Meie aju loob ettekujutuse maailmast eelnevate teadmiste põhjal ({{commentsTotal}})

Mis on päris ja mida aju laseb meil
Mis on päris ja mida aju laseb meil "päris" all mõista, sõltub sellest, millise info konstureeri meile meie aju eelneva info alusel. Autor: Mari Kartau/ERR

Aju ei vahenda pärismaailma, vaid loob selle sisendi eelnevate teadmiste põhjal, kirjutavad Sirbis ajuteadlane ja psühholoog Jaan Aru ning Madis Vasser.

Kolm intrigeerivat mõtet Sirbi artiklist:

  1. Pole tähtsust, et me tegelikult faktiliselt teame, et maailm selline ei ole. Aju ei vahenda pärismaailma.
  2. Kogu eelnev elukogemus määrab selle, milliseid elektriliste koputuste mustreid aju kogeb, mis omakorda määrab selle, milline on ajus loodav maailma mudel.
  3. Aga miks peatuda siin, miks piirduda eri meeltega? Miks mitte anda ajule sisend hoopis millegi muu kohta, näiteks Facebooki uuendusi, temperatuurimuutusi või infot Maa magnetvälja suuna kohta?


Ligipääs (päris)maailmale on alati aju kaudu. Konks on aga selles, et aju pole maailma tõetruu vahendaja nagu videokaamera. Aju ei vahenda, vaid loob maailmast tulevate andmete põhjal meie reaalsuse. Proovige ise.


Joonis: Neckeri kuubik illustreerib, et aju loob reaalsuse: paberil ja silma võrkkestal on kõigest kahemõõtmeline joonis, aga ilmselt tajub vaataja seda kolmedimensioonilisena.

Katse 1


Ülemisel pildil olev klassikaline Neckeri kuubik illustreerib, et aju loob reaalsuse: paberil ja teie silma võrkkestal on kõigest kahemõõtmeline joonis, aga ilmselt tajute seda kolmedimensioonilisena. Veelgi enam: kui vaatate pilti piisavalt kaua, näete, kuidas see kolmedimensiooniline kuubik justkui vahetaks seda, millist pidi ta parajasti on.

Kas Sirbi ajalehepaber on kombineeritud uudse tehnoloogiaga? Ei, veel mitte. Neckeri kuubiku mitmetähenduslik sisend on ajus selgitatav kahe erineva tajuhüpoteesiga. Kuna nad selgitavad sisendit võrdsel määral, ei suudagi aju otsustada, kumb hüpotees on antud olukorras parem. Niisiis vahetubki teie subjektiivne reaalsus kuubikust käsikäes ajus toimuva võimuvõitlusega kahe tajuhüpoteesi vahel. Mõlemat varianti samaaegselt tajuda ei ole võimalik.

Katse 2

Vaadelgem järgmiseks kehataju. Tegemist peaks olema fundamentaalse ja kõigutamatu informatsiooniga sellest, mis mõõtmetega ja kus meie kehaosad parasjagu on. Üllataval kombel saab seda teadmist aga väga lihtsasti muuta. Selleks on vaja vaid sõbra abikätt. Tõsta oma parem käsi ja lase sõbral tõsta vasak. Pange käed peopesadega kokku, nagu lööksite vastastikku plaksu. Nüüd võtke oma vaba käsi ja proovige pigistada kokkusurutud käe nimetissõrme, nii et pigistate korraga nii enda kui sõbra sõrme.

Mis toimub: visuaalselt oma paremat käeselga vaadates võib teile paista, et kõik on nii nagu ikka (eriti veenev, kui teha seda vaid üht silma kasutades). Puuteinfo aga annab signaali, et teie nimetissõrm on paisunud vähemalt poole paksemaks.

Kuna visuaalne info on hetkel vähem usaldatav (näete näppu ainult ühelt poolt), võidab puutemeel ja kehataju kohandatakse vastavalt – te tunnete, et nimetissõrm on paistes! Kel sõpra parasjagu käepärast pole, võib samasuguse efekti saavutada ka pastapliiatsiga, mis on asetatud parema käe nimetissõrme taha.

