Mobili versija | Apie | Visos naujienos | RSS | Kontaktai | Paslaugos
 
Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Mokslas » Matematika

Koks ryšys tarp matematikos ir haliucinacijų?

2010-02-18 (13) Rekomenduoja   (1) Perskaitymai (7846)
    Share

Kas gi tokio slypi mūsų smegenyse, kad jie įvairiose situacijose - veikiami narkotikų, sergant arba gresiant mirčiai - regi lygiai tokius pačius "antgamtiškus" geometrinius raštus? Pasirodo, tai betarpiškai siejasi su žmogaus smegenų struktūra.

Geometrines figūras jūsų vaizduotėje gali sukelti ne tik haliucinogeniniai preparatai, tokie kaip LSD, meskalinas arba kanapės. Panašius vaizdus žmonės gali regėti būdami netolimoje mirčiai būsenoje, sirgdami epilepsija, šizofrenija, arba paprasčiausiai spustelėjus akis pirštais užmerktus akių vokus. Tik neišsigąskite (ir nespauskite akių per stipriai), nes tai būdinga visiems žmonėms. Praėjusiame amžiuje mokslininkai pastebėjo šių geometrinių "haliucinacijų" panašumą ir pradėjo ieškoti sąsąjos tarp matomų vaizdų pobūdžio ir smegenų struktūros bei vidinių jų veikimo mechanizmų. Naujausi pasiekimai rodo, jog toks sąryšis vis gi egzistuoja.

Geometrines haliucinacijas dar praėjusio amžiaus trečiajame dešimtmetyje sistemiškai tyrinėjo Vokietijos ir JAV psichologas Heinrich'as Klüver'is. Klüver'io susidomėjimas vizualiniais potyriais galiausiai privedė prie to, kad mokslininkas pradėjo eksperimentuoti su narkotinėmis savybėmis pasižyminčiu Peyote rūšies kaktusu. Prie šio augalo išpopuliarėjimo savo laiku nemaža dalimi prisidėjo žymus rašytojas Carlos Castaneda - kaktuso sudedamoji medžiaga meskalinas daro poveikį psichikai ir kadaise daugelyje Centrinės Amerikos indėnų genčių vaidino svarbų vaidmenį kaip šamaniškiems ritualams atlikti būtina priemonė. Meskalinas mokslui gerai žinomas kaip medžiaga, sugebanti sukelti nepaprastai ryškias vizualines haliucinacijas. Eksperimentuodamas laboratorijoje Klüver'is drauge su savo asistentu pastebėjo, jog meskalino sukeltoms haliucinacijoms buvo būdingos pasikartojančios geometrinės formos ir suklasifikavo jas į keturias rūšis, kurias pats tyrinėtojas vadino "konstantomis": tunelius ir piltuvus, spirales, tinklelius (įskaitant korines ir trikampes struktūras) ir voratinklius.

Aštuntajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje matematikai Jack D. Cowan ir G. Bard Ermentrout pabandė pasinaudoti šia Klüver'io sudaryta klasifikacija ir sukūrė teoriją, apibūdinančią tai, kas vyksta mūsų smegenyse, kai jos mums pateikia melagingą informaciją apie tariamai matomas geometrines figūras. Nuo to laiko šią teoriją tobulino ir kiti mokslininkai, įskaitant neseniai Oksforde įkurto Bendrosios taikomosios matematikos (Collaborative Applied Mathematics) centro matematikos ir skaičiuojamosios neurologijos profesorių Paul Bressloff.

