Przyrodnicze i kulturowe obrazy świata

Przyrodnicze
i kulturowe obrazy
świata
wykład 9
Mózg – ucieleśnienie – obraz świata
dr Mateusz Hohol sem. zimowy 2014/2015 Proszę o obejrzenie wykładu
V.S. Ramachandrana (link pod zdjęciem)
h:p://www.ted.com/talks/
vilayanur_ramachandran_on_your_mind.html Propriocepcja a obraz/schemat ciała
Propriocepcja
•  O. Sacks określa ją mianem: „(…) ciągłego, ale nieuświadomionego strumienia odczuć, płynącego z ruchomych części naszego ciała (mięśni, ścięgien, stawów). Zmysł ten nieprzerwanie kontroluje ich pozycję, napięcie i ruch, ale w pewnym sensie nie znamy go, ponieważ jest automatyczny i nieuświadomiony” [Sacks 1996, 67]. Propriocepcja
•  Propriocepcja = „głębokie wewnętrzne czucie” •  Poczucie własnej cielesności (O. Sacks): –  Zmysł wzroku –  Poczucie równowagi (błędnik) –  Propriocepcja •  Trzy rozumienia propriocepcji: –  Potoczne – świadome postrzeganie pozycji własnego ciała –  Neuroscience – nieświadome nerwowo-­‐mięśniowe mechanizmy sprzężenia zwrotnego –  Zmysł dotyku Propriocepcja
•  Receptory – na skórze –  Mechanoreceptory (dotyk) –  Termoreceptory (temperatura) –  Nocioreceptory (ból) •  Receptory – wewnęrz –  Ścięgna –  Mięśnie –  Stawy •  Ośrodkowy układ nerwowy, wzgórze, kora „Bezcielesna kobieta”
•  Oliver Sacks, Mężczyzna, który pomylił swoją żonę z kapeluszem •  „Śniła, że zatacza się dziko na plączących się pod nią nogach, niemal nie czuje ziemi pod stopami, wymachuje ramionami w tę i z powrotem, prawie nie czuje rzeczy, które trzyma w dłoniach, wszystko leci jej z rąk” [Sacks 1996, 69] „Bezcielesna kobieta”
•  Propriocepcja a tożsamość osobowa: •  „Straciła wraz ze swoim zmysłem propriocepcji, fundamentalną, organiczną ‘kotwicę’ swej tożsamości (…)” [Sacks 1996, 78]. •  „(…) nie potrafię się już rozpoznać w tej pełnej gracji dziewczynie! Ona odeszła, nie pamiętam jej, nie mogę jej sobie nawet wyobrazić” [Sacks 1996, 78]. Bóle i kończyny fantomowe
Bóle i kończyny fantomowe
•  1551 – pierwszy opis zjawiska kończyn fantomowych (A. Para – francuski lekarz) •  Interpretacje filozoficzne fantomów: –  Dualistyczna – świadczą one o odrębności ciała i umysłu: „A słyszałem nieraz od osób, którym amputowano nogę lub rękę, że wydawało im się i później nieraz, iż odczuwają ból w tej brakującej im części ciała. Dlatego wydawało mi się, że i ja nie mogę być zupełnie pewny, iż mnie jakiś członek boli, chociaż odczuwam ból” (Kartezjusz, Medytacje). –  Fizykalistyczna – fantomy pozwalają zrozumieć jak mózg konstruuje pozorne wrażenia. Bóle i kończyny fantomowe
•  Fantomy: –  Kończyny fantomowe: 80% pacjentów po amputacjach (nogi, ręce, nogi, dłonie, palce…) –  Bóle w kończynach fantomowych – ich geneza nie jest wyjaśniona do dziś. •  Ronald Melzack: fantomy są odczuwane jako „realne”, protezy wzmacniają to przekonanie. •  Powstawanie fantomów: –  Mechanizmy obwodowe – włókna nerwowe dośrodkowe i odśrodkowe reagujące na przecięcie nerwów w miejscu amputacji –  Mechanizmy korowe –  Mechanizmy psychologiczne – subiektywne przeżywanie własności („mojości”) i jedności ciała. Bóle i kończyny fantomowe