Katse 3

Kolmas demonstratsioon vajab kolme münti, millest kaks võiks olla kümmekond minutit seisnud sügavkülmas, nii et nad jahtuksid tuntavalt alla toatemperatuuri. Nüüd tuleb kolm münti asetada kolmnurkselt lauale nii, et kaks jahedat münti jäävad alumisele reale ning tavaolekus münt nendest ülespoole. Asetage oma keskmine sõrm ülemisele toasoojale mündile. Ilmselt pole probleemi tajuda mündi temperatuuri. Hoides keskmist sõrme paigal, asetage nüüd nii nimetis- kui nimeta sõrm jahedatele müntidele.

Mis juhtub? Ka keskmine sõrm tajub järsku külma! Siin on esiteks mängus meie eelteadmised selle kohta, et omavahel ühenduses olevad objektid on enamasti sarnaste omadustega, ning statistika, mis ütleb meile, et kui 2/3 tajusisendist on külm, ju siis on ka see ülejäänud 1/3 külm.

Ühegi katse juures pole tähtsust, et me tegelikult faktiliselt teame, et maailm selline ei ole. Aju ei vahenda pärismaailma, vaid loob selle sisendi eelnevate teadmiste põhjal. Nendes kolmes näites viisid just eelnevad teadmised maailma kohta teie meeled segadusse. Neid eelnevaid kogemusi võime nimetada „maailma mudeliks“ ajus – need on teadmised (päris)maailma seaduspära kohta, mis mõjutavad meie taju, mälu ja mõtlemist.

Elukogemus määrab aju loodava mudeli

Et aru saada, kuidas aju sees maailma mudel luuakse, peab mõistma seda katsumust, millega aju silmitsi seisab. Kujutage ette vangi akendeta vangikongis. Järsku kõlab koputus. Mis see võib olla? Võib kaaluda erinevaid hüpoteese selle heli selgitamiseks. Oli see kõigest hiir? Vangivalvur, kes teeb oma ringi? Kaasvang, kes üritab edastada morsekoodi? Tulnukate laev, mis maandus vangla katusel? Metssead, kes on pääsenud vanglasse? Arnold Schwarzenegger? Aga milline neist?

Selle küsimuse vastamiseks on vangil otstarbekas hinnata, kui tõenäolised need hüpoteesid vangikongis on, ja võtta arvesse ka seda, milline see koputus täpselt oli. Näiteks „kõigest hiir“ on küllaltki tõenäoline, kuna hiiri liigub vangikongis ikka, aga heli oli hoopis teistsugune. „vangivalvur, kes teeb oma ringi“ on ka suure tõenäosusega (ta käib iga päev), aga just mõnda aega tagasi ta käis. Tulnukad, metssead ja Schwarzenegger on kõik mingil määral võimalikud selgitused, aga nende tõenäosus olla sel hetkel vanglas on teiste hüpoteeside kõrval kaduvväike. Seega kas tõesti kaasvang?

Olukord ajus on täpselt sama. Aju ei saa välismaailmast pilte või sõnu, silma võrkkest või kõrva membraan muudavad välismaailma signaalid elektrilisteks aktsioonipotentsiaalideks. Seega aju saab välismaailmast kõigest elektrilisi koputusi.

Aju peab neid koputusi tõlgendama just nagu vangikongis istuja (mis võiks olla selle koputuse tekitaja?) … ainult selle vahega, et kui inimesest staažika vangi peas tekivad need rohkem või vähem mõistlikud hüpoteesid maailma kohta, siis alguses (näiteks väikelapsena) peab aju nende kummaliste koputuste põhjal ise genereerima ka need hüpoteesid.

