Psychologiczne koncepcje poznania w propozycji autorów

Psychologiczne koncepcje poznania w propozycji autorów Encyklopedii nauk kognitywnych
(w stosunku do tradycyjnych ujęć)
Summary:
Psychology is a science involving the scientific study of mental functions and behavior. It is
a science, that investigates such phenomena as perception, cognition, emotion, personality, behavior
and interpersonal relationships.
Cognitive science may be defined as the study of the nature of intelligence, which draws on
multiple empirical disciplines, including psychology, philosophy, linguistics, neuroscience,
computer science, sociology and biology or philosophy of mind.
The scientists like a J. Eccles, E. hH. Weber, G. Fechner, H. von Helmholtz, H. Ebbinghaus,
W. James, D. Hebb, F. J.Gall, A. Łuria, N. Geschwind, C. Golgi, R. y Cajal, O.Loewi, R. Granit or
J. Kodorski were the main personalities in these fields of science. They made a revolution in this
domain of science.
Streszczenie:
Psychologia jest nauką zajmującą się badaniem mechanizmów i praw rządzących
zjawiskami psychicznymi i zachowaniami człowieka, bada percepcję, poznanie, emocje,
osobowość, zachowanie i interakcje międzyludzkie.
Kognitywizm, jako empiryczna nauka interdyscyplinarna, łącząca psychologię, filozofię,
lingwistykę, neurobiologię, socjologię i informatykę, może być rozumiany jako dziedzina nauki
zajmująca się zjawiskami dotyczącymi działania umysłu.
Badacze tacy jak J. Eccles, E. hH. Weber, G. Fechner, H. von Helmholtz, H. Ebbinghaus, W.
James, D. Hebb, F. J.Gall, A. Łuria, N. Geschwind, C. Golgi, R. y Cajal, O.Loewi, R. Granit czy J.
Kodorski dokonali rewolucji na tym polu nauki.
Psychologia, jako nauka empiryczna, zajmująca się zachowaniami i procesami
psychicznymi, bada wyobrażenia i przetwarzanie informacji przez różne gatunki zwierząt 1, które w
celu wykonywania określonych działań kierują nimi i kształtują wewnętrzne ich wyobrażenia. Tak
więc psychologia skupia się głównie na przetwarzaniu informacji przez organizmy, odbieraniu
bodźców i nadawaniu informacji (K.J. Holyoak, 1999, x) i jako taka między innymi, tworzy sedno
kognitywizmu.
Kognitywizm to dziedzina nauki zajmująca się modelowaniem zjawisk dotyczących
działania umysłu, nauka o naturze umysłu, zakładająca, że umysł jest funkcją mózgu (W. Duch,
1998, 13). Synonimiczne określenia często używane - nauki kognitywne czy nauki o poznaniu charakteryzują kognitywizm jako naukę multidyscyplinarną z pogranicza psychologii poznawczej,
neurologii, fizjologii umysłu, sztucznej inteligencji i lingwistyki. Znaczy to, że w oparciu o wyniki
1Jako istota z natury swej zmysłowa człowiek sytuuje się w świecie zwierząt, i to co najwyżej zwierząt posiadających
reprezentacje – wyobrażenia (Hume)
Natura człowieka jest złożona, duchowo - zmysłowa. Człowiek stanowi typ odrębny, istotnie różny od
wszystkich istot złożonych. Definicję metafizyczna: zwierzę rozumne, definicja fizyczna: istota złożona z ciała i duszy
duchownej. Bez duszy rozumnej człowiek byłby zwierzęciem, bez ciała byłby szczerym duchem. (O. M. Dietz, 1924,
132)
1
uzyskane w dyscyplinach tworzących fundament lub bazę kognitywizmu tworzona jest nowa
wiedza o procesach poznania. Zdobyte w ten sposób informacje ukazują procesy poznawcze z
nowej perspektywy, charakterystycznej dla kognitywizmu, a nie dla dyscyplin, które w jej
pozyskiwaniu były pomocne.
Psychologia, zaliczająca się zarówno do nauk społecznych, humanistycznych a ostatnio
także do behawioralnych, zajmująca się badaniem mechanizmów i praw rządzących zjawiskami
psychicznymi oraz zachowaniami człowieka, wpływ zjawisk psychicznych na interakcje
międzyludzkie oraz interakcję z otoczeniem okazuje się być dziedziną nauki niezwykle szeroką2.
Podział psychologii i nowe dyscypliny wprowadzono stosunkowo niedawno, a sama psychologia aż
do połowy XIX wieku zajmowała się jedynie naturą umysłu i była traktowana jako dziedzina
filozofii (K. J. Holyoak, 1999, xli). Psychika interesowała ludzi we wszystkich kulturach, a sami
filozofowie zajmowali się specyfiką procesów psychicznych. Początkowo sądzono, że poznanie jest
zbyt skomplikowane, by umożliwić zadowalające wyniki badań naukowych, gdyż nasze życie
umysłowe jest nieprawdopodobnie złożone i ściśle związane z oddziaływaniami społecznymi.
