Kobiety, mężczyźni, mózgi i

Kobiety, mężczyźni,
mózgi i (nie)cała reszta
Włodzisław Duch
Katedra Informatyki Stosowanej
Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń, PL
Google: W Duch
Wojna płci, Toruń, 16.04.2008
(Neuro)kongitywizacja
Powoli udaje się nam zrozumieć naturę ludzką.
Wszystkie dziedziny ulegają „kognitywizacji”:
• Neurofilozofia, filozofia umysłu.
• Psychologia (neuro)kognitywna.
• Lingwistyka (neuro)kognitywna.
Nowe dziedziny:
• Kognitywna matematyka, fizyka.
• Kognitywna historia, antropologia, socjologia.
• Kognitywna ekonomia i neuromarketing.
• Neuroestetyka, Neuroetyka, Neuroteologia.
• Gender studies?
• + Wiele innych dziedzin ... bez zrozumienia siebie
nie da się naprawdę rozumieć! Studia kognitywistyczne?
Kognitywna rewolucja
Wiele dziedzin nauki przechodzi
Kognitywną Rewolucję!
Jaki jest sens
życia?
Nie wiem,
wysiadły komputery
Popularna wiedza jest jeszcze na niskim poziomie …
Skąd coś wiemy?
Niezwykle ważne pytanie: skąd coś wiemy?
Przykład: cudowna dieta dr K, chińska medycyna ludowa (bardzo
popularna w Singapurze) i inne cuda medyczne. Skąd wiemy, że działa?
Skąd wiemy, że nasze opinie odpowiadają rzeczywistości?
F.J. Gall na przełomie 19 w. zauważył, że kształt czaszki
decyduje o zdolnościach, a 1000 przypadków potwierdziły to przekonanie.
=> Kranioskopia: mierzenie kształtu czaszki i określanie zdolności.
Oto mapa 27 ośrodków: kochliwości, pobożności, dumy, humoru …
W sprawach płci też tylko się nam wydawało …
Czy mogę poprzestać na niepewności, czy muszę się zdeklarować?
Niepewność pozwala się uczyć, pewność znacznie uczenie utrudnia
(widać to na modelach). Jeśli zdajemy sobie sprawę z tego, jak łatwo się
samemu oszukiwać, możemy uniknąć fanatyzmu (naukowego i nie tylko).
Lwy i lwice
Samce: do 270 kg, średnio 180 kg,
samice do 180 kg, średnio 125 kg.
Samce żyją w rodzinach patriarchalnych,
1-3 samców kontroluje 10-20 samic i ich potomstwo.
Samce odpoczywają 20 godzin dziennie,
jedzą prawie godzinę i chodzą około dwóch godzin.
Lwice polują, ale to samce jedzą najwięcej (chociaż potrafią chować
pożywienie przed samcami jak są głodne).
Ale … byt kształtuje zachowanie (oraz świadomość).
W rezerwacie Selinda lwy regularnie polują na hipopotamy i słonie.
Zabicie tak dużych zwierząt wymaga wyjątkowej siły, w rezultacie to
samce łączą się w grupy, mając zwykle jedną samicę dla zabawy.
U lwów i lwic naliczono około 8% homoseksualnych kopulacji.
Biologia płci
• Czemu dwie płci?
• Czy mężczyźni są potrzebni?
Jeden z problemów biologii ewolucyjnej: czemu tylko dwie płci?
• Dwie płci przyspieszają adaptację do zmiennych warunków
środowiska, krzyżowanie jest bardziej efektywne niż mutacje, dając
większe szanse w wyścigu z wirusami i pasożytami.
• Więcej płci umożliwia jeszcze większe zróżnicowanie ale zwiększa
koszty udanej reprodukcji; modele matematyczne biologii populacyjnej
pokazują, że dwie płci są optymalnym rozwiązaniem.
• Organizmy jednopłciowe są prymitywne: bakterie, grzyby, rzadko inne.
• Większość ryb rafowych zmienia płeć przynajmniej raz w życiu.
• Hermafrodytyzm występuje u roślin, robaków, małż, ryb i ludzi.
