Κάθε ομορφιά είναι αιωνιότητα. Ό,τι βλέπω, ό,τι ακούω, ό,τι αγγίζω, χώμα, αέρας, φως, είναι μέρος της αιωνιότητας. Αιωνιότητα δεν είναι ό,τι αντέχει στο χρόνο - γιατί τότε θα’χαν τα πρωτεία οι πολυκατοικίες και οι ουρανοξύστες - αλλά ό,τι σφραγίζει μια στιγμή ανεπανάληπτα.Λιλή Ζωγράφου

Δευτέρα, 27 Οκτωβρίου 2008

..εμείς οι άνθρωποι είμαστε κάποιες παράξενες κι αλλόκοτες μηχανές ..





















Από το τζιβαέρι στον γλυκό μου Επίκουρο..


Angels Colours and Music - GHEORGHE ZAMFIR



Ο εγκέφαλος και οι σύγχρονες επιστήμες


Πριν μερικές δεκαετίες ο Νίκος Καζαντζάκης, ακολουθώντας πιστά τη νιτσεϊκή του βιο-φιλοσοφία, έλεγε ότι εμείς οι άνθρωποι είμαστε κάποιες παράξενες κι αλλόκοτες μηχανές «που τις τροφοδοτείς με ψωμί, κρασί, ψάρι, χόρτα και σου παράγουν αναστεναγμούς, γέλιο και όνειρα».

Με κέντρο την αντίληψη αυτή έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια μία σειρά από επιστημονικούς τομείς, που ασχολούνται κυρίως με τον εγκέφαλο προσεγγίζοντάς τον είτε σαν μοντέλο είτε σαν πεδίο μελέτης.





Alexei Sultanov - Tchaikovsky ''Autumn song''



Η Βιοπληροφορική

Oι εξελίξεις στην Πληροφορική, στη Γενετική και την Ιατρική εισάγουν συνεχώς νέα δεδομένα στην ερευνητική προσπάθεια των επιστημόνων παγκοσμίως, αφού ο μοναδικός τρόπος για τη μετατροπή αυτών των δεδομένων σε γνώση είναι διαμέσου της αυξανόμενης χρήσης συστημάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών και ειδικότερα τις εφαρμογές πληροφορικής στις βιολογικές επιστήμες.

Η «Βιο-πληροφορική», όπως έχει ονομασθεί, αρχικά στοχεύει στο σχεδιασμό εργαλείων λογισμικού, με σκοπό τη διευκόλυνση και την επιτάχυνση της βιολογικής, της ιατρικής και της φαρμακολογικής έρευνας. Στη συνέχεια, όμως, οι υπολογιστές συμπαρασύρουν στην ξέφρενη εξέλιξή τους και τις βιο-επιστήμες με τις οποίες συνεργάζονται, αφού μαθαίνουμε ότι σήμερα ήδη έχουμε την κατασκευή των πρώτων υπολογιστών «βδέλλας», προγόνων των μελλοντικών βιολογικών υπολογιστών, που θα αντικαταστήσουν την ηλεκτρονική μνήμη με ζωντανά νευρικά κύτταρα. Ο κεντρικός επεξεργαστής ενός τέτοιου υπολογιστή «μαθαίνει» και εξελίσσεται στα πρότυπα του εγκεφάλου, ενσωματώνοντας τις διαδικασίες της ζωής.

Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής γίνεται ψηφιακός «βιότοπος» με κανόνες και νόμους εξέλιξης.






Juliette Greco - Les Feuilles Mortes



Η Τεχνητή Νοημοσύνη - Ζωή

Η Τεχνητή Νοημοσύνη διατρέχει την πέμπτη της δεκαετία ως επιστήμη με στόχο τη δημιουργία «σκεπτόμενων »μηχανών ή συστημάτων υπολογιστών με «ευφυή συμπεριφορά», έχοντας να παρουσιάσει εντυπωσιακές εφαρμογές. Μέσα σε ένα περιβάλλον, όπως αυτό που περιγράφθηκε προηγουμένως, μπορεί σήμερα να αναπτυχθεί μία νέα μορφή Τεχνητής Νοημοσύνης, «η Ψηφιακή Ζωή».

Ξεκινώντας από τα κυτταρικά αυτόματα, που είναι συστήματα ικανά να αναπαράγονται από μόνα τους, και χρησιμοποιώντας απλούς κανόνες συμπεριφοράς, φτάνουμε στα νευρωνικά δίκτυα, τα οποία αποτελούν υπολογιστική και προγραμματιστική προσομοίωση των νευρώνων του ανθρώπινου εγκεφάλου με δυνατότητα μάθησης μέσα από παραδείγματα.

Ενα τέτοιο λογισμικό που βρίσκει λύσεις σε περιπτώσεις με σύνθετα, ή ασαφή, δεδομένα είναι σε θέση να οργανώνεται με την πάροδο του χρόνου και με βάση τα δεδομένα αυτά, ενώ μπορεί ακόμα και να διορθώνει τα λάθη του. Για να ξεπεράσουν, όμως, τον εαυτό τους τα νευρωνικά δίκτυα, απαιτείται η τοποθέτησή τους σε ένα περιβάλλον Τεχνητής Ζωής και Κοινωνίας.