Ostatecznie w wyniku naukowej rewolucji w wiedzy o poznaniu psychologia wyłoniła się jako
dyscyplina odrębna od filozofii, polegająca na systematycznych empirycznych metodach
gromadzenia obserwacji i na teoriach opartych na ich interpretacji, a następnie zdominowana
została przez behawioryzm, który w istocie zredukował procesy poznawcze do wzorców zachowań,
przez co wyłączył z psychologii problematykę umysłu.
Problemem, który do dziś pozostaje aktualny, a który interesował już XVII - wiecznych
filozofów był tzw. „mind – body problem” (R. Rorty,1979, s. 120, 293-294; R. A. Wilson, 1999, xvxvi), problem stosunku duszy do ciała, czyli pytanie, czy umysł jest emanacją mózgu. Zajmował się
nim już Kartezjusz, łącząc mechanistyczną teorię natury z dualistyczną teorią natury ludzkiego
istnienia. Według niego ludzie są podstawową kombinacją umysłowych, niematerialnych substancji
(myśli, dusza) i substancji materialnych (ciał).
W tej chwili mózg jest postrzegany jako fizyczna podstawa umysłu, co oznacza przyjęcie jedynej
hipotezy, którą można badać doświadczalnie. Neurofizjologowie zajmujący się badaniem tak
zwanych wyższych czynności nerwowych, takich jak uwaga, pamięć, emocje, wierzą, że te
2
Wyróżniamy psychologię: kognitywną – badającą procesy poznawcze, zakładającą, że mechanizmem
tworzenia doświadczenia jest percepcja, poznawczą – badającą procesy poznawcze – postrzeganie, myślenie,
wyobrażenie i pamięć, rozwojową – analizującą rozwój i zmiany mechanizmów psychicznych, mającą do czynienia ze
zmianami w kognitywnym, społecznym i emocjonalnym funkcjonowaniu, społeczną – zajmującą się postrzeganiem
osób i psychicznymi aspektami interakcji między ludźmi oraz komunikacją między nimi, osobowości – badającą
emocje, procesy motywacji, stałe cechy psychiczne, oddzielającą motywację od emocjonalnych aspektów ludzkich
doświadczeń, kliniczną – zajmującą się profilaktyką, diagnozowaniem i terapią zaburzeń psychicznych i zaburzeń
zachowania, komparatywną – badającą podobieństwa i różnice w poznaniu i zachowaniu między odmiennymi
gatunkami, behawioralną – badającą zachowania i neuropsychologię – diagnozującą i rehabilitującą osoby z
uszkodzeniem centralnego układu nerwowego.
2
mechanizmy da się opisać i zrozumieć, zakładają bowiem, że umysł powstaje jako skutek
aktywności mózgu. Niektórzy wierzą, że wyjaśnienie tego problemu nastąpi za kilkadziesiąt lat,
niektórzy, że będziemy się do niego zbliżali, lecz nigdy go nie zrozumiemy. John Eccles, który za
badania nad przewodzeniem synaptycznym dostał nagrodę Nobla, twierdził, że dusza wchodzi do
mózgu przez określone synapsy warstwy czwartej kory mózgu, jednak wśród współczesnych
naukowców coraz mniej jest takich, którzy wyznają ów kartezjański dualizm. (D. Pratt, za J. Eccles
1994, s. 33, 176).
Wśród czołowych uczonych, którzy wpłynęli na kształt nauki jaką jest psychologia byli
anatom Ernst Heinrich Weber i fizyk i filozof Gustaw Fechner, których przełomowym odkryciem
było, że subiektywne i obiektywne różnice nie są równoważne. Choć nam dziś wydaje się to
oczywiste, w wieku XIX było to niebywałe odkrycie, które zmieniło pogląd na istotę ludzkiego
umysłu. Udowodnili oni, że myśl jest czymś, co da się zmierzyć, na miarę pojęć umysłowych takich
jak stopień wrażeń powodowanych przez bodźce. Pole badań Webera i Fechnera nazwane zostało
psychofizyką, jako połączenie psychologii i fizyki – umysłowości i fizyczności. (K. J. Holyoak,
1999, xli)
Kolejną rewolucję w dziedzinie nauki spowodował Herman von Helmholtz. Przed jego
badaniami wierzono, że myśl jest albo natychmiastowa albo tak szybka, że nie może być
zmierzona. Helmholtz, eksperymentując na żabach, jako pierwszy z powodzeniem mierzył czas
reakcji - szybkość, z którą sygnały doprowadzały myśli przez układ nerwowy. Prędkością, którą
udowodnił, było z grubsza 100 m/s dla długiego włókna nerwowego. To tempo transmisji jest
niespodziewanie długie, znacznie wolniejsze niż szybkość przepływu elektryczności przez
przewód. Ponieważ nasze myśli są skupiskiem neuronów, nie mogą być generowane szybciej, niż
prędkość, z którą neurony komunikują się między sobą. Wynika więc, że prędkość ludzkich myśli
nie jest ani natychmiastowa ani niezmierzona.