•  Ronald Melzack: hipoteza neuromatrix = mózgowy, zdeterminowany w dużej części genetycznie substrat cielesnego „Ja”. •  Wiele osób, które urodziły się bez kończyny również odczuwa jej fantom. •  Neurony łączące wzgórze, układ limbiczny, kora czuciowo-­‐
somatyczną oraz korę asocjacyjną. •  Komórki neuromatrix otrzymują i integrują informacje ze wszystkich części ciała. •  Zarówno realne jak i fantomowe kończyny sterowane są tymi samymi drogami – neuromatrix wytwarza wrażenia z kończyn fantomowych, pomimo ich faktycznego braku – ból fantomowy jest autentyczny! Bóle i kończyny fantomowe
•  Vilayanur Ramachandran – fantomy jako dowód neuroplastyczności mózgu •  Dotykowy humunkulus Panfielda w centralnym układzie nerwowym •  Puste miejsce w humunkulusie może zostać zastąpione inną funkcją •  Bóle fantomowe jako skutek „przemapowań” w mózgu •  Leczenie bólów fantomowych – metoda „pudła z lustrem” Lewopółkulowy obraz świata
Wpływ uszkodzeń kory na umysł:
kalosotomia
•  kalosotomia, czyli przecięcie spoidła (łączy ono półkule) •  Operacja ta wykorzystywana była w leczeniu silnej epilepsji. •  Przerwanie połączenia miało powodować lżejsze objawy padaczki, gdyż atak nie rozchodził się między obydwoma półkulami. Silne założenie: obydwie półkule nie różnią się! •  Pierwszy zabieg: Joseph Bogen i Philip Vogel (1961). •  Poważne skutki uboczne: jednostronne widzenie – pacjenci mieli w swoim umyśle reprezentację tylko jednej strony postrzeganego zmysłami świata •  Neuropsychologiczne badania nad pacjentami po kalosotomii podjęli Roger Sperry oraz jego uczeń Michael Gazzaniga. Dowiedli oni, że półkule są istotnie zróżnicowane funkcjonalnie. Proszę oglądnąć na YouTubie filmik na temat badań Michaela Gazzanigi
pod tytułem „Człowiek o dwóch mózgach - rozcięcie spoidła wielkiego”:
http://www.youtube.com/watch?v=o21JDAiSjd4
Wpływ uszkodzeń kory
na umysł: kalosotomia
•  Na podstawie badań nad pacjentami z przeciętym spoidłem wielkim, Michael Gazzaniga wysunął teorię lewopółkulowego interpretatora świata (ośrodek Broki, płaty skroniowe, bruzda boczna) •  lewa półkula odpowiedzialna jest za racjonalne postrzeganie rzeczywistości. •  Gdy na skutek przecięcia spoidła, lewa półkula nie ma dostępu do informacji przetwarzanych przez prawą półkulę, lewopółkulowy interpretator i tak stara się racjonalizować rzeczywistość! •  U pacjentów z przeciętym spoidłem do świadomości zazwyczaj dochodzą zwykle tylko rezultaty działania lewej półkuli: •  Lewa półkula jest „bardziej świadoma”, a prawa przetwarza wiernie informacje nie nadając im znaczenia. –  „(…) mechanizm interpretujący lewej półkuli stale ciężko pracuje, wynajduje znaczenia zachodzących wydarzeń. Ciągle szuka porządku i przyczyny, nawet gdy ich nie ma – co sprawia, że popełnia błędy. Ponadto wykazuje on tendencję do nadmiernych uogólnień, często konstruując potencjalną przeszłość zamiast prawdziwej [Gazzaniga 1998, 70]. Hipotezy dot. generowania
świadomego perceptu wzrokowego