Ετσι, αποκτούν τη μορφή του bot, ή agent και γίνονται προγράμματα-χαρακτήρες, τα οποία κινούνται αυτόνομα, ανταποκρινόμενα σε γεγονότα που συμβαίνουν στο ψηφιακό τους οικοσύστημα. Κατόπιν, εισέρχονται σε ένα δαρβινικό περιβάλλον φυσικής εξέλιξης και ανταγωνίζονται με άλλα όμοιά τους, για να επικρατήσει το ισχυρότερο.

Η εξελικτική Πληροφορική που περιγράφουμε έχει ήδη δώσει εντυπωσιακά αποτελέσματα, καθώς χρησιμοποιείται σε συστήματα χρηματιστηριακών αποφάσεων και στο κυνήγι της καλύτερης τιμής στο ηλεκτρονικό εμπόριο. Οι μελλοντικές της δυνατότητες είναι πραγματικά αφάνταστες, γιατί ξεδιπλώνει μία δυναμική, την οποία η απλή ρομποτική κατασκευή δεν μπορεί να πλησιάσει: τη δυναμική της Tεχνητής Zωής.






Yves Montand - Les Feuilles Mortes



Οι Νευροεπιστήμες

Από την άλλη πλευρά, με δέος παρακολουθούμε και την ταχύτατη εξέλιξη της ομάδας των επιστημών που ονομάζονται «Νευροεπιστήμες». Εδώ, μέσα από μία εξορθολογικοποιημένη προσέγγιση και ένα επιστημονικό πεδίο που διέπεται από συγκεκριμένους και αυστηρούς κανόνες λειτουργίας, τα νοητικά φαινόμενα εξηγούνται με τη βοήθεια μιας μεθόδου καθαρά φορμαλιστικής και αντιμετωπίζονται ως λειτουργίες (λειτουργισμός). Αυτό που είναι σημαντικό, πλέον, δεν είναι το «τι είναι» τα νοητικά φαινόμενα, αλλά το «πώς λειτουργούν».Στο πεδίο αυτό επεξεργάζεται και το ερώτημα για τη σχέση του εγκεφάλου με τη νόηση.

«Ο πληροφορημένος πολίτης του 21ου αιώνα για των μεν Θεολόγων το αλάθητο πάντα αμφιβάλλει, για των δε Νευροεπιστημόνων σπανίως!», αναφέρει χαρακτηριστικά ο καθηγητής Ανδρέας Παπανικολάου, Διευθυντής του τμήματος Κλινικών Νευροεπιστημών, στο Παν/μιο του Τέξας και συνεχίζει συνοψίζοντας τις απόψεις συναδέλφων του για το παραπάνω πρόβλημα: «Πρώτον, φαίνεται πως όλοι συμφωνούν στο ότι δεν υπάρχει πρότυπο περί ου ο λόγος, αν και κάποιοι διατείνονται ότι θα προκύψει αργά ή γρήγορα, πράγμα που σημαίνει ότι οι σχετικές εξαγγελίες των νευροεπιστημόνων προσεγγίζονται με την ίδια κριτική στάση που αντιμετωπίζονται αυτές των θεολόγων. Διαφορετικά μεροληπτούμε και δείχνουμε λογική ασυνέπεια, η οποία στην επιστήμη είναι ανάλογη του αμαρτήματος στη Θεολογία.

Δεύτερον, κάποιοι υποστηρίζουν πως δεν χρειαζόμαστε παραγωγικό πρότυπο για να στηρίξουμε ή να δικαιώσουμε την πεποίθησή μας ότι ο εγκέφαλος παράγει ψυχισμό (νόηση), στην οποία περίπτωση πάλι διερωτώμαι πού τότε να τη στηρίξουμε, δεδομένου ότι ως επιστήμονες (όπως και οι θεολόγοι) δεν μπορούμε να επικαλεστούμε το «πίστευε και μη ερεύνα»...




André Andersen - The Autumn Song



Η Γνωσιακή Επιστήμη


Η επιστήμη της Πληροφορικής και των Νευροεπιστημών, όμως, απαρτίζουν, μαζί με άλλες, τη Γνωσιακή Επιστήμη, η οποία συγκεφαλαιώνει μία προσπάθεια να εξηγηθούν επιστημονικά οι νοητικές λειτουργίες του εγκεφάλου. Οι βασικές παραδοχές της Γνωσιακής Επιστήμης είναι οι εξής: α. Η νόηση ταυτίζεται με τη λειτουργία της και β. Η λειτουργία ταυτίζεται με τον υπολογισμό.

Η Γνωσιακή Επιστήμη αποτελεί έτσι ένα επιστημονικό πεδίο των τελευταίων δεκαετιών, το οποίο, παράλληλα με τις εξελίξεις και την αρωγή και των άλλων επιστημών που περιλαμβάνει, πρεσβεύει ότι είναι δυνατόν να αποκρυπτογραφήσει και να εξηγήσει επιστημονικά τη φύση των νοητικών φαινομένων, στη βάση κυρίως του μοντέλου της λειτουργίας των ηλεκτρονικών υπολογιστών.