Naukowcy, starając się poznać i zrozumieć ludzki mózg – nie mogąc wprowadzać do niego
elektrod i sond próbkujących – musieli znaleźć dobry model zwierzęcy. Kiedy badają na przykład
percepcję wzrokową, szukają takiego zwierzęcia, które podobnie jak człowiek ma stereoskopowe
widzenie i podobnie zbudowany układ wzrokowy. W bogatych krajach obecnie badania takie
prowadzi się na małpach, w Polsce natomiast na kotach, u których mechanizmy przetwarzania
informacji wzrokowej są bardzo podobne do ludzkich. Z kolei, jeżeli bada się procesy plastyczne
mózgu – czyli to, jak się reorganizuje sieć nerwowa w trakcie uczenia – to w zależności od
zagadnienia eksperymentuje się na myszach, szczurach, ale również wykorzystuje się w tym celu,
jak dawniej, bardzo prymitywne skrzypłocze (T. D. Albright, H.J. Neville, 1999, lv). Obecnie
ocena zstępujących dróg ruchowych jest możliwa również dzięki badaniu ruchowych potencjałów
3
wywołanych (MEP). Polega ono na rejestracji złożonego potencjału czynnościowego jednostki
ruchowej w odpowiednich mięśniach docelowych po stymulacji kory ruchowej poprzez
bezpośrednie przejście krótkiego niskonapięciowego impulsu elektrycznego przez czaszkę lub
przez zmienne w czasie pole magnetyczne, indukujące w mózgu prąd elektryczny (A. Prusiński,
2003, 12)
Możliwe więc jest udowodnienie, że układ nerwowy odbiera bodźce, przewodzi wywołane nimi
pobudzenia w różnych kierunkach, doprowadzając je do narządów wykonawczych. Z tego powodu
neurony wyspecjalizowały się w trzech funkcjach: (1) odbierania bodźców, (2) przełączania, (3)
przenoszenia pobudzeń i przekazywania ich właściwym narządom wykonawczym (Szewczuk
1970). Gdy bodziec – czyli porcja energii zdolna zaktywizować neuron - dojdzie do neuronu,
powstaje w nim stan pobudzenia, który jako impuls nerwowy rozprzestrzenia się po całym neuronie
w kierunku od ciała komórki do neurytu.
Helmholtz był także pionierem eksperymentalnych studiów nad wzrokiem, formułując do
dzisiaj
wysoce
cenioną
teorię
widzenia
kolorów.
Silnie
przeciwstawiał
się
teorii
zdroworozsądkowej, że percepcja jest sprawą kopiowania bodźców dochodzących przez mózg
bezpośrednio do ośrodka nerwowego. Zaznaczał, że nawet najbardziej podstawowy aspekt
percepcji potrzebuje dużego udziału aktu konstrukcyjnego dokonanego przez nasz system nerwowy.
Mózg, nieświadomie przeprowadzając pewne proste działania geometryczne, musi konstruować
ujednolicone obrazy poprzez proces „podświadomego wnioskowania” - proces podobny do
rozumowania bez poczucia świadomości. W rezultacie jesteśmy w stanie określić, który z dwóch
przedmiotów jest większy czy bardziej oddalony. Według Helmholtza rzeczywistość, którą
postrzegamy nie jest prostą kopią zewnętrznego świata, ale raczej produktem konstruktywnej
działalności mózgu (K. J., Kolyoak, 1999, xli).
W miarę rozwoju nauk kognitywnych coraz więcej wiadomo o mechanizmach widzenia człowieka,
choć zagadnienia całkiem naturalne dla mózgów zwierząt i ludzi są z matematycznego
punktu widzenia źle określone i nie można podać efektywnych algorytmów pozwalających
na ich rozwiązanie. W dalszym ciągu programy komputerowe nie potrafią dobrze rozpoznać
obiektów (ludzi, twarzy, przedmiotów) widzianych przez kamerę, podczas gdy dobrze znane
są algorytmy tworzenia obrazów trójwymiarowych – zajmuje się tym dziedzina określana
jako "komputerowe widzenie" (computer vision) (W. Duch, 1998, 32 - 33).
Ostatnie badania dowiodły, że bodźce wzrokowe, słuchowe i somatosensoryczne stymulują
powstawanie w strukturach układu nerwowego wzdłuż odpowiednich szlaków czuciowych
niewielkich sygnałów elektrycznych. Do wywołania potencjału wzrokowego (VEP) służy
4
szachownica z białymi i czarnymi polami. Naprzemienna zmiana pól białych na czarne i czarnych
na białe powoduje powstawanie nad okolicą potyliczną dodatniej fali P100 pojawiającej się około
100 ms po zadziałaniu bodźca, widocznej w zapisie EEG (R. Podemski red, 2008, 103).
