Ο άνθρωπος είναι το πιο έξυπνο ον στον πλανήτη. Γιατί όμως, συμβαίνει αυτό; Η κατανόηση μας για τη λειτουργία του εγκεφάλου έχει αλλάξει ανά τα χρόνια. Τωρινά θεωρητικά μοντέλα περιγράφουν τον εγκέφαλο ως ένα κατανεμημένο σύστημα επεξεργασίας πληροφορίων. Αυτό σημαίνει ότι περιέχει διαφορετικά συστατικά, που είναι στενά συνδεδεμένα μέσω του δικτύου του εγκεφάλου. Για να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους, οι περιοχές ανταλλάσσουν πληροφορίες μέσω ένα σύστημα σημάτων εισόδου και εξόδου.

Ωστόσο, αυτό είναι μόλις ένα πολύ μικρό μέρος μία περίπλοκης φωτογραφίας. Σε μία μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Neuroscience, που χρησιμοποιεί δεδομένα από διαφορετικά είδη και πολλαπλές νευροεπιστημονικές συμπεριφορές, μία ομάδα επιστημόνων έδειξε ότι δεν υπάρχει μόνο ένα τύπος επεξεργασίας πληροφορίων στον εγκέφαλο. Επίσης, ο τρόπος επεξεργασίας της πληροφορίας, διαφέρει ανάμεσα στους ανθρώπους και στα άλλα θηλαστικά. Αυτό ίσως εξηγεί γιατί οι γνωστικές ικανότητες του είδους μας είναι τόσο ανώτερες.

Ειδικότερα, οι επιστήμονες εντόπισαν ότι διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου στην πραγματικότητα χρησιμοποιούν διαφορετικές στρατηγικές για να αλληλοεπιδράσουν μεταξύ τους.

Ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου ανταλλάσσουν πληροφορίες με άλλες με πολύ στερεότυπο τρόπο, χρησιμοποιώντας εισόδους και εξόδους. Αυτό διασφαλίζει ότι τα σήματα περνούν με αναπαραγόμενο και αξιόπιστο τρόπο. Αυτό ισχύει για περιοχές που είναι εξειδικευμένες για αισθητηριακές και κινητικές λειτουργίες (όπως η επεξεργασία του ήχου, της οπτικής και της κίνησης πληροφοριών).

Το παράδειγμα των ματιών

Τα μάτια, για παράδειγμα, στέλνουν σήματα στο πίσω μέρος του εγκεφάλου για επεξεργασία. Η πλειοψηφία των πληροφοριών που αποστέλλονται είναι διπλές και παρέχονται από κάθε μάτι. Οι μισές από αυτές τις πληροφορίες, με άλλα λόγια, δεν χρειάζονται. Έτσι ονομάζουμε αυτό το είδος επεξεργασίας πληροφοριών εισόδου-εξόδου «περιττό».

Αλλά ο πλεονασμός παρέχει στιβαρότητα και αξιοπιστία – είναι αυτό που μας δίνει τη δυνατότητα να βλέπουμε ακόμα με ένα μόνο μάτι. Αυτή η ικανότητα είναι απαραίτητη για την επιβίωση. Στην πραγματικότητα, είναι τόσο σημαντικό οι συνδέσεις μεταξύ αυτών των περιοχών του εγκεφάλου να είναι ανατομικά καλωδιωμένες στον εγκέφαλο, λίγο σαν ένα σταθερό τηλέφωνο.

Ωστόσο, δεν είναι περιττές όλες οι πληροφορίες που παρέχονται από τα μάτια. Ο συνδυασμός πληροφοριών και από τα δύο μάτια επιτρέπει στον εγκέφαλο να επεξεργάζεται το βάθος και την απόσταση μεταξύ των αντικειμένων. Αυτή είναι η βάση για πολλά είδη 3D γυαλιών στον κινηματογράφο.

Αυτό είναι ένα παράδειγμα ενός θεμελιωδώς διαφορετικού τρόπου επεξεργασίας πληροφοριών, με τρόπο που είναι μεγαλύτερος από το άθροισμα των μερών της. Αυτό το είδος επεξεργασίας πληροφοριών – όταν ενσωματώνονται πολύπλοκα σήματα από διαφορετικά δίκτυα εγκεφάλου – ονομάζεται «συνεργιστικό».