• Istnieją trzy-płciowe śpiewające ryby, oraz mrówki (Pogonomyrmex),
których królowa płodzi potomstwo z 2 rodzajami samców, by spłodzić
robotnice i królowe, do przetrwania kolonii potrzebne są 3 linie DNA.
Tożsamość płciowa
U ryb mamy bardzo zróżnicowane formy.
U ssaków, w tym ludzi, tylko męska i żeńska?
Ile naprawdę jest mężczyzny w mężczyźnie,
a ile kobiety w kobiecie?
Ile mamy płci? Zależy na co patrzeć!
• płeć genetyczna, określana na podstawie chromosomów;
• płeć gonadalna: jądra, jajniki lub formy obojnacze;
• płeć germinatywna (wytwarzanie gamet);
• płeć genitalna (zewnętrzne narządy płciowe);
• płeć hormonalna (androgeny vs. estrogeny);
• płeć fenotypowa (drugorzędne cechy, np. owłosienie ciała, piersi itp.);
• płeć mózgu (różnice w budowie mózgu);
• płeć psychiczna, rola i własna identyfikacja;
• preferencje seksualne, hetero, homo, bi, cała gama parafilii.
Płeć genetyczna
Zwykle są pary chromosomów:
XY (męski) lub XX (żeński).
Y jest wyraźnie mniejszy.
Możliwe są dodatkowe chromosomy:
XYY, supermęski (zespół Jacoba,
1:850), agresywni osobnicy;
XXY, zespół Klinefeltera (1:500),
rzadsze 48,XXXY, 49,XXXXY,
XXX, nadkobiecy (1:1000),
X, zespół Turnera (1:2500).
Nie ma pojedynczego Y, taka mutacja prowadzi do śmierci zarodka.
W 2006 roku pierwszym przypadkiem uznania legalnego statusu osoby
interseksualnej został(a) Alex McFarlane z Australii (XXY).
W Polsce kilkanaście tysięcy osób nie da się jednoznacznie
zakwalifikować do jednej z dwóch płci.
Więcej płci!
Natura eksperymentuje, inaczej nie byłoby ewolucji.
Guevedoche w Dominikanie to mutacja wyjątkowo szeroko
rozpowszechniona (1:90), rodzą się z męskimi chromosomami
XY, wyglądają jak dziewczynki, w okresie dojrzewania pojawiają się u
nich męskie narządy. Wynika to z mutacji genu 5-alfa-reduktazy, enzymu
zamieniającego testosteron w silniej działający dihydrotestosteron (DHT).
Simbari z Wyżyn Wschodnich Papui określają takie przypadki jako
"Kwolu-aatmwol" (kobiety przemieniające się w mężczyzn).
W Indiach od ponad 2000 lat istnieje ruch Hijra osób interseksualnych
(około 5-6 mln), mężczyzn o cechach kobiet (merm, rzadziej ferm), od
2005 roku trzecia płeć oznaczona jako E figuruje w ich dokumentach.
Amerykańscy Indianie z przynajmniej 130 plemion uznawali osoby o
męskim i żeńskim duchu w jednym ciele (Two-Spirit people).
W Tajlandii nazywają się kathoey , mają osobne toalety.
Trzecia płeć rozpoznana została już w starożytnej Mezopotamii, Egipcie,
Indiach, Grecji i kulturach Ameryki Południowej.
Umysł i ciało
Ludzki umysł jest ideą ludzkiego ciała (Spinoza, 1678).
Rozróżnienie płci daje się zauważyć już około 6 tygodnia.
Różne ciała, różne mózgi, więc różne zachowania.
Damasio A, W poszukiwaniu Spinozy, Rebis 2005.
Moir A, Jessel D, Płeć mózgu. PIW Warszawa 1994.
Brizendine L, Mózg kobiety, VM Group 2006.
Obraz świata mężczyzn jest odmienny od obrazu świata kobiet.
Wychowanie ma duży wpływ, ale istnieją też uwarunkowania
biologiczne, których nie należy ignorować (Pinker 2004).
Czemu tak późno zaczęto badać wpływ biologii na działanie umysłu?
Wszyscy ludzie są równi! Duch dominuje nad materią!