Przetwarzanie informacji wzrokowych rozpoczyna się w receptorach siatkówki, w której ze
względu na budowę anatomiczną można wydzielić dwa typy organizacji dróg nerwowych:
pionową, dzięki której sygnały są przekazywane od receptorów do mózgu i poziomą, która
odpowiada za interakcje między sąsiadującymi komórkami receptorów. Każda komórka siatkówki
połączona jest z nerwem wzrokowym za pomocą włókna. U człowieka wszystkie włókna z lewej
połowy siatkówek obu oczu kierowane są do lewej półkuli mózgu a wszystkie włókna z prawej
połowy do prawej półkuli, podczas gdy lewa część pola widzenia znajduje się w prawej półkuli
mózgu a prawa część – w półkuli lewej. (P.H. Lindsay, D.A. Norman, 1984; T. D. Albright, H. J.
Neville, 1999, lv).
Z
tego
względu,
że
psychologia
kognitywna
zajmuje
się
również
procesami
zapamiętywania, niezwykle znaczące stały się kolejne badania. Zainspirowany ideami
psychofizycznych pomiarów niemiecki psycholog Herman Ebbinghaus rozwinął eksperymentalne
metody dostosowane do studiów nad ludzka pamięcią. Sam będąc obiektem badań analizował
zdolność zapamiętywania nonsensownych sylab (kombinacji spółgłoska – samogłoska – spółgłoska
np. „sif”, „fok”) zastanawiając się, jak długie ciągi nonsensownych sylab można zapamiętać metodą
powtórek i na jak długo pozostaną one w pamięci, a także jak dużo czasu potrzeba na ich
zapamiętanie. H. Ebbinghaus dokonał kilku fundamentalnych odkryć dotyczących pamięci, które
przedstawił w 1885r. w pracy "Über das Gedächtnis" (O pamięci), m. in. typowe formy – tzw.
krzywe zapominania, przedstawiające zależność między ilością przechowywanej informacji w
pamięci a upływem czasu, jaki nastąpił od momentu ich zapamiętania. Krzywa pokazuje, że
zdecydowana większość zapamiętanych informacji ulega zapomnieniu w ciągu pierwszych kilku
dni od momentu zapamiętania, osiągając poziom ok. 25% w piątym dniu (jest to faza szybkiego
zapominania). Jednocześnie dalszy spadek ilości zapamiętanych informacji nie jest już tak
gwałtowny - w 30 dniu od momentu zapamiętania osiąga wartość nieco ponad 20%. Tak więc po
zakończeniu nauki następuje szybki spadek ilości zapamiętanych informacji - połowa sylab
bezsensownych została zapomniana w ciągu pierwszej godziny, podczas gdy po drugim dniu proces
zapominania uległ wyraźnemu spowolnieniu (K.J. Holyoak, 1999, xlii).
Pamięć ludzka jest mechanizmem, w który zaangażowanych jest wiele różnych procesów.
System sensoryczny przechowuje dość dokładny i pełny obraz odbieranego świata, jednak czas
przechowywania jest bardzo krótki i wynosi mniej więcej 0,1 – 0,5 sekundy ( P.H. Lindsay, D.A.
Norman, 1984), po czym informacja zostaje przeniesiona do pamięci krótko- i długotrwałej.
5
Współczesna polska nauka przyjęła (W. Duch, 1998, 37-38), iż wśród wielu rodzajów pamięci
wyróżniamy m. in. pamięć krótkotrwałą (roboczą), długotrwałą pamięć semantyczną i epizodyczną
a także pamięć umiejętności, różniące się mechanizmami kodowania - przyjmuje się, że mamy
przynajmniej dwa niezależne mechanizmy kodowania pamięci, w strukturze mózgu zwanej
hipokampem i w korze mózgu.
Wiele kluczowych teorii dotyczących możliwości wchodzących w skład poznania zostało
zaprezentowane przez amerykańskiego filozofa Williama Jamesa w wydanym w 1980 r.
podręczniku „Podstawy Psychologii”. Omawiał w nim m.in. naturę woli, percepcję, uwagę, ruchy
dobrowolne, przyzwyczajenia, rozumowanie, jaźń i hipnozę – tematy, które pozostały w centrum
zainteresowania psychologii do dziś. Sporo miejsca poświęcił także zagadnieniu pamięci,
wskazując różnicę między systemami pamięci – pamięcią krótko– i długotrwałą. (K. J. Holyoak,
1999, xlii): pamięć krótkotrwała przechowuje niewielkie ilości informacji przez krótki okres i
wykorzystywana jest do czasowego zapamiętywania danych zmysłowych lub informacji pobranej z
pamięci długotrwałej, stanowiącej trwały magazyn śladów pamięciowych o teoretycznie
nieograniczonej pojemności i czasie przechowywania.