Η συνεργιστική επεξεργασία είναι πιο διαδεδομένη σε περιοχές του εγκεφάλου που υποστηρίζουν ένα ευρύ φάσμα πιο σύνθετων γνωστικών λειτουργιών, όπως η προσοχή, η μάθηση, η μνήμη εργασίας, η κοινωνική και αριθμητική γνώση.

Τέτοιες περιοχές όπου λαμβάνει χώρα πολλή συνέργεια – κυρίως στο μπροστινό και στο μέσο του φλοιού (το εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου) – ενσωματώνουν διαφορετικές πηγές πληροφοριών από ολόκληρο τον εγκέφαλο. Ως εκ τούτου, συνδέονται ευρύτερα και αποτελεσματικότερα με τον υπόλοιπο εγκέφαλο παρά με τις περιοχές που ασχολούνται με τις πρωτογενείς αισθητηριακές και κινητικές πληροφορίες.

Οι περιοχές υψηλής συνέργειας που υποστηρίζουν την ενοποίηση πληροφοριών έχουν επίσης συνήθως πολλές συνάψεις, τις μικροσκοπικές συνδέσεις που επιτρέπουν στα νευρικά κύτταρα να επικοινωνούν.

Είμαστε ξεχωριστοί λόγω της συνέργειας;

Οι επιστήμονες θέλησαν να μάθουν αν αυτή η ικανότητα συσσώρευσης και χτισίματος πληροφορίας μέσω περίπλοκων δικτών στον εγκέφαλο είναι διαφορετική ανάμεσα στους ανθρώπους και σε άλλα θηλαστικά, που είναι στενοί συγγενείς μας σε εξελικτικούς όρους.

Όταν εξέτασαν δεδομένα από εγκεφάλους χιμπατζήδων, διαπίστωσαν ότι όσο περισσότερο μια περιοχή του ανθρώπινου εγκεφάλου είχε επεκταθεί κατά τη διάρκεια της εξέλιξης σε μέγεθος σε σχέση με την αντίστοιχή της στον χιμπατζή, τόσο περισσότερο αυτή η περιοχή βασιζόταν στη συνέργεια.

Εξέτασαν επίσης γενετικές αναλύσεις από ανθρώπινους δότες. Αυτό έδειξε ότι οι περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με την επεξεργασία συνεργιστικών πληροφοριών είναι πιο πιθανό να εκφράζουν γονίδια που είναι μοναδικά ανθρώπινα και σχετίζονται με την ανάπτυξη και τη λειτουργία του εγκεφάλου, όπως η νοημοσύνη.

Αυτό οδήγησε στο συμπέρασμα ότι ο πρόσθετος ανθρώπινος εγκεφαλικός ιστός, που αποκτήθηκε ως αποτέλεσμα της εξέλιξης, μπορεί να είναι κυρίως αφιερωμένος στη συνέργεια. Με τη σειρά του, είναι δελεαστικό να υποθέσουμε ότι τα πλεονεκτήματα της μεγαλύτερης συνέργειας μπορεί, εν μέρει, να εξηγήσουν τις πρόσθετες γνωστικές ικανότητες του είδους μας. Η συνέργεια μπορεί να προσθέσει ένα σημαντικό κομμάτι στο παζλ της εξέλιξης του ανθρώπινου εγκεφάλου, που προηγουμένως έλειπε.

Η μελέτη αποκαλύπτει πώς ο ανθρώπινος εγκέφαλος πλοηγείται μεταξύ της αξιοπιστίας και της ενοποίησης των πληροφοριών. Χρειαζόμαστε και τα δύο. Το πλαίσιο που αναπτύχθηκε υπόσχεται κρίσιμες νέες γνώσεις σε ένα ευρύ φάσμα νευροεπιστημονικών ερωτημάτων, από αυτά σχετικά με τη γενική γνωστική λειτουργία έως τις διαταραχές.

ΠΗΓΗ: theconversation