une molécule de sérotonine. Puisque les molécules de LSD se lient à un grand nombre de récepteurs, différentes régions du cerveau sont excitées au hasard, ce qui conduit à un mélange incontrôlé d'images. De plus, le cerveau peut percevoir à tort des informations provenant des systèmes sensoriels, en croyant qu'elles sont réelles. C'est ainsi que nous obtenons de vraies hallucinations. Ce n'est qu'un des mécanismes, il y en a d'autres.
Sur le plan neurophysiologique, les hallucinations apparaissent chez les personnes épileptiques de la même manière. Les images proviennent d'une excitation incontrôlée de diverses zones du cerveau et de leur réponse inadéquate aux stimuli externes. De tels patients ont des visions dans lesquelles des personnes inexistantes les approchent, un avion vole à grande vitesse, un mur de feu se déplace, etc.
Les régions temporelles sont souvent impliquées dans le processus pathologique. Lorsque ces parties du cerveau sont endommagées, une personne éprouve des hallucinations auditives, olfactives et gustatives.
On les appelle aussi la «zone de Dieu» parce que l'activation (ou la stimulation) de certaines parties du lobe temporal peut provoquer des aperçus divins ou des expériences religieuses. Est-il possible de réparer en quelque sorte quand une personne imagine et quand elle perçoit réellement?
Sûr. Par exemple, en fonction des activités des liens conduisant et percevant (en particulier, sur les potentiels évoqués). Ce sont les réponses de diverses structures du système nerveux aux stimuli. Mais comment le cerveau interprétera ces signaux (quelles seront les distorsions), si la synesthésie se produira est une autre question. La science n'a pas encore de réponses définitives concernant les critères subjectifs de la perception. La ligne entre l'imaginaire et le réel est très mince.
Comment notre cerveau dans son ensemble fait-il la distinction entre l'imaginaire et le réel? Si nous ne parlons pas seulement de stimuli sensoriels, comme c'est le cas avec le mot «café»
En fait, c'est mauvais. De plus, personne ne sait ce qui est réel. La réalité, ce sont les infrasons, les ondes ultraviolettes qui nous entourent et bien plus encore. Nous le «regardons», nous «l'écoutons», nous le «sentons», etc., sans même le savoir. Il n'est pas nécessaire de parler de la distinction consciente entre l'imaginaire et ce que nous appelons la réalité. Disons qu'il y a une personne avec un défaut de lentille, aveugle de naissance. À vingt ans, il se fait remplacer un objectif. Mais il peut encore sortir tranquillement par la fenêtre! Pourquoi? Parce que son cerveau dans la période de développement correspondante n'a pas appris à voir le monde en trois dimensions. Pour une telle personne, en principe, il ne peut y avoir aucune différence visuelle en «plus près».
L'écrivaine Ayn Rand a essayé dans ses livres de refléter l'idée que la réalité objective existe indépendamment de la personne qui la perçoit. Le problème est qu'aujourd'hui la réalité objective n'est pas entièrement compréhensible par les méthodes de la science. Que savons-nous réellement d'un trou noir lorsque nous le regardons à travers un télescope à l'aide de rayons X? En fait, le cerveau de l'astronome voit quelques fluctuations de rayonnement, puis le scientifique regarde les interprétations de l'ordinateur sur l'écran, après quoi il complète le dessin modèle de l'objet dans son imagination.
Le même problème avec le sommeil. Dans un rêve, tout vous semble incroyablement réel. Selon l'une des hypothèses, le sommeil est un processus psychophysiologique au sein duquel le cortex cérébral voit son propre travail (comme un reflet de lui-même).
Les physiologistes aiment à ce sujet se souvenir du grand IM Sechenov, qui a écrit: "Il n'y a aucune différence dans les processus qui fournissent des événements réels dans le cerveau, leurs conséquences ou leurs souvenirs." Il s'avère que les mêmes éléments fonctionnent dans le cerveau, et ils s'en moquent.