Niemiecka tradycja w psychologii, która wypromowała wielu pionierów w tej dziedzinie w
XIX wieku, na początku wieku XX dała początek nowemu kognitywnemu ruchowi – psychologii
Gestalt. Widać w nim wpływ różnych teorii naukowych i kierunków filozoficznych. Gestalt
zakłada, że w procesie percepcji człowiek organizuje napływające bodźce w znaczące całości.
Podczas gdy behawioryści usiłowali pokazać, że psychologia jest prostym badaniem tego, jak
obiektywne bodźce dążą do wywołania, zwolennicy psychologii Gestalt wskazywali na proste
doświadczenia, które poddają w wątpliwość, że teoria obiektywnych bodźców nawet istnieje (K.J.
Holyoak, 1999, xliii). Problemem tym zajęli się właśnie psychologowie Gestalt, prezentując
przykład twórczej natury poznania – sześcian Neckera, który choć jest po prostu rysunkiem
płaskich linii, my postrzegamy go jako trójwymiarową figurę.
Postrzeganie sześcianu Neckera charakteryzuje się brakiem stałości percepcyjnej. Płaski rysunek
sugeruje szkielet sześcianu, lecz problem sprawia perspektywa. Nie wiadomo, która ściana jest
bliższa, a która dalsza. Przy dłuższym wpatrywaniu się w figurę obserwuje się „przeskakiwanie”
ścian: raz oglądamy bryłę od lewej i z góry, a raz od prawej i z dołu. Dowiedziono, że za złudzenie
to odpowiada niejednoznaczna interpretacja obrazu zachodząca w ośrodkach korowych. Widać
tutaj, że imponująca potęga ludzkich procesów informacji ma widoczne ograniczenia.
Nowoczesna nauka kognitywna wyłoniła się w połowie XX w., kiedy to kanadyjski
psycholog Donald Hebb zaczął wskazywać na związki między procesami poznawczymi i
mechanizmami układu nerwowego, przyspieszając rozwój nowoczesnej współczesnej neuronauki
6
(neurobiologii) (K. J. Holyoak, 1999, xliv).
Kognitywna neuronauka, czyli nauka zajmująca się badaniem układu nerwowego, swym
zakresem obejmuje ogromne pole badań, łączących się koncepcji, pojęć, technik i dyscyplin,
których granice nie są do końca określone. Dzięki odpowiedziom na pytania: jak informacja jest
zdobyta i przyswojona (uczucie, wrażenie), zinterpretowana celem nadania jej znaczenia, sensu i
treści (percepcja, rozpoznanie), zmagazynowana lub zmodyfikowana (uczucie i pamięć), użyta do
przemyśliwania (myślenie i świadomość), przepowiadania przyszłego stanu środowiska i
konsekwencji działania (podejmowanie decyzji), kierowania zachowaniem (ruchowa kontrola) i do
porozumiewania się (język), staje się nauką procesu informacji (T.D. Albright, H. J. Neville, 1999,
li).
Najważniejszą częścią kognitywnej neurobiologii, od czasu powstania aż do dnia dzisiejszego, jest
lokalizacja materialnego źródła psychologicznych funkcji 3. Z wyjątkiem Arystotelesa, który
twierdził, że serce jest ważniejsze, już starożytni uczeni identyfikowali mózg jako siedzibę
intelektu. (T.D. Albright, H. J. Neville, 1999, lii) Lokalizacja specyficznych umysłowych funkcji
poszczególnych rejonów mózgu nie zajmowała badaczy, aż do końca XVIII w., kiedy to anatom
Franz Josef Gall zapoczątkował naukę zwaną frenologią. Podkreślał on rolę kory mózgowej, w
której lokalizował organy zdolności, a która do tej pory była uważana za raczej mało ważną część
mózgu. Chociaż atakowano frenologię i prowadzono burzliwe dyskusje, gdyż przedstawiono
niezwykle mało dowodów empirycznych na poparcie twierdzeń, ostatecznie skupiono uwagę na
korze mózgowej i wyłaniającej się z frenologii i psychologii umysłu kwestii lokalizacji funkcji.
Pierwszym, który udowodnił lokalizację funkcji w korze mózgowej był Paul Brocka.
Udowodnił on w 1861 r., że uszkodzenie ośrodka mowy w lewym płacie czołowym powoduje
utratę funkcji mowy. XIX – wieczni lekarze, którzy obserwowali efekty uszkodzenia różnych
regionów mózgu zainteresowali się językiem, jako jedną z kognitywnych funkcji (T.D. Albright, H.