Nendest elektrilistest koputustest peab aju järeldama, mis maailmas toimub. Ja ehkki see tundub võimatu, saab aju sellega hästi hakkama (nagu te näha võite). Isegi nii hästi, et kui keegi ütleb teile, et te ei koge maailma vahetult, vaid aju on selle teie jaoks loonud, siis see väide tundub imelik …

Kogu eelnev elukogemus määrab selle, milliseid elektriliste koputuste mustreid aju kogeb, mis omakorda määrab selle, milline on ajus loodav maailma mudel. See väide muidugi kajastab teada-tuntud fakti, et keskkond mõjutab inimese arengut, aga see ajuteaduslik tõlgendus aitab olulisel määral täpsustada selle tõsiasja tulemust.

Nimelt teame, et see indiviidi kogemuste põhjal loodud maailmamudel ajus mõjutab seda, kuidas vastav aju välismaailma elektrilisi koputusi tõlgendab. Aju ei ole passiivne teabe vastuvõtja, vaid muudab sisendit sõltuvalt sellest mudelist, mis tal maailma kohta juba on.

Niisiis kui inimestele näidata ühtsama kunstiteost, näevad nad seda tõesti erinevalt, sest nende maailmamudel on erinev. Sama kirjatükk tekitab eri ajudes erinevaid mõtteid ja tundeid. Seal, kus mõne lugeja meelest on loogiliste argumentide jada, on mõne teise aju jaoks vaid noore mehe suurejoonelised sõnad. Erinevad ajud, erinevad maailmamudelid, erinevad arvamused.

Subjektiivse reaalsuse avardamine

Niisiis aju loob viletsa kvaliteediga sisendi põhjal üsna muljetavaldava reaalsuse mudeli. See pole pelgalt filosoofilise väärtusega seik, vaid seda teadmist saab kasutada, et aidata inimesi, kes on mõne meele kaotanud. Näiteks kui kõrva trummikile on kahjustatud, aga aju närvikiud on endiselt terved, siis on võimalik kuulmine taastada osavalt kavandatud ajuimplantaadi abil.

Vastav ajuimplantaat koosneb mikrofonist, mis ümbritseva helimaailma sagedusmustriteks lahti lahutab, ja elektrijuhtmetest, mis sagedusanalüüsi tulemused kuuldenärvidele arusaadavaks elektriliseks koputuste mustriks muudavad. Im-plantaadi mikrofon ja elektrijuhtmed asendavad kõrva trummikile loomuliku funktsiooni. Aju õpib võrdlemisi kiiresti neid tehislikult loodud koputusi tajuma ja kurtidest saavad kuuljad.

Mis aga oleks, kui me sel viisil sisestaksime ajju mitte helilainete sagedusmustreid, vaid hoopis visuaalset infot? Kui aju vajab maailmamudeli loomiseks vaid seda, et talle mingil viisil andmed sisestatakse, siis võiks ta ju suuta andmeid kasutada ka siis, kui need ei tule õige meeleelundi kaudu.

See on enamat kui vaid ulmevaldkonda kuuluv uitmõte. Tegelikult on juba aastakümneid faktiliselt teada, et näiteks pimedad suudavad õppida nägema, kui neile anda visuaalne sisend kompimismeele kaudu seljale, laubale või keelele. Sellised masinad võtavad visuaalse teabe näiteks kaamerast, mis on kinnitatud laubale, ja edastavad selle ajju masinate abil, mis muudavad visuaalse sisendi seljale või keelele vajutatavaks mustriks.

Seega ühe meele kaudu saab anda sisendi mingi teise meele kohta ja aju saab hakkama.

Aga miks peatuda siin, miks piirduda eri meeltega? Miks mitte anda ajule sisend hoopis millegi muu kohta, näiteks Facebooki uuendusi, temperatuurimuutusi või infot Maa magnetvälja suuna kohta? Kui aju loob elektrilistest koputustest maailma mudeli, siis on ainult tarvis andmed ajule sööta ja oodata, kuni aju hakkab nendest andmetest aru saama. See tähendab, et on võimalik olulisel määral avardada meie subjektiivset reaalsust.

