Przyrodnicze i kulturowe obrazy świata

Transkrypt

1 Przyrodnicze i kulturowe obrazy świata wykład 9 Mózg ucieleśnienie obraz świata dr Mateusz Hohol sem. zimowy 2014/2015

2 Proszę o obejrzenie wykładu V.S. Ramachandrana (link pod zdjęciem) h:p:// vilayanur_ramachandran_on_your_mind.html

3 Propriocepcja a obraz/schemat ciała

4 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].

5 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

6 Propriocepcja Receptory na skórze Mechanoreceptory (dotyk) Termoreceptory (temperatura) Nocioreceptory (ból) Receptory wewnęrz Ścięgna Mięśnie Stawy Ośrodkowy układ nerwowy, wzgórze, kora

7 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]

8 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].

9 Bóle i kończyny fantomowe

10 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.

11 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.

12 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!

13 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

14 Lewopółkulowy obraz świata

15 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.

16 Proszę oglądnąć na YouTubie filmik na temat badań Michaela Gazzanigi pod tytułem Człowiek o dwóch mózgach - rozcięcie spoidła wielkiego :

17 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].

18

19 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)

20 Ślepota korowa i ślepowidzenie (blindsight)

21 Agnozja kształtu

22

23 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)

24 Widzenie struktury korowe MT (middle-temporal cortex)/

25 Dwie ścieżki informacji wzrokowych Szlak grzbietowy Szlak brzuszny

26 Tylna kora ciemieniowa Dolna kora skroniowa

27 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)

28 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.: wrażliwość na orientację przestrzenną 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)

29 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

30 Przetwarzanie informacji w układzie wzrokowym i percepcja hipoteza Zeki ego: w mózgu nie ma obszarów wyspecjalizowanych tylko w percepcji

31 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

32 Wieloznaczność wzrokowa Salvador Dali

33 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)

34 Od jedno- do wieloznaczności Metastabilność: mózg interpretuje czworokąty w perspektywie ku albo od odbiorcy (obie perspektywy nigdy nie występują naraz)

35 Wieloznaczność I typu Podobnie jak w przypadku sześcianu, obydwa obrazy bistabilnej figury należą do tej samej kategorii (twarz), nawet pomimo dodania elementu

36 Wieloznaczność II typu Poszczególne obrazy należą do dwóch różnych kategorii: - twarze - przedmioty

37 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 )

38 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

39 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).

40 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

41 Model widzenia Davida Marra

42 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