J. Neville, 1999, lii). (Dzisiaj badanie tych uszkodzeń umożliwiają techniki neuroobrazowania.)
Całkowicie odmienny pogląd wyłonił się z odkrytego w początkach XIX wieku prawa Bell –
Magendie, które stwierdzało, że sensoryczne i motoryczne włókna nerwowe płyną przez różne
korzenie rdzenia kręgowego (grzbietowy i brzuszny, kolejno, każdy z osobna) a impulsy wchodzą
do rdzenia kręgowego korzonkami tylnymi a wychodzą przednimi. Lekarze praktykujący, włączając
Rosjanina Aleksandra Łurię i neurologa amerykańskiego Normana Geschwinda, na podstawie
3Próba zrozumienia umysłu to największe wyzwanie, przed którym obecnie stoi nauka. Z punktu widzenia
neurobiologii na zjawiska umysłowe wpływ mają zarówno procesy zachodzące na poziomie pojedynczych molekuł, jak
i całego układu nerwowego. Psycholodzy tworzą czysto opisowe teorie ignorujące neurobiologię. Specjaliści od
sztucznej inteligencji idą jeszcze dalej - tworzą modele umysłu oparte wyłącznie na przetwarzaniu informacji w postaci
symboli. W latach 90-tych XX wieku w naukach kognitywnych nastąpił ogromny postęp, a zadaniem ich stało się
tworzenie modeli umysłu zgodne z wszystkimi gałęziami wiedzy. (W. Duch, 1998, 11).
7
badań swoich pacjentów promowali ideę lokalizacji, ogniskując uwagę na roli połączeń między
specyficznymi funkcjonalnymi regionami mózgu. Na przełomie XIX i XX wieku niezwykle istotną
okazała się doktryna neuronu, jednak przed rozwojem technik obrazowania procesów
komórkowych, istnienie tej wyspecjalizowanej komórki było jedynie domysłem. Impas został
złamany w 1873 r., kiedy Camillo Golgi wprowadził metodę zastosowań azotanu srebra dla
selektywnego barwienia pojedynczych neuronów, która pozwoliła po raz pierwszy je uwidocznić,
prowadząc w konsekwencji do uznania neuronu za podstawową jednostkę strukturalną i
funkcjonalną układu nerwowego. Kontynuatorami technik Golgiego w pierwszej połowie XX w.
byli m. in. Ramon y Cajal, Charles Scott Sherrington i Otto Loewi, których prace stały się bogatym
fundamentem dla naszego dzisiejszego rozumienia, jak neurony obliczają i magazynują informacje
o świecie ( T.D. Albright, H. J. Neville, 1999, liii).
Doktryna neuronu pozwoliła zrozumieć, w jaki sposób dzięki elektrycznym właściwościom
neuronów, przesyłana jest informacja, stając się tym samym kamieniem węgielnym dla kognitywnej
neuronauki w połowie XX w. ( T.D. Albright, H. J. Neville, 1999, liv - lv). Wtedy to fizjolog
Ragnar Granit odkrył techniki nagrywania neuronowej aktywności, używając elektrod
umieszczonych na powierzchni skóry. Wynalazł ERG (elektroretinogram), który na dużą skalę
pokazuje odbicie neuronowej aktywności w siatkówce. Technologia nagrywania pojedynczego
neuronu bez uszczerbku dla elektrofizjologii stała się punktem wyjścia dla badań fizjologicznej
reakcji w centralnym systemie nerwowym.
W celu oceny aktywności elektrycznej mózgu obecnie stosowane są EEG (elektroencefalografia) i
EP (potencjały wywołane). Pierwsze z badań odzwierciedla spontaniczną aktywność mózgu,
natomiast potencjały wywołane aktywność OUN w odpowiedzi na specyficzne bodźce. Są one
doskonałym źródłem informacji o czynnościach mózgu, podczas gdy techniki neuroobrazowe
stosowane są do oceny struktury mózgu. Podstawowymi metodami obrazowania stosowanymi w
neuroradiologii, pozwalającymi precyzyjnie zlokalizować nawet najdrobniejsze uszkodzenia i
zmiany mózgu, a w latach wcześniejszych poznać jego budowę, są tomografia komputerowa (TK) i
rezonans magnetyczny (MR) - MR pozwala na dokładniejsze wykrycie i określenie uszkodzenia
mózgu. Biorąc pod uwagę postęp techniczny a co za tym idzie udoskonalanie dotychczasowych i
wprowadzanie nowych technik obrazowania: angiografii rezonansu magnetycznego (MRA),
spektroskopii rezonansu magnetycznego (MRS) czy funkcjonalnego rezonansu magnetycznego
(fMRI), wzrastać będzie przydatność kliniczna tego badania, zwłaszcza, że nowe techniki
rezonansu magnetycznego (obrazowanie echo- planarne) pozwoliły znacznie skrócić czas badania.
Stosunkowo nowym i nierozpowszechnionym jeszcze badaniem jest obrazowanie dyfuzyjne MRI –
DWI, oparte na obrazowaniu echo – planarnym, pomocne w ocenie ostrego niedokrwienia mózgu.