Dans les années 1990, Giacomo Risolatti a découvert des cellules étonnantes dans le cerveau qui s'activent lorsque nous suivons les actions des autres. Ils étaient appelés neurones miroirs. De ces expériences, il s'ensuit que ces cellules, comme un miroir, "reflètent" le comportement de quelqu'un d'autre dans notre propre tête. Cela nous permet de ressentir ce qui arrive à l'autre personne comme si nous effectuions les actions nous-mêmes.
Ce sont eux qui nous aident à nous identifier aux personnages littéraires et cinématographiques. Pensez-vous que vous pouvez obtenir une expérience de vie à partir de livres et de films?
Je ne suis pas sûr que vous puissiez vivre une expérience de vie à part entière, car, premièrement, je ne sais pas ce que c'est, et deuxièmement, pour le cerveau, toute expérience est une expérience.
En général, le cerveau ne se soucie pas de la façon dont il spécialise ses réseaux neuronaux. Mais si nous entendons par expérience à part entière la capacité de communiquer avec d'autres personnes, de résoudre les problèmes de la vie, alors la réponse est évidente - c'est impossible. Dans tous les cas, le cerveau aura besoin d'une expérience d'interaction avec de vraies personnes.
Si nous parlons du monde moderne, où vous pouvez réussir virtuellement, il est tout à fait possible de devenir très expérimenté dans quelque chose. Vous pouvez apprendre la programmation et devenir un employé d'une grande entreprise dans le confort de votre maison, assis devant votre ordinateur et votre téléviseur.
Cependant, les livres et les films sont également différents. Tout dépend des objectifs et des buts ultimes. Nous nous heurtons à nouveau aux critères d'appréciation de «l'utilité» de l'expérience.
Des études montrent que les personnes lettrées et lettrées ont une capacité d'empathie plus développée. Autrement dit, nous vivons en partie la vie des personnages, travaillons à travers leurs situations psychologiques et de vie comme les nôtres. Le cerveau les capture-t-il comme s'ils étaient réels?
Question difficile en termes d'évaluation. Il est difficile de juger de la relation causale, car il n'est pas clair si les gens ont développé la capacité de faire preuve d'empathie après avoir lu des livres et regardé des films, ou s'ils étaient initialement plus sympathiques et ont donc lu et regardé davantage (et, apparemment, certains genres). Mais si nous discutons du point de vue de la plasticité, alors nous pouvons supposer que l'expérience acquise dans les livres ressoudra réellement les synapses, formant certains stéréotypes de perception des relations entre les personnes.
À propos, l'amour est presque toujours décrit de manière déformée. J'ai moi-même récemment fini d'écrire le deuxième livre de fiction (c'est mon passe-temps) et je comprends que j'ai menti cinq fois sur l'histoire de l'amour. Et tout pourquoi? Parce que personne ne regardera les relations ordinaires de l'extérieur - vous avez besoin d'un zeste, d'émotions, d'actions inhabituelles. Souvent, après avoir lu de la fiction avec des scènes de confessions vives, les gens commencent à chercher quelque chose de similaire dans la réalité, pédalant sur des sentiments et des situations similaires. Mais hélas, la chimie de la vie est bien plus prosaïque que le «cocktail physiologique d'amour» jaillissant des pages des romans. Et juste à partir de la recherche, nous savons que l'amour «littéraire» ne peut pas vivre longtemps. Un mois, deux ou trois. Et puis - la vie quotidienne grise.
Une situation similaire avec des dialogues. Les gens parlent rarement comme ils le font dans les livres (peut-être dommage). En général, la lecture de livres vous encourage à enrichir votre vocabulaire, à construire des phrases grammaticalement plus complexes. Soumis à une lecture attentive de la littérature complexe avec une bonne révision et une bonne relecture. La plasticité fonctionne ici avec un bang.
On pense qu'avant que Tourgueniev n'écrive sur ses célèbres jeunes filles, en réalité, elles n'étaient pas rencontrées - tout le monde a commencé à les voir précisément parce qu'il les avait créées. Ou que les brouillards à Londres n'existaient pas pour tout le monde jusqu'à ce qu'ils soient peints par des peintres. Dans quelle mesure ces arguments sont-ils corrects?
