Πώς ο εγκέφαλος μας αντιλαμβάνεται το μέγεθος κάποιων εννοιών, όπως είναι η σκοτεινή ύλη, τα νετρίνα ή το πολυσύμπαν;
Η επιστήμη της φυσικής προσπαθεί να βρει τις καλύτερες δυνατές εξηγήσεις για την κατανόηση της ύλης και της ενέργειας στον φυσικό κόσμο, σε όλες τις κλίμακες του χώρου και του χρόνου. Η σύγχρονη φυσική είναι γεμάτη με σύνθετες έννοιες και ιδέες, που έχουν αλλάξει ριζικά τον τρόπο που βλέπουμε το σύμπαν.
Τα μυστήρια του φυσικού κόσμου αποκαλύπτονται από τους επιστήμονες, οι οποίοι βουτούν σε αθέατους κόσμους, που περιλαμβάνουν το υποατομικό, το κβαντικό και το κοσμολογικό πεδίο. Όμως, πώς ο εγκέφαλος των φυσικών καταφέρνει αυτό το επίτευγμα, το να σκέφτεται κόσμους που δεν μπορούν να βιωθούν;
Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη εργασία στο περιοδικό npj Science of Learning, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Κάρνεγκι Μέλον βρήκαν τρόπο να αποκωδικοποιήσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα που σχετίζεται με αφηρημένες επιστημονικές έννοιες που αφορούν την ύλη και την ενέργεια, όπως τα φερμιόνια ή τη σκοτεινή ύλη.
Ο Ρόμπερτ Μέισον, ανώτερος ερευνητής, ο Ρέινχαρντ Σουμάχερ, καθηγητής Φυσικής, και ο Μάρσελ Τζαστ, καθηγητής Ψυχολογίας, εξέτασαν τις διαδικασίες σκέψης των καθηγητών του τμήματος Φυσικής, σε σχέση με προχωρημένες φυσικές έννοιες, καταγράφοντας την εγκεφαλική δραστηριότητά τους με τη χρήση λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (fMRI).
Σε αντίθεση με άλλες μελέτες νευροεπιστήμης που χρησιμοποιούν απεικόνιση εγκεφάλου, η συγκεκριμένη δεν στόχευε να βρει το «μέρος στον εγκέφαλο» όπου υπάρχουν οι προηγμένες επιστημονικές έννοιες. Αντιθέτως, ο στόχος της μελέτης ήταν να ανακαλύψει πώς ο εγκέφαλος οργανώνει τις εξαιρετικά αφηρημένες επιστημονικές έννοιες. Μια εγκυκλοπαίδεια οργανώνει τη γνώση αλφαβητικά, μια βιβλιοθήκη με βάση κάποιο σύστημα ταξινόμησης, όμως πώς την οργανώνει ο εγκέφαλος ενός φυσικού;
Η μελέτη εξέτασε το αν τα μοτίβα ενεργοποίησης που προκαλούνται από τις διαφορετικές έννοιες φυσικής θα μπορούσαν να ομαδοποιηθούν με βάση τις ιδιότητες των εννοιών. Ένα από τα πιο καινοτόμα ευρήματα ήταν το ότι ο εγκέφαλος των φυσικών οργάνωνε τις έννοιες σε εκείνες με μετρήσιμο και σε εκείνες με μη μετρήσιμο μέγεθος. Για όλους εμάς στη Γη, οτιδήποτε φυσικό είναι μετρήσιμο, με βάση τη σωστή κλίμακα και τρόπο μέτρησης.
Όμως για έναν φυσικό, το μέγεθος κάποιων εννοιών, όπως είναι η σκοτεινή ύλη, τα νετρίνα ή το πολυσύμπαν, δεν είναι μετρήσιμο. Και στο μυαλό των φυσικών, οι μετρήσιμες έννοιες οργανώνονται ξεχωριστά από τις αμέτρητες.
Πώς μπορεί να αξιολογηθεί αυτή η ερμηνεία των ευρημάτων της εγκεφαλικής ενεργοποίησης;
Η ερευνητική ομάδα βρήκε τρόπο να παραγάγει προβλέψεις των μοτίβων ενεργοποίησης για κάθε μία από τις έννοιες. Όμως, πώς μπορεί να προβλεφθεί η ενεργοποίηση που προκαλείται από τη σκοτεινή ύλη;
Η ομάδα ζήτησε από μια ανεξάρτητη ομάδα καθηγητών φυσικής να αξιολογήσει κάθε έννοια σε κάθε μία από τις υποθετικές διαστάσεις, σε μια κλίμακα 1-7. Για παράδειγμα, μια έννοια όπως η «διττότητα» θα αξιολογούνταν ως μη μετρήσιμη (χαμηλά στην κλίμακα μετρήσιμου μεγέθους).