8
Te metody obrazowania służą nie tylko ocenie rodzaju udaru, a co za tym idzie włączenia
odpowiedniego leczenia. Pozwalają także z dużą dokładnością zlokalizować uszkodzenia, co
pozwoli na określenie rodzaju zaburzeń, jakie mogą być skutkiem krwotoku lub niedokrwienia, jak
również innego uszkodzenia mózgu (np. urazy czaszki, SM) (A. Prusiński red, 2003, 8 – 9; L.P.
Rowland, 2004, 58 – 61). Stosowanie metod neuroobrazowania, podlegające stałej ewolucji,
niezbędne w klinicznej ocenie pacjentów, staje się
jednocześnie skutecznym narzędziem do
dalszych badań naukowych.
W ostatnim kwartale XX wieku połączenie pojedynczego neuronu z wizualną psychofizyką
przyniosło jeden dominujący elementarny paradygmat kognitywnej neuronauki, który umożliwił
wyjaśnienie behawioralnego funkcjonowania czuciowych neuronów. Jednym z najlepiej
zapowiadających się podejść do neuronalnej podstawy percepcji było oparcie się na użyciu
kontekstowych manipulacji do wywierania wpływu na percepcyjną interpretację wyobrażenia danej
cechy i choć nie jest to już nowe podejście, wyraźnie unikano go w tradycyjnych psychologicznych
badaniach sensorycznego kodowania, w konsekwencji prowadząc do niewiedzy - czy i do jakiego
stopnia wyobrażenie cechy jest zależnym kontekstem. Procesy, dzięki którym informacja jest
uzyskana i zinterpretowana przez mózg, są modyfikowane przez całe życie, choć dojrzałe
sensoryczne systemy mają ograniczoną pojemność przetwarzania informacji. Rozwój systemu
nerwowego ssaków jest złożonym, wielostopniowym procesem, który trwa od embriogenezy, przez
wczesne życie pourodzeniowe. W pełni rozwinięty ośrodkowy układ nerwowy składa się z rdzenia
kręgowego i mózgowia. Poszczególne części mózgowia, podobnie jak rdzeń kręgowy składają się
ze skupisk komórek i włókien nerwowych. Największym z tych skupień są półkule mózgowe,
których zewnętrzna warstwa złożona z komórek nerwowych to tzw. kora mózgowa, w której w
koncepcji frenologicznej zlokalizowane są poszczególne organy zdolności. W poszczególnych
odcinkach centralnego układu nerwowego znajdują się ośrodki wyspecjalizowane w odbieraniu
określonych bodźców i zarządzające czy kierujące pracą różnych narządów wykonawczych. Do
śródmózgowia dochodzą impulsy z receptorów wzrokowych i słuchowych, w międzymózgowiu
skupiają się drogi czuciowe całego ciała, a do przodomózgowia dochodzą pośrednio impulsy z
wszystkich części ciała i tutaj dokonuje się koordynacja impulsów, stanowiąca podstawę zarówno
zmian wewnątrzustrojowych, jak i całego działania osobnika ustosunkowującego go do
otaczającego świata (W. Szewczuk, 1970).
Badania neuronalnych mechanizmów, które umożliwiają zmagazynowanie informacji o świecie i
przypomnienie ich sobie celem późniejszego użycia, mają bogatą historię. W istocie pamięć jest
osią, która wiąże i kształtuje prawie każdy aspekt przetwarzania informacji przez mózg, włączając
percepcję, podejmowanie decyzji, ruchową kontrolę, emocje i świadomość.
9
Jednym z badaczy zajmujących się badaniami nad mózgiem i procesami poznawczymi był
Jerzy Konorski, który wprowadził termin plastyczność mózgu, oznaczający zdolność neuronów do
ulegania trwałym zmianom w trakcie procesów uczenia się, kiedy to dochodzi do reorganizacji
połączeń synaptycznych między neuronami. Dziś termin ten uległ rozszerzeniu i dotyczy zarówno
zmian zachodzących w procesach uczenia się, jak również zmiany rozwojowe i kompensacyjne. U
podłoża plastyczności mózgu leży aktywacja receptorów NMDA, dokonana pod warunkiem
zadziałania dwóch czynników: neurotransmitera (glutaminianu) i depolaryzacji membrany
synaptycznej. Plastyczność mózgu jest ściśle związana ze zjawiskiem wykrywania równoczesności
i długoterminowej potencjalizacji (LTP), które w literaturze polskiej bywa określane jako
długotrwałe wzmocnienie transmisji synaptycznej (G. Niewiadomska, 2006, 316 - 349; T. D.
Albright, H. J. Neville, 1999, lxvi - lxvii). Fenomen LTP polega na wzroście efektywności
przewodnictwa synaptycznego, występującego w hipokampie (region CA1) i dlatego uważanego za
podstawowy mechanizm uczenia się i zapamiętywania.