Amerykańskie "equal opportunity" jest podstawą sprawiedliwości
społecznej, ale z równości wobec prawa nie wynika identyczność ludzi.
Tradycja ...
Tradycyjny punkt widzenia wielu kultur: duch w maszynie, homunkulus.
„Ja” podejmuję świadomie decyzje dzięki wolnej woli.
S. Pinker: Tabula Rasa. Spory o naturę ludzką (The modern denial of
human nature) 2002 (tł. GWP 2004).
• Tabula Rasa (J. Locke), nie ma płci biologicznej, jest tylko kulturowa.
• Szlachetny Dzikus (J.J. Rousseau), człowiek jest dobry z natury …
• Duch w maszynie (Kartezjusz), czyli sam decyduję o wszystkim.
Dymorfizm płciowy w podwzgórzu
Największe różnice damsko-męskie występują w podwzgórzu,
kontrolującym hormony, cykle miesięczne i zachowania seksualne.
• Jądra SDN (Sexually Dimorphic Nucleus) obszaru preoptycznego
(SDN-POA) zaangażowane są u zwierząt w reakcje seksualne na
wszystkich etapach, 4 jądra INAH-1 do INAH-4 u ludzi.
• Męskie jądra INAH-2 i 3 są >2x większe niż u kobiet, ich wielkość
skorelowana jest z poziomem testosteronu w okresie płodowym.
• Zmienne w różnym okresie życia.
• Wielkość tych jąder u baranów skorelowana jest z ich orientacją
•
•
seksualną (ok. 8% woli barany od owiec).
U mężczyzn homoseksualnych wielkość tych jąder ~ jak u kobiet.
Uszkodzenia mogą zmienić preferencje seksualne zwierzęcia; może
to wynikać z reakcji na zapachy, są w nich neurony wydzielające
aromatazę, enzym zamieniający androgeny w estrogeny.
Zapachy i nerw zerowy
Informacje na temat sygnałów z narządów zmysłów dochodzą przez 12
par nerwów czaszkowych, informacje węchowe przez nerw I.
Nerw zerowy podłączony jest do ludzkiego odpowiednika narządu
przylemieszowego, który u wielu zwierząt ma receptory feromonów i
dopiero w latach 1990 został jednoznacznie opisany u ludzi.
Grupa komórek narządu przylemieszowego w jamie nosowej łączy się z
jądrem przedwzrokowym podwzgórza.
Przerwanie nerwu zerowego u chomików powoduje utratę
zainteresowania partnerem, a stymulacja u różnych
zwierząt wywołuje reakcje seksualne – jak jest u ludzi?
Wieloryby i delfiny nie mają węchu (nos zastąpiła im dziura oddechowa na
grzbiecie), ale mają nerw zerowy, konieczny do szukania partnerów.
Kobiety wybierają zapach koszul osobników maksymalnie odmiennych.
Spekulacje: środki antykoncepcyjne i zapachowe mogą zaburzać
normalne działanie systemu doboru partnera, w efekcie przyczyniając się
do wzrostu liczby niedobranych par.
Hormony
Podwzgórze (0.003% masy mózgu) i przysadka wydzielają hormony,
regulujące stan organizmu, jego rozwój, wpływając na nastroje i emocje.
• Androgeny, męskie hormony płciowe, głównie testosteron.
Zaburzenia tożsamości płciowej wynikają ze zbyt dużej dawki
testosteronu w rozwoju dziewczynek i zbyt małej chłopców.
• Estrogeny, żeńskie hormony płciowe, grają też istotną rolę w
męskich mózgach (szczególnie estradiol, powstający z testosteronu).
Psychoneuroendokrynologia: hormonyneuronypsychika.
Homeostaza u mężczyzn i cykliczne zmiany w poziomie estrogenu,
progesteronu i testosteronu.
Skłonność do agresji skorelowana jest z poziomem androgenów, ale
kluczową rolę gra tu serotonina (neurotransmiter).
Estrogeny stymulują produkcję oksytocyny i dopaminy w okresie
dojrzewania, wywołując potrzebę bliskości i uruchamiając związane
z nią mechanizmy nagrody.