Juba praegu on seadmeid ja rakendusi, mis avardavad reaalsust ning justkui kingivad kasutajale mõne lisameele. Ilmselt on paljud kuulnud mobiilimängust „Pokémon Go“, mis avab nutitelefoni kaudu virtuaalse värava paralleeluniversumisse, mis sisaldab müstilisi elukaid meie linnatänavatel ja metsades, kuid mida ilma kaamerasilmata ei näe.

Firma Brain Power kasutab aga Google Glassi nutiprille, et lugeda pisikese kaamera abil vestluspartneri tundeid ning kuvada need suurte ikoonide ja tekstina kaaslase näo kõrval. Pelgalt duubeldav info on aga oluline sisend näiteks autismispektri häirega isikutele, kel tavaliselt on emotsioonide tuvastamine väga keeruline.

Veelgi ulmelisemaks minnes võimaldab näiteks peas kantav miniarvuti Microsoft Hololens kaardistada täpselt ruumi, kus kasutaja parasjagu viibib, ning maja ehitusjooniste olemasolu korral võimaldab tekitada silmade ette röntgennägemise, et piiluda läbi seina kommunikatsioone või kiigata kolm korrust kõrgemal oleva ruumi planeeringut, liikumata ise sammugi.

Saksa teadlaste värskes töös on uuritud aga seda, kas inimesele on võimalik spetsiaalse vöö ja mõningase treeningu abil anda tunnetus Maa magnetväljast. Selgus, et seitsmenädalase treeningu tulemusena hakkasid osalejad küll ümbritsevat maailma subjektiivselt veidi teistmoodi tajuma, kuid keerulises navigeerimisülesandes nad siiski kontrollgrupist paremini hakkama ei saanud.

Igal juhul on selge, et uute meelte kasutama õppimine võtab aega – aju peab harjuma tõlgendama uudseid elektriliste koputuste mustreid. Uute seadmete vahendusel võime otseselt kogeda kuulajaskonna emotsioone, tunnetada, et pimedal tänaval on lähenemas auto, näha börsimuutusi. Aga kõige põnevam on see, et me ei oska isegi aimata, mida kõike on võimalik selle uue tehnoloogiaga teha.

Moodsad ja võrdlemisi odavad seadmed liitreaalsuse või virtuaalreaalsuse loomiseks võimaldavad peagi pea igaühel teha katsetusi reaalsuse avardamiseks. Sellele, milliseid andmeid aju võimsasse arvutusmasinasse sisestada, seab piire ainult meie enda mõtlemine.

 

Toimetaja: Marju Himma



Täisnimekiri võitjatest: tänavused parimad õpilastööd

Parimad õpilasteadlased üle Eesti kogunesid Tallinnasse lauluväljakule esitlema oma uurimistööde tulemusi ning reede pärastlõunal jagati välja riiklikud tunnustused parimate tööde autoritele ja juhendajatele.

Uuendatud: 16:04 
Steve.Steve.
Kodanikuteadlased leidsid uut tüüpi virmalise

Kodanikuteadlased on üheskoos elukutseliste füüsikutega kirjeldanud uut tüüpi virmalist. Steve'iks nimetatud atmosfäärinähtus toob esile sotsiaalmeedia kasvava olulisuse teadusuuringutes.

ALICE eksperiment.
Põrgutis võis tekkida tilgake noort universumi

Vaid mõni miljondik pärast Suurt Pauku täitis universumi aine algosakestest – kvarkidest ja gluoonitest – koosnev ülikuum supp. Suure Tuumaosakeste Põrguti juures töötavad füüsikud teatavad nüüd, et sarnast ainet saab tekitada ka tavaliste vesinikutuumade põrgutamisega. Avastus võib hõlbustada nii universumi algusaegade uurimist kui ka füüsika alustõdede mõistmist.