Rahvusvaheliselt hinnatud teadvuseuurija, Tartu ülikooli kognitiiv- ja õiguspsühholoogia professori Talis Bachmanni laboris just seesuguste probleemidega tegeletaksegi. Uurimisrühma üks noori teadureid, Renate Rutiku, kaitses 5. novembril doktoritööd “Teadvuse neuronaalsete korrelaatide parema mõistmise suunas”, mis koosneb kolmest eelretsenseeritud teadusartiklist, kolmest eelretsenseerimisel viibivast käsikirjast ja katusartiklist.

Doktoritöö süüvib ta teadvuse sisusse ja uurib teadvuselamuste tekkimist ajus, õigemini nende tekkimiseks tarvilike ajuprotsesside kogumite tööd. Aju ühes kuupmillimeetris on sada tuhat neuronit, närvirakkude vahel toimub miljard sünaptilist kontakti, mida akadeemik Mart Saarma on nimetanud “kahe raku omavaheliseks suudluseks, kus antakse edasi informatsiooni”.


“Kui räägin inimestele, et uurin teadvust, siis tekivad neil assotsiatsioonid enamasti eelkõige teadvuse kõrgemate tasemetega. Näiteks eksistentsiaalse teadmisega, et “ma olen olemas”. Uurimistöö eesmärk on siiski olnud tegeleda teadvuse vahetumate ilmingutega, mis väljenduvad ümbritseva maailma tajumises. Need pole sugugi lihtsasti määratletavad, kuigi tunduvad niivõrd elementaarsed. Ümbritseva tajumist saab kõige täpsemalt mõõta ikkagi inimese enda käest küsides, kas ja mida ta nägi, seega kasutame katseolukorras visuaalseid ülesandeid,” ütleb Renate Rutiku.

Tajud ja kogemused


Tema uurimistöö fookuses on inimeste subjektiivsed sensoorsed tajud ja kogemused. Kuivõrd valdava osa mõtestatud teabest saadakse nägemismeele kaudu, uuribki Rutiku eeskätt nägemistaju kaudu avalduvaid teadvuselamuste mustreid ehk neuronaalseid korrelaate. Ta püüab neid eristada eelnevatest ja järgnevatest ajuprotsessidest.

“Kujutame ette, et meil on aju aktiivsuse komponent ehk mingisugune spetsiifiline suhtlusmuster aju erinevate piirkondade vahel, mis hakkab tööle ehk aktiveerub ainult siis, kui inimene teadvustab mingit kindlat stiimulit ja on muul juhul passiivne. Tõsi on, et antud suhtlusmuster ei seleta iseenesest veel seda, miks teadvustamine üldse ajus tekib. Siiski on tõenäoline, et see on kriitilise tähtsusega usaldusväärne komponent vahetu teadvuselamuse ja subjektiivse kogemuse tekkimiseks,” selgitab Rutiku.

Uurimistöös läbi viidud katsed näevad üldjoontes välja nii, et katsealustele, kelleks on värvatud umbes 20 täisealist inimest, esitatakse mingit kindlat tüüpi stiimuleid – näiteks arvutiekraanile kuvatavaid pilte ja kujutisi – ning küsitakse, kas see teadvustus või mitte. Stiimuli kujutamisel mängitakse nii heleduskontrastiga kui kasutatakse ka muid visuaalseid võtteid, mis aitavad veenduda selles, kas katseisik üldse näeb midagi või mitte.Teadvustamise analüüsimisel ei ole täheldatud vanuselisi ega soolisi erinevusi ülesannete lahendamisel.

Samal ajal mõõdetakse ajuaktiivsust eriseadme elektroentsefalograafi (EEG) ja magnetentsefalograafia (MEG) abil või isegi mõjutatakse ajuaktiivsust transkraniaalse magnetstimulatsiooniga (TMS). Hiljem jagatakse saadud ajuaktiivsuse ilmingud sellisteks, mis kaasnesid teadvustatud katsekordadega ning sellisteks, mille puhul stiimuli teadvustamist ei esine. Nii ongi võimalik uurida ajuprotsesse mingil kindlal ajahetkel, kus teadvustatud ja teadvustamata protsessid omavahel eristuvad.