Rozwój
Czy naczelne mają podobne preferencje co ludzie?
Makaki, 11 samców i 23 samice z Yerkes National Primate Research
Center, Atlanta, dostały do wyboru zabawki, samochodziki, pluszaki i
szmaciane lalki: samce znacznie chętniej wybierały „męskie” zabawki,
samice bawiły się w równym stopniu wszystkimi.
Dwa etapy kształtowania mózgu:
• Rozwój: uaktywnij geny, wytwórz białka, buduj mózg i ciało, nie mając
w DNA dostatecznie szczegółowej informacji.
• Apoptoza: usuń niepotrzebne neurony i połączenia.
Do 8 tygodnia płodu nie ma różnic, blokowanie testosteronu daje zawsze
osobniki żeńskie, nawet jeśli są XY – a co z bliźniakami K/M?
Na etapie apoptozy męskie mózgi tracą więcej połączeń, kobiece mózgi
rozwijają się szybciej, zwłaszcza w aspekcie społecznym.
Dlaczego dziewczyny chodzą w szkole razem do łazienki?
Różnice budowy mózgu
Różnice damsko-męskie występują też w:
• gęstości, wielkości neuronów i całego mózgu, połączeniach;
• kora prawej półkuli mózgu samców jest grubsza niż u samic;
• kora lewej półkuli, szczególnie obszarów językowych, jest grubsza u
samic, wpływa na to chromosom X i poziom testosteronu.
• Istotne różnice odkryto w zakrętach kory, których objętość jest silnie
•
•
•
skorelowana z inteligencją: czołowym (BA 10, 46, 9), skroniowym
(BA 21, 37, 22, 42), ciemieniowym (BA 43, 3), potylicznym (BA 19)
oraz białej materii w okolicach BA 39 (prawy skroniowy zakręt
środkowy), u kobiet więcej materii białej, mniej szarej.
Inteligencja mierzona testami była podobna, więc te same funkcje
realizowane są w nieco odmienny sposób u kobiet i u mężczyzn.
Funkcje językowe są u kobiet bardziej w przedniej części lewego
płata skroniowego, dzięki czemu rzadziej cierpią na afazje.
Prawy płat ciemieniowy > lewy u kobiet, odwrotnie u mężczyzn.
Funkcje: podsumowanie
Kobiety:
• Wykazują większą empatię, umiejętność współdziałania.
• Zręczniejsze manualnie, wrażliwsze na zapachy.
• Lepsze w testach rachunkowych.
• Dostrzegają ogólne podobieństwo, brakujące elementy.
• Lepsze wyniki w testach lingwistycznych (rzędu 0.1-0.5σ)
• Szybciej zdobywają umiejętności językowe, łatwiej tworzą słowa.
Mężczyźni:
• Wykazują większą precyzję rzutów.
• Szybszą rotację mentalną (większy lewy płat ciemieniowy).
• Mają lepszą orientację przestrzenną (rzędu 0.8σ).
• Większe zdolności matematyczne i geometryczne (rzędu 0.5σ).
• Częściej cierpią na autyzm, który uznawany jest czasami za
krańcową postać męskiego mózgu (Baron-Cohen).
Różnice: emocje
• "Kobieca intuicja" może być wynikiem lepszej integracji struktur
•
•
•
•
•
•
•
mózgu, kojarzenia informacji werbalnych i wizualnych.
Różnice wydają się zależeć od poziomu androgenów/estrogenów.
Reakcje emocjonalne u kobiet podobne są w obu półkulach, u
mężczyzn silniejsze są w półkuli prawej.
Ile jest procentowo wybitnych pianistek (lewa i prawa ręka pracuje
niezależnie), a ile skrzypaczek (silna koordynacja obu rąk)?
W orkiestrach jest znaczna przewaga skrzypaczek, wśród pianistów
odwrotnie, ale trudno jest znaleźć wiarygodne oceny procentowe.
Kobietom łatwiej wysłowić uczucia dzięki lepszej integracji.
Zadania abstrakcyjne u mężczyzn to głównie rola prawej półkuli
(u kobiet obu); nieco lepsze wyniki osiągnąć można patrząc na
zadanie w lewym polu widzenia, czyli po lewej stronie!