•  Konkretne struktury neuronalne (modularność) –  Prekursor: Kartezjusz (szyszynka), współcześnie: Michael Gazzaniga (interpretator) •  Synchronizacja różnych struktur neuronalnych –  Francis Crick i Christopher Koch – synchronizacja kory, wzgórza i jąder podstawnych na drodze oscylacji (wyładowań potencjałów czynnościowych o częstotliwości ~ 40 Hz) –  Antonio Damasio – obszary konwergencji i dywergencji •  Przekroczenie pewnego progu aktywności w strukturach przetwarzających informacje określonego typu –  Semir Zeki •  (M. Farah, Cogni@ve Neuroscience of Vision, Blackwell, Cambridge 2006) Ślepota korowa i ślepowidzenie
(blindsight)
Agnozja kształtu
Dwie ścieżki informacji wzrokowych
świadomy percept → fotony → siatkówka → nerw wzrokowy → ciałko kolankowate boczne (część wzgórza) → promienistość wzrokowa → pierwszorzędowa kora wzrokowa (V1, BA17) → wyższe obszary kory wzrokowej działanie wzrokowe → fotony → siatkówka → nerw wzrokowy → poduszka (s. podkorowa) → wzgórki czworacze górne (śródmózgowie) Widzenie – struktury korowe
MT (middle-temporal cortex)/
Dwie ścieżki informacji wzrokowych
Szlak
grzbietowy
Szlak
brzuszny
Tylna kora
ciemieniowa
Dolna kora
skroniowa
teoria widzenia:
Semir Zeki
•  Profesor neuroestetyki na University College w Londynie •  Twórca międzyuczelnianego Instytutu Neuroestetyki (London – Berkeley) •  Badania: –  neuronalne podstawy kreatywności i preferencji estetycznych, –  percepcja i przetwarzanie informacji wzrokowych •  Książki: –  A Vision of the Brain (1993), –  Inner Vision: An Explora@on of Art and the Brain (1999), –  Splendours and Miseries of the Brain (2008) –  tł. Blaski i cienie pracy mózgu. O miłości, sztuce i pogoni za pięknem (2011) Neuronauka abstrakcji
•  Abstrahowanie – wspólna zdolność komórek kory, leżących w obszarach odpowiedzialnych za różne funkcje kognitywne •  Abstrakcja polega na uwydatnianiu cech ogólnych, kosztem cech szczególnych, np.: –  w r a ż l i w o ś ć n a o r i e n t a c j ę p r z e s t r z e n n ą w pierwszorzędowej korze wzrokowej – selektywna reakcja – najsilniejsza dla linii o określonej orientacji (np. pionowej) –  obszar V5 (analiza ruchu): komórki reagują na kierunek ruchu •  orientacja i kierunek to cechy ogólne, wszystkie inne (np. kolor obiektu, tło) są zaniedbywane –  Funkcje kognitywne – obrazowanie całego mózgu (fMRI): wzorce aktywacji są specyficzne dla danych typów bodźca •  podczas oglądania dzieła sztuki, przedstawiającego twarz, aktywowane są układy związane z rozpoznawaniem twarzy w ogólności –  abstrahowanie działa na poziomie sądów estetycznych: •  dzieło uznawane za piękne (niezależnie od tego co przedstawia) aktywuje korę oczodołowo-­‐czołową (część układu nagrody) Zeki: dwa typy pojęć
•  Immanuel Kant : „Intelekt nie czerpie swych praw (a priori) z przyrody, lecz je przyrodzie dyktuje” •  Semir Zeki: ludzki system poznawczy składa się z: –  pojęć wrodzonych – porządkują bodźce, które poprzez zmysły trafiają do mózgu: •  są niezależne od woli •  są stałe •  są względnie autonomiczne np. pojęcie koloru (kora V4 to ośrodek koloru – lezja powoduje achromatopsję): –  pojęć nabytych – ułatwiają rozpoznawanie i zdobywanie wiedzy, sprawiają, że mózg selekcjonuje określone informacje: •  ewoluują od momentu narodzin do śmierci •  są czułe na nowe doświadczenia •  są zależne od kontekstu fizycznego, społecznego, kulturowego Przetwarzanie informacji w układzie