Wyzwaniem dla człowieka zawsze jest to, aby zrozumieć otaczający świat. Z tego powodu
przed nauką w XXI wieku stają trzy pytania, które dotychczas pozostawały nierozwiązane. Jednym
z nich jest pytanie o ludzką świadomość.
Dzięki współpracy naukowców z różnych dziedzin, wiele mechanizmów funkcjonowania
ludzkiego mózgu zostało już odkrytych. Jasne stało się dla nas np. powstawanie percepcji, procesy
sterowania ruchem mięśni, uczenia się, natomiast bardziej skomplikowane przejawy aktywności
mózgu takie jak myśl, świadomość, czy emocje są ciągle w sferze hipotez badawczych i nadal nie
wiemy, czy te hipotezy są prawdziwe.
Podsumowanie:
Autorzy Encyklopedii Nauk Kognitywnych, zajmujący się takimi dziedzinami jak filozofia,
psychologia i neuronauka, zaprezentowali narodziny i rozwój psychologii i neuronauki, wskazując
podobieństwa i różnice między nimi. Róże koncepcje poznania, którymi zajmują się te dziedziny
nauki, odkrywają przed nami tajniki ludzkiego mózgu i umysłu. W powyższym artykule starałam
się przedstawić główne koncepcje, które wpłynęły na kształt dzisiejszej nauki oraz wskazać, jakie
możliwości stawia przez naukowcami rozwój techniki i metod badawczych. Pokazałam również,
jak do tych koncepcji odnoszą się polscy naukowcy.
Inspiracją do rozwoju badań nad procesami poznawczymi stał się ogromny postęp techniki
komputerowej oraz prace badawcze nad tzw. sztuczną inteligencją, która w ostatnich latach
przeżywa okres świetności, stając się nowym, niezwykle szerokim i fascynującym polem badań.
Przedstawione przeze mnie koncepcje stanowią źródło wiedzy o człowieku i naturze
10
ludzkiej, jego aktywności motoryczno – intelektualnej oraz oddziaływaniu bodźców na zmysły i
mózg.
Bibliografia:
•
Albright T. D., Neville H. J., Neuroscience. 1999, W: „The MIT Encyklopedia of the
Cognitive Sciences”. pod red. R. A. Wilsona i F. C. Keil, The MIT Press Cambridge,
Messachusetts, s. li – lxx.
•
Duch W. 1998, Czym jest kognitywistyka?, "Kognitywistyka i Media w Edukacji" nr 1, s. 950.
•
Holyoak K. J., Psychology, 1999, W: „The MIT Encyklopedia of the Cognitive Sciences”.
pod red. R. A. Wilsona i F. C. Keil, The MIT Press Cambridge, Messachusetts, s. xxxix –
xlviii.
•
Podemski R.(red), 2008, Kompendium neurologii, Via Medica, Gdańsk.
•
Lindsay P. H., Norman D. A., 1984, Procesy przetwarzania informacji u człowieka;
wprowadzenie do psychologii, PWN, Warszawa.
•
Prusiński A.(red)., 2003, Neurologia Adamsa i Victora, Czelej, Lublin.
•
Rowland L. P.(red), 2004, Neurologia Merritta, Urban & Partner, Wrocław.
•
Niewiadomska G., 2006, W poszukiwaniu molekularnych mechanizmów pamięci. W: „Mózg
a zachowanie”, pod red. T. Górskiej, A. Grabowskiej i J. Zagrodzkiej, PWN, Warszawa, s.
316 – 349.
•
O. M. Dietz T. J., 1924, 1924, Dogmat stworzenia wedle św. Tomasza z Akwinu, W:
"Przegląd Teologiczny”, Rocznik V, Lwów, s. 125-142.
•
Gałkowski T., Szeląg E., Jastrzębowska G., 2005, Podstawy neurologopedii; podręcznik
akademicki, Wydawnictwo Uniwersytetu Opolskiego, Opole.
•
David Pratt, 1995, John Eccles on Mind and Brain, dostęp: www.theosophynw.org/theosnw/science/prat-bra.htm, przedruk z Sunrise magazine, June/July.
•
Piskorz Z., Zaleśkiewicz T., 2003, Psychologia umysłu, Gdańskie Wydawnictwo
Psychologiczne, Gdańsk.
•
Rorty R.,1979, Philosophy and the Mirror of Nature, Princeton, Princeton University Press,
Princeton.
•
Szewczuk W. Psychologia. tom I. Państwowe Zakłady Wydawnictw Szkolnych. Warszawa
1970.
•
Walsch Kevin, 2000, Neuropsychologia kliniczna, PWN, Warszawa.
•
Wilson R. A., 1999, Philosophy, W: „The MIT Encyklopedia of the Cognitive Sciences”.
11
pod red. R. A. Wilsona i F. C. Keil, The MIT Press Cambridge, Messachusetts, s. xv – xxxv.
12