Mitmes katses kasutas Renate Rutiku ajutegevuse lokaalseks stimuleerimiseks transkraniaalset magnetstimulatsiooni (TMS), millega antakse ajukoorde suunatud magnetimpulss, et muuta neuronite laenglemissagedust ja -valmidust. Teadvussisu uurimisel eeldatakse, et ülesande lahendamisel aktiveerub ajuosades teatud “võrgustik”, mille dünaamika tuleb stimuleerimise järel paremini esile ning muudab mõõdetavaks selle mõju inimese teadvusele ja käitumisele. (Allikas: Tartu ülikooli kognitiivse psühholoogia labor)

Siinkohal läheb aga lugu keerulisemaks, kuivõrd teadvuskogemusega samaaegselt kaasnevad ka muud tegurid, mida on kohati võimatu eirata. Näiteks on inimesel katseolukorras äärmiselt keeruline “välja lülitada” oma töömälu ehk süsteemi, mis säilitab ja töötleb (ka varem omandatud) informatsiooni ning mille kaudu omistatakse tähendusi ja luuakse seoseid. Samuti on raske kontrollida otsustusprotsesside käivitumise märke ajus.

“Oleme oma uurimisrühmas selle üle palju juurelnud, niisuguseid kõrvalprotsesse kontrollida, et oleks võimalik nende mõju miinimumini viia ja püüdnud luua sellised katseolukorrad, kus lisanduvaid faktoreid oleks võimalikult vähe ja me saaksime kätte võimalikult “puhta” esmase ilmingu.”

Lisaks tõstatuvad küsimused stiimuli, antud juhul digitaalse kujutise keerukusest. Teadvuselamuse sisu seisukohalt oleks oluline teada, kas lihtsamat ja keerukamat tüüpi visuaalsete objektide – sealhulgas kirjalik tekst või loodusvaade – vaatlemine, mida töödeldakse erinevates nägemis- ja ajukeskustes, kutsub esile ka erinevusi teadvustamisel.

Teiseks küsimuseks on inimese ajus juba eksisteerivad eelteadmised, mis baseeruvad varasematel kogemustel selle kohta, kuidas sensoorne maailm toimib. Katseolukorras valib aju eelteadmiste hulgast konkreetse nähtuse tõlgenduse, mida üldises ajuteoorias nimetatakse stiimuli ennustavaks kodeerimiseks (ingl k predictive coding). Seega on ootuspärane, et teadvustamisel ei saa määravaks mitte ainult visuaalne sisend ehk kujutis, mida silm näeb, vaid ka varasematel kogemustel tuginev lisainformatsioon. Stiimuli tõlgendamisel pannakse need kaks komponenti omavahel kokku.

Renate Rutiku on doktoriõpingute raames tegelenud ka teadvuse seisundite, nagu erinevad unefaasid, tuimastite mõju all olek, koomaseisund ja muu säärase, analüüsimisega, et selgitada välja teadvust üldises plaanis võimaldavaid neuronaalseid protsesse, mis on tugevemalt mõjutatud kliinilisest seisundist. Antud teema kohta saab lähemalt lugeda Renate Rutiku doktoritööd oponeerinud Milano ülikooli professori Marcello Massimini antud intervjuust ERR Novaatorile “Teadlane koputab ajule: “Kas teadvus on kodus?”.

“Kuigi teadvuses sisu ja teadvusseisundeid võimaldavaid protsesse on senimaani eraldi uuritud, võib viimasel ajal täheldada nende uurimissuundade lähenemist ja omavaheliste seoste väljatoomist,” võtab Rutiku lühidalt kokku viimased trendid teadvuseuuringutes ning lisab, et kui juurutatakse “mõõdik” teadvusseisundite täpseks hindamiseks, aitab see omakorda üksikasjalikult analüüsida ka teadvuse sisu.

Uurimistöö rakenduslike väljunditena nimetab Rutiku nii kliinilist konteksti, kus teadvuse täpsem registreerimine aitab diagnoosida näiteks koomapatsientide seisundit, kui ka neuroteadustes aktuaalset püüdlust arendada arvutitarkvara võimet kujutiste tuvastamisel, näiteks näokujutiste identifitseerimisel.