Kobiety silniej reagują na bodźce zmysłowe, informacje niewerbalne.
Mężczyźni potrzebują hierarchii, reguł ustalających miejsce w grupie.
Budowa mózgu
• Podział funkcji półkul mózgowych i lokalizacja funkcji poznawczych u
•
kobiet nie tak wyraźna jak u mężczyzn.
Splenium, płat tylnej części spoidła wielkiego jest większy u
dorosłych kobiet niż u mężczyzn (trudno to jednak dobrze zmierzyć).
• Uszkodzenia mózgu powodują odmienne skutki u kobiet i mężczyzn.
• U kobiet integracja półkul mózgu jest większa, uszkodzenie lewej
•
półkuli trzykrotnie rzadziej powoduje problemy z mową.
Uszkodzenie prawej półkuli wpływa wyraźnie silniej na mężczyzn.
• Niektóre funkcje są bardziej zlokalizowane u kobiet, np. związane z
•
•
ortografią i gramatyką, inne mniej, np. reakcje na bodźce słuchowe i
wzrokowe są bardziej zróżnicowane u chłopców.
Sprawność funkcji zwykle rośnie wraz z ich lokalizacją.
Mężczyznom łatwiej jest mówić i analizować mapę.
Język
• Różnice aktywności mózgu w zadaniach na określenie, czy
•
•
wysłuchane bądź przeczytane słowa są po pierwszej spółgłosce
identyczne (np. has-jazz, pint-mint), lub czy się rymują.
Cyjan: obszary wspólne, różowy: tylko dziewczynki.
STG: zakręt skroniowy dolny górny
IFG: zakręt czołowy dolny
ITG: zakręt skroniowy dolny
Ling: zakręt językowaty
Cun: klinek
Neurony lustrzane
U naczelnych i niektórych ptaków kora
czołowa przedruchowa jak i kora dolnej
części płata ciemieniowego zawiera
neurony aktywne zarówno w czasie
własnego działania jak i obserwacji
podobnego działania innych.
Prawdopodobne funkcje:
rozumienie intencji: inne neurony reagują
na „uchwyć i połóż” a inne na „uchwyć i zjedz”.
Empatia: u ludzi przednia część wyspy i kora dolnoczołowa (IFC) reaguje
zarówno na emocje własne jak i obserwowane u ludzi, im silniejsze jest
poczucie empatii (kobiety!) tym silniej (Jabbi i inn, NeuroImage, 2006)
Język: IFC jest blisko obszaru Broca, rozumienie gestów i mowy może
być ze sobą powiązane.
Teoria innych umysłów, autyzm to uszkodzenie neuronów lustrzanych?
Empatia
Jackson i inn, Neuroimage (2005)
ACC gra rolę w analizie i zachowaniach związanych z unikaniem
bolesnych zdarzeń, łącząc funkcje uwagi i oceny by określić jak istotna
jest emocjonalna wartość zdarzenia i jaki mu nadać priorytet. Kora
wyspy AIC otrzymuje informacje o sygnałach bólu monitorując
fizjologiczny stan ciała; ACC i AIC reagują na cudzy jak i własny ból.
Jakie Ja?
A. Damasio, The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the
Making of Consciousness (1999), „Tajemnica świadomości” (2000).
Elementy „ja” można rozpatrywać na kilku poziomach:
• Proto-ja: informacje o środowisku wewnętrznym, płynące
z pnia mózgu oraz podwzgórza; nie są uświadamiane
ale pozwalają na utrzymanie homeostazy.
• Świadomość rdzenna (core): świadomość aktualnych zdarzeń,
•
istnieje nawet w przypadku całkowitej amnezji następczej,
przytomność tutaj i teraz, poczucie istnienia.
Świadomość rozszerzona, pamięć autobiograficzna.
Inne podziały:
• Świadomość pierwotna i refleksyjna
• Świadomość dostępowa i fenomenalna (N. Block)
Samorozpoznawanie
G.G. Gallup, Self-recognition in primates: A comparative approach to the
bidirectional properties of consciousness. American Psychologist 32:
329-38 (2002);
Dotychczas rozpoznawały się szympansy,
orangutany, goryle, słonie, delfiny.