Khong con mua thu



Η Φιλοσοφία

Η σύγχρονη τώρα φιλοσοφία που συνήθως συνθέτει το νέο κάθε φορά κοσμοείδωλο -όπως αυτό διαμορφώνεται από τα πορίσματα που προσφέρουν οι επιμέρους επιστήμες και καθορίζει κατ' αυτόν τον τρόπο τη θέση του ανθρώπου εντός αυτού, ενώ παράλληλα είναι αυτή που θέτει τα όρια στην απολυτοκρατία που μπορεί να απορρέει από την απόλυτη πίστη στην επιστήμη- καλείται σήμερα να επεξεργαστεί τα επιχειρήματα επιστημών, όπως η Βιοπληροφορική, η Τεχνητή Νοημοσύνη, οι Νευροεπιστήμες και η Γνωσιακή Επιστήμη και να τα αναδιατυπώσει με τέτοιο τρόπο, ώστε να τα ανασυγκροτήσει, να εντοπίσει, εάν υπάρχουν, κάποια θεωρητικά ή μεθοδολογικά προβλήματα και να οδηγήσει σε αποσαφήνιση και διαφωτισμό της ανθρώπινης σκέψης γύρω από αυτά.


Συνοψίζοντας, διαπιστώνουμε ότι σε αντίθεση με την άποψη του Καζαντζάκη, ακόμη και σήμερα, με κέντρο «το θαυμαστό όργανο» που ονομάζεται εγκέφαλος, σκιαγραφούμε τα όρια της σχέσης που μπορεί να υπάρξει μεταξύ των επιστημονικών επιτευγμάτων με την πανάρχαια προσπάθεια να κατανοηθούν η νόηση, και η ίδια η ζωή, που αποτελούν τα κλασικά υπαρξιακά μας ερωτήματα.
* Ο κ. Κωνσταντίνος Κουτσογιάννης είναι ακτινοφυσικός.
πηγή: http://www.agoraideon.gr/site/index.php?option=com_content&task=view&id=230&Itemid=37




"L'Estate" da Vivaldi a Van Gogh



Κυριακή, 19 Οκτωβρίου 2008

Με άλλα λόγια, ποια είναι η σχέση του νου του ανθρώπου με το υπόλοιπο σύμπαν;














Στη Γιώτα, το Ηλιανθάκι μου από το τζιβαέρι

Αναζητώντας τον νου

Η διερεύνηση των λειτουργιών που μας
«κάνουν ανθρώπους
»


Συμφωνώντας με τον φιλόσοφο John Searle μπορώ να πω ότι το κρίσιμο ερώτημα που τίθεται με αυτό το σύντομο αφιέρωμα είναι: Πώς γίνεται ένας κόσμος που έχει δημιουργηθεί από απλά συστήματα- όπως τα άτομα και τα μόρια- να παράγει νοητικές λειτουργίες,οι οποίες περιέχουν ορισμένα χαρακτηριστικά που φαίνεται να είναι ασυμβίβαστα με την υλική υπόσταση του σύμπαντος,χαρακτηριστικά όπως είναι η συνείδηση,η προθετικότητα,η υποκειμενικότητα,η νοητική αιτιότητα;


Με άλλα λόγια, ποια είναι η σχέση του νου του ανθρώπου με το υπόλοιπο σύμπαν;

Πανάρχαιο ερώτημα που αποπειράθηκαν να απαντήσουν όλες οι θρησκείες, οι διάφορες φιλοσοφικές σχολές αλλά και οι επιστήμες, ιδίως ο επιστημονικός εκείνος χώρος που σήμερα ονομάζεται Νευροεπιστήμη.

Στην αρχαία Ελλάδα, ήδη από τον 6ο αιώνα π.Χ. ο προσωκρατικός φιλόσοφος Αλκμαίων υποστήριξε ότι ο εγκέφαλος ήταν το κέντρο των αισθήσεων, της κίνησης και της σκέψης, άποψη που υποστηρίχτηκε τον 4ο αιώνα από τους ιπποκρατικούς συγγραφείς. Στον 2ο αιώνα π.Χ. οι Αλεξανδρινοί ανατόμοι Ηρόφιλος και Ερασίστρατος πραγματοποίησαν συστηματικές μελέτες της ανατομίας του εγκεφάλου
και διατύπωσαν υποθέσεις για τον ρόλο που παίζει ο εγκέφαλος στη συμπεριφορά.

Αυτή η πορεία φτάνει στην κορυφαία της στιγμή με τον Γαληνό ο οποίος πραγματοποίησε πολλές ανατομικές και λειτουργικές μελέτες του εγκεφάλου.
Ανακόπτεται, όμως, κατά τη διάρκεια των αιώνων της θρησκείας μέχρι τον 16ο αιώνα, όταν αυτή η μεγάλη μορφή, ο Λεονάρντο ντα Βίντσι, στρέφει το ενδιαφέρον του στον εγκέφαλο, ανατέμνονταςόχι βέβαια χωρίς κόστος- εγκεφάλους βοδιού. Εκτοτε, η μελέτη του εγκεφάλου και του νου ήταν μία συνεχής προσπάθεια κατανόησης της φύσης του ανθρώπου με τρόπους διάφορους από αυτούς που πρέσβευαν και πρεσβεύουν στο βασίλειο των δεισιδαιμονιών και των θεών.

