Szürke Állomány, Blog az agyműködésről

Viktor nevű olvasónk keresett meg két igen jó kérdéssel. A két kérdésre ebben és a következő bejegyzésben válaszolok. Külön, mert mindkettő összetett és mély, hoszabb választ igényel. Ráadásul mindkettő nagyon jól illik a negyedik évad témájához, mely a tudatosság kialakulásáról és viselt dolgairól szól. 

„Több forrásban is találkoztam egy érdekes jelenséggel: van amikor az agy felülírja a valóságot - ebben az esetben megváltoztatja az események sorrendjét az éntudat felé: vészhelyzetben, amikor gyorsabban kell dönteni, mint a feldolgozási sebesség: amikor pl. sikeresen kerültem el, hogy elüssek valakit, mert „fúú de gyors voltam”. A gyakorlatban az történt, hogy a szem érzékelte, agyi mechanizmusok döntöttek (félrerántottam a kormányt), majd utána tudatosult - de már úgy, hogy én voltam, aki döntött. :)  Ezt a jelenséget ön egészen biztosan ismeri, és még jobban tudja szemléltetni. Részemről ez szerint az agy az éntudat felett áll - elhiteti az éntudatot, az énképet a személlyel. Kíváncsi lennék, mit mond erről a tudós. (Egy társaságban felmerült, talán a telepátiára is ez a válasz, a „gondolok rá, és felhív'', „Jééé, éppen gondoltam rád”: az agy „játszik” az éntudattal (akár csak „így jön ki”, ahogy az álmok véletlenszerűsége.))”.

Az előző bejegyésben bemutatott többszintű reprezentáció megtalálható az agyban is. Az elsődleges érző kérgektől az érzékszerv-független asszociációs területekig az információ sejtcsoportok akciós potenciál mintázatában hordozódik, de területenként más a jelentése (a reprezentáció módja). 

Az AgySétában eljutottunk a harmadik rész, a harmadik szerveződési szintlépés bemutatásának végére. Foglaljuk össze mit is tanultunk, mi újat tudnak a második szintű agyi (meta)hálózatok az idegsejtekhez (első rész) és (kis)hálózatokhoz (második rész) képest.

Most hogy átvészeltük a jutalmazási rendszer irányításával működő felügyelt tanulás rendszerét és módszereit, nézzünk példákat is a működésére. Egy ingerre vagy egy cselekedetre adott válasz, vagy annak hiánya többféle kimenetellel (jutalom, büntetés, vagy ezek elmaradása) járhat, és ennek megfelelően eltérő módokon tanulnak az érintett agyi területek.

Nézzük akkor a dopamin második hatását. Ugyanis a pozitív RPE (sok dopamin)– vagyis amikor a kapott jutalom nagyobb vagy váratlanabb, mint amit előre vártunk – nemcsak tanulási jelet, hanem szubjektív élményt is kivált: örömöt, elégedettséget, "sikerérzést".

A dopaminfelszabadulás –a jutalom-predikciós hiba (RPE, reward prediction error) kódolása összetett agyi rendszerek összehangolt működése nyomán jön létre. Ezek a rendszerek érzékelik, összevetik és értékelik a várt és a bekövetkezett kimeneteleket, és ennek alapján határozzák meg, hogy felszabadul-e dopamin, milyen mennyiségben, és mely agyterületeken. Ami fontos, hogy nem a jutalom értéke számít itt, hanem a jutalom változása és váratlansága. Ez tanít minket a legjobban, hibáinkból és sikereinkből tanulunk a legjobban, nem a kb. jó rutinszerűen megcsinált dolgokból.

Most hogy átvettük a memóriák és a tanulás fajtáit, jön a legcikornyásabb rész, a jutalmazási rendszer (reward system) felépítésének és működésének bemutatása. A jutalmazási rendszer az agy egyik legfontosabb motivációs és tanulási rendszere, amely lehetővé teszi, hogy egy szervezet súlyozza (priorizálja), megtanulja és előnyben részesítse azokat a viselkedéseket, amelyek kellemes vagy hasznos kimenetelhez vezetnek és elkerülje azokat amik nem. A különböző típusú tanulások másként használják ezt a rendszert.

A tanulás alapja a szinaptikus súlyok megváltozása. A neuronhálózatoknál bemutattuk a memória alapjául szolgáló sejtszintű, társításos (asszociatív) tanulást, mely a Hebb szabályt használva alakítja a szinaptikus súlyokat, és ezért a hálózat információfeldolgozó képességét. Ez ugye a (kis)hálózat szintű tanulást írja le, ami azonnali és mindig bekövekezik, ha megvan az egyidejűség.

A mindennapi hatékony túléléshez a dolgokra különböző ideig kell emlékeznünk. Van amire csak egy rövid ideig (Mit hozzak a boltból? Hova tettem a bringa zárjának a kulcsát? Mik voltak a fizika feladatban a megadott értékek és mi a kérdés?), van amire örökre kell / kellene emlékezni (születési helyem, anyukám neve, a mohácsi vész időpontja). Egy eseményről, vagy egy terv eredményének sikeréről gyakran csak utólag dől el fontos-e, érdemes-e emlékezni rá. Ezért az agy eltérő részein kialakultak különböző időtartalmú memóriák, melyek azután, hogy az információ hasznosnak bizonyult, a rövidtávú memóriákból átkerülnek a hosszabbtávú memóriákba. (korábbi cikkünk a memóriáról)