Έπειτα, ένα υπολογιστικό μοντέλο καθόρισε τη σχέση ανάμεσα στις αξιολογήσεις και στα μοτίβα ενεργοποίησης για όλες τις έννοιες, εκτός από μία, και μετά χρησιμοποίησε αυτή τη σχέση για να προβλέψει την ενεργοποίηση της έννοιας που απέμεινε. Η ακρίβεια αυτού του μοντέλου ήταν 70% κατά μέσο όρο. Το αποτέλεσμα υποδηλώνει ότι η υποκείμενη οργάνωση είναι καλά κατανοητή.
Διαβάστε σχετικά: Η ταυτότητα του εγκεφάλου
Δημιουργικότητα σκέψης
Στην αρχή του 20ού αιώνα, οι μετα-Νευτώνιοι φυσικοί εξέλιξαν δραστικά την κατανόηση του χώρου, του χρόνου, της ύλης, της ενέργειας και των υποατομικών σωματιδίων. Οι νέες έννοιες προέκυψαν όχι από αντιληπτική εμπειρία, αλλά από τις παραγωγικές δυνατότητες του ανθρώπινου μυαλού. Πώς έγινε εφικτό αυτό;
Οι νευρώνες του εγκεφάλου έχουν έναν τεράστιο αριθμό υπολογιστικών δυνατοτήτων με ποικίλα χαρακτηριστικά, και η εμπειρία καθορίζει ποιες από αυτές τις δυνατότητες τίθενται σε χρήση με διάφορους πιθανούς τρόπους, σε συνδυασμό με άλλες εγκεφαλικές περιοχές, για να εκτελέσουν συγκεκριμένες εργασίες σκέψης.
Ο πολιτισμός χρησιμοποίησε αυτές τις εγκεφαλικές δυνατότητες για να αναπτύξει νέες δεξιότητες και γνώση. Όλα αυτά έγιναν εφικτά λόγω της προσαρμοστικότητας του ανθρώπινου εγκεφάλου. Μπορούμε να χρησιμοποιούμε τους αρχαίους εγκεφάλους μας για να σκεφτόμαστε νέες έννοιες, που είναι οργανωμένες με βάση νέες υποκείμενες διαστάσεις.
Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας νέας διάστασης της φυσικής είναι η μη μετρησιμότητα σε αντίθεση με τη μετρησιμότητα των κλασικών εννοιών. Αυτή η νέα διάσταση ήταν παρούσα στο μυαλό όλων των φυσικών που εξετάστηκαν. Οι επιστημονικές εξελίξεις στη φυσική διαμορφώθηκαν με τις νέες δυνατότητες του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Ένα άλλο σημαντικό εύρημα είναι ο μεγάλος βαθμός ομοιότητας ανάμεσα στους φυσικούς όσον αφορά το πώς ο εγκέφαλός τους αναπαριστά τις έννοιες. Αν και οι επιστήμονες εκπαιδεύτηκαν σε διαφορετικά πανεπιστήμια, γλώσσες και κουλτούρες, υπήρχε μια ομοιότητα στις αναπαραστάσεις στον εγκέφαλο.
Αυτή η ομοιότητα στις εννοιολογικές αναπαραστάσεις προκύπτει επειδή το εγκεφαλικό σύστημα που αυτόματα μπαίνει στο παιχνίδι για να επεξεργαστεί έναν δεδομένο τύπο πληροφορίας είναι εκείνο που είναι εγγενώς περισσότερο κατάλληλο γι’ αυτή την επεξεργασία.
Το μυστικό για να διδάξεις καινούρια κόλπα σε αρχαία μυαλά είναι να ενδυναμώσεις αυτούς που σκέφτονται δημιουργικά για να αναπτύξουν νέες έννοιες και επινοήσεις, ενισχύοντας ή χρησιμοποιώντας με νέο τρόπο τις εγγενείς δυνατότητες επεξεργασίας πληροφοριών του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Όταν οι νέες έννοιες γίνουν γνωστές από άλλους ανθρώπους, θα συνδεθούν με τις ίδιες δυνατότητες επεξεργασίας πληροφοριών του εγκεφάλου τους, όπως έγινε και με τους ανθρώπους που τις ανέπτυξαν αρχικά.
Απόδοση - Επιμέλεια: Ισμήνη Τσοχαλή, επιμελήτρια κειμένων
Πηγή
*Απαγορεύεται ρητώς η αναπαραγωγή χωρίς προηγούμενη άδεια των υπευθύνων της ιστοσελίδας*