Τoν επόμενο αιώνα ο Καρτέσιος διατυπώνει τη θεωρία τού «αλληλεπιδρώντος δυϊσμού». Είναι πέρα από κάθε αμφισβήτηση ότι η διατύπωση της θεωρίας αυτής απελευθέρωσε την επιστήμη από τη θρησκεία περιορίζοντας, έτσι, τον ανορθολογισμό. Από την άλλη όμως πλευρά, η άποψη του Καρτέσιου ότι κάθε ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της ανθρώπινης συμπεριφοράς πραγματώνεται από ένα «πνευματικό κάτι», τη νοούσα ουσία, που βρίσκεται έξω από τη μέθοδο και τους κανόνες της επιστημονικής έρευνας, οδήγησε στον περιορισμό της μελέτης του νου στον χώρο της φιλοσοφίας.

Ηδη από την εποχή του Καρτέσιου υπήρξαν και διαφορετικές φωνές, όπως αυτή του γιατρού Τhomas Willis. Ο Willis ήταν καθηγητής της Φυσικής Φιλοσοφίας στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Το 1660, μετά την επάνοδο στην εξουσία του Καρόλου Β΄, αρνήθηκε να μετακομίσει στο Λονδίνο και να συμμετάσχει στην ίδρυση της Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών. Η συγκεκριμένη στάση του έδωσε πολύ μεγάλη δύναμη στην Οξφόρδη και έτσι, έναν χρόνο αργότερα, κατάφερε να εγκαταλείψει την υποχρεωτική μέχρι τότε διδασκαλία του Αριστοτέλη και άρχισε να ανατέμνει εγκεφάλους ζώων και νεκρών ανθρώπων. Το 1664 ο Willis δημοσίευσε το περίφημο βιβλίο του «Cerebri Αnatome» («Ανατομία των Εγκεφαλικών Ημισφαιρίων»). Εκεί ο Willis υποστηρίζει ότι η αντίληψη, η μνήμη,η ευφυΐα και όλες οι βουλητικές λειτουργίες διεξάγονται στα εγκεφαλικά ημισφαίρια.

Το «Cerebri Αnatome» διδασκόταν μέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα, τον αιώνα που τέθηκαν οι βάσεις για τη σύγχρονη νευροεπιστημονική έρευνα. Κατ΄ αρχήν ο Δαρβίνος, υποστηρίζοντας ότι η συμπεριφορά είναι αποτέλεσμα μιας μακροχρόνιας εξελικτικής διαδικασίας, ιδίως με το βιβλίο του « Τhe expression of the Εmotions in Μan and Αnimals» (1872), έβαλε την ψυχολογία στον χώρο της πειραματικής έρευνας, γεγονός που επισφραγίζεται με την ίδρυση το 1878 του Εργαστηρίου Πειραματικής Ψυχολογίας στο Πανεπιστήμιο Ηarvard από τον William James, αδελφό του συγγραφέα Ηenry James. Εχει λεχθεί ότι ο William James είναι ο Καρτέσιος του 20ού αιώνα όχι μόνο διότι απάλλαξε την ψυχολογία από τη φιλοσοφία, αλλά και διότι έθεσε θεμελιώδη ερωτήματα, όπως αυτά που σχετίζονται με τη φύση της συνείδησης. Ερωτήματα, η απάντηση στα οποία αναζητείται τον 21ο αιώνα.

Στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα οι Ρierre-Ρaul Βroca και Κarl Wernicke εντοπίζουν, έπειτα από μελέτη του εγκεφάλου ασθενών που έπασχαν από αφασία, δύο περιοχές του λόγου με διαφορετική εντόπιση και διαφορετική λειτουργία. Ο πρώτος διατύπωσε για πρώτη φορά, το 1861, μία από τις βασικές αρχές της εγκεφαλικής λειτουργίας: «Μιλάμε με το αριστερό ημισφαίριο» («Νous parlons avec l΄ hemisph re gauche»). Ο δεύτερος, τοποθετώντας την αρχή της εντοπισμένης λειτουργίας σε ένα συνδεσμολογικό πλαίσιο, εκτιμούσε, σε βιβλίο που εξέδωσε το 1876, ότι διαφορετικά στοιχεία μιας περίπλοκης συμπεριφοράς, όπως είναι ο λόγος, υφίστανται επεξεργασία σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου που συνδέονται μεταξύ τους. Προώθησε έτσι τα πρώτα στοιχεία για την ιδέα της κατανεμημένης επεξεργασίας, που αποτελεί πλέον κεντρικό σημείο της θεώρησης που έχουμε σήμερα για τη λειτουργία του εγκεφάλου.

Την ανατομική βάση αυτής της σύνδεσης των περιοχών του εγκεφάλου θα τη δώσει λίγα χρόνια αργότερα ο Ισπανός ιστολόγος Santiago Ramon Υ Cajal. Ο Cajal δημοσιεύει το 1888 θαυμάσιες ιστολογικές εικόνες του εγκεφάλου, όπως τις έβλεπε στο μικροσκόπιο, κάνοντας παράλληλα την εξής παρατήρηση: « Η μόνη άποψη που βρίσκεται σε αρμονία με τα δεδομένα μου είναι ότι τα νευρικά κύτταρα είναι ανεξάρτητα το ένα από το άλλο και ότι η επέκταση της νευρικής δράσης γίνεται με επαφές στο επίπεδο ορισμένων συσκευών ή διατάξεων σύνδεσης». Οι δομές αυτές που χωρίζουν και παράλληλα συνδέουν τα νευρικά κύτταρα θα ονομασθούν «συνάψεις» από έναν από τους θεμελιωτές της σύγχρονης νευροφυσιολογίας, τον Charles Sherrington.