Koncepcja „ja” => zdolność do empatii,
rozumienia stanów mentalnych innych istot.
Test kierunku spojrzenia: jeśli jedzenie
wskazuje dwóch ludzi, jeden z przepaską
na oczach, to szympans zwykle wybiera
wskazówki tego bez przepaski.
Odczytywanie stanu umysłu innych istot pozwala na przewidywania.
Czy ze zdolności do odczytywania stanu innych zrodziła się
samoświadomość?
Jak szukać reprezentacji Ja?
Kelley i inn. JCN 14, 785-704, 2002; oceny cech osoby odnoszone do:
siebie, prezydenta Busha, lub ocena – czy pisane dużymi literami?
Gdzie realizowane są funkcje Ja?
Kelley i inn. 2002, wyniki fMRI
Gdzie dokładniej jest Ja?
C.L. Heatherton i inn, Medial prefrontal activity differentiates self from
close others. Social Cognitive & Affective Neuroscience 1, 18-25, 2006.
Oceny odnoszące się do siebie i bliskich osób różnią się w sposobie
aktywacji grzbietowej przyśrodkowej kory przedczołowej (DMPFC)
i przedniej części kory
zakrętu obręczy (AC).
Reprezentacja
neuronalna „ja”
odróżnia się od
reprezentacji innych,
chociaż jest podobna
do reprezentacji osób
bliskich.
„Ja” w relacji do innych
= rola społeczna.
Czy Ja jestem przyczyną działania?
Farrer & Frith, Experiencing Oneself vs Another Person as Being the
Cause of an Action: The Neural Correlates of the Experience of Agency
Neuroimage 15, 596, 2002.
Świadomość własnego działania (rysowania dźojstikiem) związana jest z
aktywnością przedniej części wyspy (AIC), a świadomość, że
uczestniczy się biernie i inna osoba wykonuje ruchy z aktywacją dolnej
kory ciemieniowej (IPC).
AIC: integracja wielomodalnych
informacji zmysłowych związanych
z własnym wolicjonalnym
działaniem.
IPC: reprezentacja ruchu w
układzie niezależnym od własnego
położenia?
Różne ‘Ja’ w mózgu
Northoff i inn, Self-referential processing in our brain - a meta-analysis
of imaging studies on the self. Neuroimage 31, 440, 2006
CMS, Cortical Midline Structures, korowe struktury przyśrodkowe, są
siedliskiem procesów odnoszących się do „ja” w testach werbalnych,
przestrzennych, emocjonalnych, rozpoznawania twarzy.
Dobrze ukryte, rzadko ulegają uszkodzeniom, pośredniczą w
komunikacji pomiędzy układem limbicznym, pniem mózgu i korą.
Proto-ja: ciało, autobiograficzne ja: pamięć; społeczne ja: relacje.
Intencje w mózgu
Hayens i inn, Current Biology 2007: dostaniesz za chwilę dwie liczby,
możesz je dodać lub od siebie odjąć ... a aktywność przyśrodkowej kory
czołowej mi pokaże, jakie są Twoje intencje ...
Czy „Ja” podejmuje decyzje?
B. Libet i inn. The Volitional Brain: Towards a
Neuroscience of Free Will. Imprint Academic 2000
Klasyczne doświadczenia Libeta:
stymulacja palca odczuwana jest 500 ms
przed stymulacją kory.
Obserwacja potencjałów gotowości RP
300 ms przed wrażeniem podjęcia
decyzji o naciśnięciu przycisku,
najpierw są plany ruchu, potem
decyzja a nie odwrotnie.
Czy wola ma prawo weta? Wątpliwe.
Trevarna & Miller 2002, inni.
Doświadczenia z TMS: chociaż 80%
wybiera stymulowaną rękę, wybór
odczuwany jest jako „wolny”.
WWW (Google “Duch”)
=> referaty
Wykłady:
Jak działa mózg.
Neuropsychologia
komputerowa.
Wstęp do
kognitywistyki
Dziękuję za uwagę.