Je crois que la question avec les dames et les brumes de Tourgueniev est la même histoire de l'enfance avec un jouet. Une personne est programmée pour voir et percevoir quelque chose en conjonction. En fait, il est facile pour le cerveau de penser en stéréotypes, c'est-à-dire en de simples constructions de la parole. Et s'ils évoquent aussi des images vives, alors généralement excellents. Pour la même raison, nous mettons des étiquettes. Quand on a mis une étiquette, on peut se calmer, car maintenant on semble tout comprendre sur une personne, un phénomène, etc.
Ce phénomène est plutôt culturel. En passant, je serais très prudent avec les généralisations ici. Je peux supposer que toutes les jeunes filles de Tourgueniev n'ont pas commencé à exister pour tout le monde, mais pour celles qui se sont avérées, premièrement, elles ont pu comprendre cela (tout le monde ne savait pas lire à ce moment-là), et deuxièmement, elles étaient suffisamment conformes à réagir.
Évolutionnellement, un mécanisme s'est formé en nous pour assumer la foi de ce que disent les gens qui sont importants pour nous (autorités). On connaît même les zones du cerveau responsables de ce mécanisme (cortex cingulaire, certaines parties des lobes frontaux, temporaux). Donc, pour certaines personnes, Tourgueniev s'est avéré être une autorité et ils ont repris son idée (une histoire similaire avec des brouillards, seulement là l'effet de caractère de masse pourrait fonctionner). Bien sûr, il n'y avait pas de "dames de Tourgueniev" spéciales. Des filles tout simplement conformes ont commencé à imiter ce qu'Ivan Sergeevich (au fait, l'un de mes écrivains russes préférés) avait écrit. D'où tous ces évanouissements (naturellement simulés!). «Les demoiselles de Tourgueniev», et les brouillards de Londres pour beaucoup, n'existent pas encore aujourd'hui. Au contraire, ils sont réservés aux personnes qui ont beaucoup lu et qui sont impressionnables.
Autrement dit, quelqu'un peut bien se souvenir des brouillards à Londres, bien qu'ils n'étaient pas là, et "il n'y a aucune différence dans les processus qui fournissent au cerveau des événements réels, leurs conséquences ou leurs souvenirs". À quel point notre mémoire est-elle «virtuelle»?
Ces questions sont complexes, spécifiques et je ne suis pas un expert des mécanismes moléculaires de la mémoire. Comme je l'ai dit, les synapses sont constamment re-soudées sous l'influence de l'expérience. En 2000, Eric Kandel a reçu le prix Nobel pour sa découverte des mécanismes moléculaires de la mémoire, prouvant la restructuration des synapses tout en apprenant une nouvelle compétence. Kandel et ses collègues ont également découvert une cascade de réactions chimiques par lesquelles le facteur CREB, qui régule la synthèse de l'ARN, est activé. En d'autres termes, ils ont trouvé toute une voie chimique qui affecte le travail des gènes de la cellule nerveuse. Pensez-y! Vous étudiez quelque chose et vos gènes commencent à fonctionner différemment. De plus, cela se produit constamment avec la présentation répétée du stimulus.
Des études chez les poulets ont montré que le recours à une mémoire et l'enregistrement initial de la mémoire elle-même induisent des processus moléculaires similaires.
Dans ce cas, on peut dire que notre mémoire n'est pas «virtuelle», mais très dynamique. C'est comme un disque dur sur lequel tout (ou beaucoup) changerait lorsque de nouvelles informations étaient enregistrées. En fait, nous ne savons pas complètement dans quelle mesure les informations entrantes affectent les synapses dans différentes régions du cerveau.
De plus, il ne s'agit que d'un élément d'un processus beaucoup plus complexe et complexe. Nous avons encore beaucoup à apprendre sur les mécanismes de la mémoire, et c'est super, car nous avons beaucoup à apprendre!