Σήμερα κανείς, ίσως, δεν αμφιβάλλει για την ύπαρξη των συνάψεων, οι δε γνώσεις μας για τη λειτουργία τους είναι εντυπωσιακές. Εκείνα τα χρόνια όμως, και για περίπου μισόν αιώνα, η διαμάχη για το αν υπάρχουν ή όχι συνάψεις ήταν πολύ έντονη. Παρ΄ όλον ότι και η συναπτική και η θεωρία εντοπισμού των λειτουργιών του εγκεφάλου επιβεβαιώνονταν συνεχώς από νέα δεδομένα, εντούτοις και οι δύο δέχθηκαν έντονη πολεμική.

Ο ανορθολογισμός έχει πάντα τους τρόπους του να διεισδύει ακόμη και στον χώρο της επιστήμης.

Ωστόσο, παρά τις όποιες αντιφάσεις, το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα χαρακτηρίζεται από την εξαιρετική ανάπτυξη των επιστημών του νευρικού συστήματος και των γνώσεων για τη λειτουργία του εγκεφάλου,όπως επίσης και την ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών λειτουργικής απεικόνισης του εγκεφάλου.

Μεγάλος αριθμός επιστημών ασχολείται με τη λειτουργία των νευρικών κυττάρων, την μεταξύ τους επικοινωνία, τη λειτουργία του εγκεφάλου και της συμπεριφοράς, των λειτουργιών του νου, των ψυχικών λειτουργιών. Αναφέρω μερικές από αυτές: νευροφυσιολογία, νευροχημεία, νευροφαρμακολογία, μοριακή και κυτταρική βιολογία, νευρολογία, ψυχιατρική, ψυχολογία, ψυχανάλυση, ηθολογία, επιστήμη των υπολογιστών, γλωσσολογία, επιστήμες της εκπαίδευσης κ.λπ.

Η κατανόηση της λειτουργίας των συνάψεων και η ανακάλυψη των νευροδιαβιβαστικών ουσιών, που αποτελούν το μέσον επικοινωνίας των νευρικών κυττάρων στο επίπεδο της σύναψης, έδωσε τη δυνατότητα να κατανοήσουμε βασικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του φυσιολογικού και του πάσχοντος εγκεφάλου. Τούτο έχει ως συνέπεια τη δημιουργία όλο και καλύτερων φαρμάκων για την αντιμετώπιση των ψυχικών και νευρολογικών παθήσεων. Η απο-ασυλοποίηση των ψυχικά πασχόντων δεν θα ήταν δυνατόν να επιτευχθεί χωρίς τη βοήθεια των ψυχοφαρμάκων.

Ειδικά, κατά τις τελευταίες δεκαετίες, η εξαιρετική ανάπτυξη των επιστημών του νευρικού συστήματος και των γνώσεων για τη λειτουργία του εγκεφάλου, όπως επίσης και η ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών λειτουργικής απεικόνισης του εγκεφάλου, έδωσαν τη δυνατότητα να τεθούν (ή να ξανατεθούν) επί τάπητος ερωτήματα τα οποία πριν από λίγα χρόνια δεν ήταν δυνατόν να συζητηθούν. Οπως πώς δημιουργούνται τα συναισθήματα, τι είναι η συνείδηση, ποια είναι η νευροβιολογική βάση της δημιουργικότητας κ.λπ.

Δηλαδή δίνεται η δυνατότητα να διερευνηθούν όλες εκείνες οι λειτουργίες που μας «κάνουν ανθρώπους» και οδήγησαν στη δημιουργία του πολιτισμού. Οι νευροεπιστήμονες που συμμετέχουν σε αυτό το σύντομο αφιέρωμα θα μας δώσουν τη δική τους άποψη για αυτή την περιπέτεια του ανθρώπινου νου.

πηγή: Βήμα ιδεών - Τεύχος 06/6/2008
του Ηλία Κούβελα, Ομότιμου Καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών


Manos Hadjidakis - Mary Linda "Song of the sirene"