wzrokowym i percepcja
hipoteza Zeki’ego: w mózgu nie ma obszarów wyspecjalizowanych tylko w percepcji Abstrakcja i mózg
•  Abstrakcja przebiega na jeszcze wyższym stopniu aktywności poznawczej: –  Stałość percepcyjna – zdolność do rozpoznania obiektu (np. twarzy, budynku) mimo zmiennych warunków (kąt widzenia, stopień naświetlenia) Pablo Picasso
Wieloznaczność wzrokowa
Salvador Dali
Od jedno- do wieloznaczności
Jednoznaczność – widzenie barwne (obszar V4 interpretuje bodźce w ściśle określony sposób) Pozorna wieloznaczność (V1, V2, V3): Trójkąt Kanizsy – odczytanie jest jednoznaczne (obszar bocznej kory potylicznej – rozpoznawanie przedmiotów) Wieloznaczność (bistabilność) – w danym czasie możliwa jest tylko jedna reprezentacja – jest ona prawidłowa (V3 i okolice czołowo-­‐ciemieniowe) Od jedno- do wieloznaczności
Metastabilność: mózg interpretuje czworokąty w perspektywie ku albo od odbiorcy (obie perspektywy nigdy nie występują naraz) Wieloznaczność I typu
Podobnie jak w przypadku sześcianu, obydwa obrazy bistabilnej figury należą do tej samej kategorii (twarz), nawet pomimo dodania elementu Wieloznaczność II typu
Poszczególne obrazy należą do dwóch różnych kategorii: -­‐twarze -­‐przedmioty Stabilna niestabilność
•  Umieszczenie dodatkowego elementu (człowieczka) na rysunku po prawej nie powoduje „ujednoznacznienia” obrazu •  Wieloznaczność jest fundamentalna, jest ona związana z wrodzonymi mechanizmami percepcji, a nie z wyższym czynnikiem semantycznym („umysłowym”, „racjonalnym”, „wolitywnym”) Estetyka wieloznaczności
•  Istnienie wielu interpretacji danego zjawiska jest normalne i powszechne w naszych umysłach/
mózgach •  „Dziewczyna z perłą” Vermeera: –  ogólnie: stabilny (barwny) obraz –  interpretacji podlega jednak wyraz twarzy – interpretacja zależna jest od posiadanych pojęć, wiedzy, emocji Estetyka wieloznaczności
•  Jaką relację przedstawia „Lekcja muzyki” Vermeera? •  „Moje ujęcie wieloznaczności różni się zasadniczo od zwykłych definicji słownikowych. Akcentuję w nim nie brak jasności czy brak pewności, lecz przeciwnie – pewność różnych scenariuszy, z których każdy jest tak samo uzasadniony jak pozostałe” (s. 100). Estetyka wieloznaczności
•  Dzieła, które cechują się stabilną wieloznacznością podobne są do dzieł niedokończonych •  „Pieta” Michała Anioła (który nie dokończył 2/3 swoich dzieł), „Tors belwederski” (anonim) – dokończenie należy do odbiorcy Model widzenia Davida Marra
Model widzenia Davida Marra
•  Jak dwuwymiarowy obraz odwzorowywany na siatkówce oka przekształcany jest na trójwymiarowe reprezentacje? •  Etapy przetwarzania informacji wzrokowych: –  (1) tworzenie pierwotnego szkicu sceny (wydobywane są podstawowe cechy strukturalne elementów sceny, które obejmują cechy takie jak krawędzie czy kontury) –  (2) tworzenie szkicu 2,5-­‐D (pierwotny szkic wzbogacany jest w nim m.in. o tekstury, co pozwala na wytworzenie głębi obrazu) –  (3) trójwymiarowy (3-­‐D) model sceny