Παρασκευή, 3 Οκτωβρίου 2008

Ο άνθρωπος σκέφτεται, άρα Υπάρχω, λέει το Σύμπαν. Paul Valery














L'autunno - Vivaldi





Ο εγκέφαλος που (δεν) ξέρουμε









The Human Brain - Carl Sagan



Ο άνθρωπος σκέφτεται, άρα Υπάρχω, λέει το Σύμπαν
PAUL VALERY

ImageΗ περιέργεια και το ενδιαφέρον για τον εγκέφαλο ανιχνεύεται ιστορικά τέσσερις χιλιετίες πριν. Η πρώτη γραπτή αναφορά στον εγκέφαλο ανευρίσκεται σε πάπυρο του 17ου αιώνα π.Χ., που όμως είναι μάλλον αντίγραφο παλαιότερου παπύρου (2.300-2.500 π.Χ.). Την πλήρη, ωστόσο, παραδοχή της απόλυτης σημασίας που έχει η κατανόηση της κατασκευής και λειτουργίας του εγκεφάλου, τη σηματοδοτεί ο Spinoza όταν δηλώνει ότι “οι άνθρωποι κρίνουν τα πράγματα σύμφωνα με τη διαμόρφωση του εγκεφάλου τους”. Είναι προφανές ότι η έρευνα του εγκεφάλου αναπτύχθηκε μέσα στους αιώνες με εξαιρετική βραδύτητα, γεγονός που δε μπορεί παρά να αποδοθεί κυρίως στα πολυάριθμα εμπόδια που αντιτάχθηκαν πάντοτε σ’αυτή την έρευνα. Μύχιοι φόβοι, ιδεολογικά εμπόδια και θρησκευτικές προλήψεις, καθήλωσαν ή απέτρεψαν την έρευνα του εγκεφάλου, τον οποίο ήδη ο Γαληνός (2ος μ.Χ. αιώνας) αναγνώριζε ως κέντρο του νευρικού συστήματος και υπεύθυνο για τη διακυβέρνηση του σώματος. Χρειάστηκε λοιπόν να φτάσουμε στον 17ο αιώνα προκειμένου να γίνουν κάποια βήματα πέρα από το επίπεδο των γνώσεων του Γαληνού και να γίνει ευρύτερα αποδεκτό ότι ο άνθρωπος σκέφτεται με τον εγκέφαλό του. Στις αρχές πλέον του 20ου αιώνα, ο Πατριάρχης των σύγχρονων νευροεπιστημών Ramon y Cajal διατυπώνει τον αφορισμό ότι “όσο ο εγκέφαλος παραμένει μυστήριο, τότε η αντανάκλασή του, το σύμπαν, θα παραμένει επίσης μυστήριο”.


Neurons-How they work-Human Brain



Εγκέφαλος και νους
Τις τελευταίες δεκαετίες, εκτεταμένη συνεργασία μεταξύ των επιμέρους κλάδων των βιολογικών επιστημών οδήγησε προοδευτικά στη συνειδητοποίηση ότι αυτό που συνήθως ονομάζουμε νόηση είναι μία σειρά διαδοχικών λειτουργιών που εκτελούνται από τον εγκέφαλο, δηλ. από τα δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα που τον αποτελούν. Οι ενέργειες του εγκεφάλου αποτελούν τη βάση του συνόλου της συμπεριφοράς, ενώ οι ανωμαλίες συμπεριφοράς που χαρακτηρίζουν τις ψυχικές ασθένειες είναι διαταραχές της λειτουργίας του εγκεφάλου. Αυτό σημαίνει ότι η πλήρης κατανόηση των νοητικών λειτουργιών και της συμπεριφοράς μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την επιστημονική εξέταση του εγκεφάλου. Η μάχη λοιπόν που δίνεται σήμερα στις νευροεπιστήμες είναι για την εξήγηση των εγκεφαλικών λειτουργιών και της συμπεριφοράς με βάση τα χαρακτηριστικά οργάνωσης και λειτουργίας των βασικών δομικών μονάδων του εγκεφάλου, των νευρικών κυττάρων.

Neural Impulse 3D Animation




Τι είναι ο εγκέφαλος;
Ο εγκέφαλος, η πιο σύνθετη ζωντανή κατασκευή στο σύμπαν, είναι ένας ιστός που υπολογίζεται ότι αποτελείται από 100 περίπου δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα ή νευρώνες, όσα περίπου τα άστρα του γαλαξία μας, και από δεκαπλάσια περίπου στηρικτικά-βοηθητικά κύτταρα, τα νευρογλοιακά κύτταρα. Τα νευρικά κύτταρα έχουν τα ίδια γονίδια και τον ίδιο βιοχημικό εξοπλισμό με τα υπόλοιπα σωματικά κύτταρα, αλλά και κάποια επιπλέον χαρακτηριστικά που κάνουν τον εγκέφαλο να λειτουργεί πολύ διαφορετικά από ότι το οποιοδήποτε άλλο όργανο του σώματος. Τα νευρικά κύτταρα διαφοροποιούνται, μεταξύ άλλων, από τα άλλα κύτταρα ιδιαίτερα για το ιδιόμορφο σχήμα τους, για την κυτταρική τους μεμβράνη που μπορεί να διεγείρεται και να παράγει νευρικές ώσεις (=ηλεκτρικά σήματα), και τέλος για τη δυνατότητά τους να συνομιλούν μεταξύ τους μέσω ειδικών θέσεων διανευρωνικής επικοινωνίας, των συνάψεων.

.
Τα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου, τα οποία εάν είχαν τον όγκο κόκκων άμμου θα γέμιζαν την καρότσα ενός φορτηγού, αποτελούνται από ένα κυτταρικό σώμα, το οποίο περιέχει τα γονίδια και τον βιοχημικό εξοπλισμό για τη λειτουργία του κυττάρου, και από αρκετές νηματοειδείς αποφυάδες, δηλαδή τον νευράξονα και τους δενδρίτες. Η επιφάνεια των δενδριτών και του κυτταρικού σώματος παραλαμβάνει τα φυσικά ερεθίσματα ή τα σήματα-πληροφορίες που προσάγουν άλλα νευρικά κύτταρα, και ο νευράξονας μεταφέρει την ενδεχόμενη απάντηση του νευρικού κυττάρου.

Action Potenital



Πως διακινούνται οι πληροφορίες στον εγκέφαλο;
Τα νευρικά κύτταρα οργανώνονται σε οδούς μετάδοσης σημάτων και η λειτουργία του εγκεφάλου βασίζεται στη ροή πληροφοριών διαμέσου σύνθετων κυκλωμάτων που αποτελούνται από αλληλοσυνδεόμενα νευρικά κύτταρα. Η μετάδοση της πληροφορίας γίνεται με δύο διαφορετικούς αλλά συμπληρωματικούς τρόπους, έναν ηλεκτρικό και έναν χημικό. Η διέγερση ενός νευρικού κυττάρου είναι μία στιγμιαία και παροδική διαταραχή στην κατανομή ηλεκτροθετικών και ηλετραρνητικών ιόντων της κυτταρικής του μεμβράνης, η οποία διατρέχει χωρίς παραμόρφωση, με ταχύτητα 1-100 μέτρα το δευτερόλεπτο, όλο το μήκος του νευράξονα μέχρι να φθάσει σε εξειδικευμένες θέσεις διακυτταρικής επικοινωνίας που ονομάζονται συνάψεις. Εκεί προκαλεί την απελευθέρωση ειδικών ουσιών, των νευροδιαβιβαστών, που αλληλεπιδρούν με υποδοχείς που βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη των κυττάρων-αποδεκτών για να μεταδώσουν την πληροφορία. Από την καφεϊνη του αθώου καφέ ή τη θεοφυλλίνη του ακόμη πιο αθώου τσαγιού, μέχρι τις αμφεταμίνες ή το LSD, αμέτρητες φυσικές ουσίες ή φάρμακα ασκούν την ήπια ή δραστική, ευεργετική ή καταστρεπτική δράση τους στον εγκέφαλο επηρεάζοντας ακριβώς αυτή τη συναπτική διαβίβαση σημάτων. ΄Ενας συνηθισμένος νευρώνας δέχεται σήματα από 1.000 περίπου άλλους νευρώνες και στέλνει σήματα σε 1.000-10.000 (σε μερικές περιπτώσεις και σε 100.000) άλλους νευρώνες.

Action potential



Το σήμα που μεταφέρουν οι νευροδιαβιβαστές μπορεί να είναι διεγερτικό ή ανασταλτικό και, επομένως, οι συνάψεις διεγερτικές ή ανασταλτικές. Στις διεγερτικές συνάψεις, ο νευροδιαβιβαστής ευνοεί τη διαταραχή στην κατανομή των ιόντων της κυτταρικής μεμβράνης του κυττάρου-αποδέκτη της πληροφορίας, ενώ στις ανασταλτικές συνάψεις ο νευροδιαβιβαστής συμβάλλει στη διατήρηση της ηλεκτρικής ισορροπίας της κυτταρικής μεμβράνης. Σε κάθε στιγμή, ένα νευρικό κύτταρο μπορεί να δέχεται εκατοντάδες ή και χιλιάδες αντιφατικές προσταγές από διεγερτικές και ανασταλτικές συνάψεις που σχηματίζουν άλλα κύτταρα. Το αν θα αντιδράσει, παράγοντας ένα ηλεκτρικό σήμα, ή όχι εξαρτάται από τον αριθμό και την αποτελεσματικότητα των διεγερτικών και των ανασταλτικών σημάτων που δέχεται. Επομένως, τα νευρικά κύτταρα είναι μικροεπεξεργαστές πληροφοριών, οι οποίοι με την ειδική τους λειτουργία αποτρέπουν το πνευματικό χάος.

Neural Synapse



Πως διακρίνει ο εγκέφαλος τον ήχο από την εικόνα και την οσμή;
Όπως γίνεται φανερό από τα παραπάνω, τα σήματα που διατρέχουν τα νευρικά κύτταρα είναι έντονα τυποποιημένα. Το εύλογο ερώτημα που προκύπτει λοιπόν είναι πώς ο εγκέφαλος διαφοροποιεί και μεταφράζει κατά περίπτωση το σήμα σε πόνο, ήχο, εικόνα, οσμή κ.λ.π.

Το είδος της πληροφορίας που μεταφέρει κάθε ηλεκτρικό σήμα που διατρέχει ένα νευρικό κύτταρο δεν εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του σήματος αυτού αλλά από την οδό του εγκεφάλου στην οποία ταξιδεύει. Νευρικά κύτταρα, δηλαδή, με όμοιες ιδιότητες έχουν διαφορετικές λειτουργίες εξαιτίας των διαφορετικών συνδέσεων που πραγματοποιούν στον εγκέφαλο. Κατά την επαφή μας με το περιβάλλον, διαφορετικές πληροφορίες (οπτικές, ακουστικές, απτικές κ.λ.π) παραλαμβάνονται από αντίστοιχους ειδικούς υποδοχείς και, αφού αποδομηθούν παραπέρα σε επιμέρους στοιχεία (π.χ. μορφή, χρώμα, κίνηση κ.λ.π. για τις οπτικές πληροφορίες), μεταφέρονται με παράλληλες χωριστές νευρικές οδούς σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου, όπου και κωδικεύονται. Ο εγκέφαλος δηλαδή δεν φωτογραφίζει τον κόσμο όπως είναι· αντίθετα, τον διασπά σε επιμέρους στοιχεία τα οποία αναπαριστά σε σύνολα διασυνδεόμενων νευρικών κυττάρων. Η εικόνα, δηλαδή, ενός αγαπημένου προσώπου που έχουμε στην μνήμη μας δεν είναι αποθηκευμένη αυτούσια, αλλά συντίθεται κάθε φορά που την ανακαλούμε από πολλά επιμέρους στοιχεία φυλαγμένα σε μικρά νευρωνικά κυκλώματα. Αυτό σημαίνει ότι παρά την εντύπωση που έχουμε ότι η αντίληψη, η αίσθηση, η μνήμη κ.λ.π. αποτελούν συνεχείς και αδιαίρετες νοητικές διεργασίες, στην πραγματικότητα αποτελούν συνθετική έκφραση της δραστηριότητας πολλών επιμέρους περιοχών του εγκεφάλου.

The Sense of Smell, CNS


The Sense of Hearing


The Sense of Sight


Γονίδια ή περιβάλλον ;
Εάν παραδεχθούμε ότι οι πνευματικές επιδόσεις είναι αποτέλεσμα της οργάνωσης του εγκεφάλου, ένα ενδιαφέρον ερώτημα είναι εάν αυτή εξαρτάται από κληρονομικούς παράγοντες ή από το περιβάλλον. Μία πρώτη έμμεση απάντηση που μπορεί να δοθεί είναι ότι το σύνολο των γονιδίων του ανθρώπου, λιγότερα από 50.000, δεν επαρκεί αριθμητικά για να προκαθορίσει τη θέση και τα χαρακτηριστικά 100 δισεκατομμυρίων νευρικών κυττάρων και 100 τρισεκατομμυρίων θέσεων διανευρωνικής επικοινωνίας, δηλ. των συνάψεων. Ο γενετικός χάρτης δηλαδή δεν περιέχει ένα πλήρες και ακριβές σχεδιάγραμμα του εγκεφάλου. Ακόμη και οργανισμοί οι οποίοι αναπτύχθηκαν ως κλώνοι ενός γονιμοποιημένου ωαρίου, όπως οι μονοωογενείς δίδυμοι, έχουν εγκεφάλους των οποίων οι κύριες νευρικές οδοί είναι φυσικά όμοιες, αλλά οι λεπτομερείς συναπτικές τους σχέσεις διαφέρουν. Αυτό που κάνουν τα γονίδια είναι να διαμορφώνουν ένα χονδροειδές σχέδιο νευρωνικής οργάνωσης. Μελέτη των επιπτώσεων που έχουν οι πρώιμες εμπειρίες στην οργάνωση του εγκεφάλου αποδεικνύει ότι οι περιβαλλοντικές επιρροές δεν σταθεροποιούν ένα ήδη αναπτυγμένο σχέδιο νευρωνικής οργάνωσης, αλλά επεμβαίνουν στη διαμόρφωσή του. Αυτό το επιτυγχάνουν εκλεπτύνοντας ένα αρχικά αδρό σχέδιο, μέσω επιλεκτικής ενίσχυσης ή κατάργησης νευρωνικών συνδέσεων. Κληρονομικότητα και περιβάλλον, δηλαδή, διαμορφώνουν από κοινού το όργανο της συμπεριφοράς.

Κλείνοντας την πολύ σύντομη αυτή αναφορά σε μερικές βασικές αρχές οργάνωσης και λειτουργίας του εγκεφάλου πρέπει να υπογραμμίσουμε τα μεγάλα βήματα που έγιναν, ιδιαίτερα τις τελευταίες δεκαετίες, στην προσπάθεια αποκρυπτογράφησης των μυστικών του εγκεφάλου. Πρέπει όμως να τονίσουμε, επίσης, ότι η πλήρης διαλεύκανση των αρχών οργάνωσης και λειτουργίας του οργάνου που κυβερνά τη συμπεριφορά μας και της αιτιοπαθογένειας των περισσότερων των 1.000 παθήσεων του εγκεφάλου είναι πολύ μακριά ακόμη. Για να επιτευχθεί, στο βαθμό που αυτό είναι εφικτό από τον άνθρωπο, ένας τέτοιος φιλόδοξος στόχος, θα απαιτηθεί γενναία στήριξη και ενθάρρυνση της έρευνας, ανακάλυψη νέων τεχνικών εξέτασης του εγκεφάλου και ίσως, τέλος, αλλαγή του τρόπου με τον οποίο αντιμετωπίζουμε τον εγκέφαλο (μας).
του Γιώργου Χ. Παπαδόπουλου

πηγή: http://users.auth.gr/~gpapadop/main.htm

Michalis Tzouganakis performing "Pali-pali"