Žmonių ir kitų žinduolių smegenyse yra tokia sritis, kuri atsakinga už vaizdinės informacijos apdorojimą - ji vadinama V1.  Eksperimentiniai duomenys (pavyzdžiui, naudojant fMRI skenavimą, kuriuo tiriamas smegenų sričių aktyvumas padorojant vienokią ar kitokią informaciją) leidžia manyti, jog Klüver'io formas taip pat didžiąja dalimi lemia V1, o ne kitos vaizdo apdorojimo sistemos dalys. Kaip ir kitos smegenų dalys, V1 pasižymi sudėtinga raukšlių ir vingių struktūra, tačiau mokslininkai teigia, jog mūsų matomas vaizdas stebėtinai paprastai "transformuojasi" į elektrinius impulsus V1 srityje. "Jei pabandytume įsivaizduoti, kas gautųsi ištiesinus V1 smegenų žievės dalį, gautumėte kelių milimetrų storio audinį, sudarytą iš įvairių tipų neuronų", sako Bressloff. "Jei mes darytume prielaidą, jog skirtinguose sluoksniuose esantys neuronai atlieka tas pačias arba labai panašias funkcijas, ir įsivaizduotume, kad suspaudžiame tuos sluoksnius į vieną, gautume dvimatį lapą". Realiame pasaulyje matomas objektas arba bet koks kitoks trimatis vaizdas kiekvienos akies tinklainėje suprojektuojamas į dvimatį vaizdą, todėl akies dugną mes galime taip pat laikyti dvimačiu lapu - vizualiniu lauku. Kiekvieno taško vietą šiame lape, tarsi žemėlapyje, galima nusakyti dviejomis koordinatėmis. Šiuo atveju koordinatės akyje siejasi su koordinatėmis smegenų žievėje.

Geometrinę haliucinaciją sudarantys pakaitomis išdėstyti šviesūs ir tamsūs ruožai atsiranda dėl to, kad V1 srityje lygiai taip pat yra išsidėstę didesnio ir mažesnio aktyvumo neuronų ruožai. Kam gi to reikia? Norint transformuoti matomus vaizdus į juos atitinkančių neuronų signalus, būtina turėti koordinačių žemėlapį, arba raktą, kuris susieja akies nervo atiduodamą informaciją su V1 paviršiumi. Šį žemėlapį mokslininkams pavyko nustatyti dar aštuntajame dešimtmetyje.

Taigi, jei regima spiralinė arba apskritiminė haliucinacija, jos atitinka juostomis išdėstytas V1 aktyvumo zonas. Jei haliucinacija - tinklelis - tada ji atitinka šešiakampiu išdėstytas V1 aktyvumo zonas. Šis faktas pats savaime nėra labai reikšmingas, tačiau tyrinėtojai pastebėjo dar vieną aspektą: juostų ir šešiakampių išsidėstymas primena tai, kas gaunama modeliuojant natūralias gamtines struktūras, pavyzdžiui, skysčių konvekciją, arba netgi... dėmių ir juostų išsidėstymą ant gyvūnų kailio. Matematinis tokių struktūrų išsidėstymo principas jau žinomas gan seniai, todėl mokslininkai dabar taiko tuos pačius matematinius principus ir vizualinei galvos smegenų žievei modeliuoti.

Galima užtikrintai teigti, jog geometrinės haliucinacijos atsiranda dėl vienokio ar kitokio V1 nestabilumo. Destabilizuoti šią sritį gali daug kas - kad ir tie patys narkotikai. Jie "išjudina" vizualinę smegenų sritį iš pusiausvyros padėties, taip sukeldami griūtinę reakciją tarp sužadinančių ir slopinančių neuronų. Tokia sąveika galiausiai stabilizuojasi - smegenys tarsi įjungia "kompiuterio perkrovimo" mygtuką. "Perkrovus" vizualinę smegenų žievės sritį, pirmiausia aktyvuojasi būtent pakaitomis juostomis arba šešiakampiasi išdėstyti neuronai. Tada savo vizualiniame lauke mes "matome" tas formas, kurias savo tyrimuose aprašė Klüver'is.

 


Verta skaityti! Verta skaityti!
(2)
Neverta skaityti!
(1)
Reitingas
(1)
Komentarai (13)
Komentuoti gali tik registruoti vartotojai
Naujausi įrašai

Įdomiausi

Paros
36(1)
33(2)
31(0)
25(0)
23(2)
14(0)
13(1)
11(0)
11(0)
Savaitės
88(0)
75(2)
67(9)
Mėnesio
151(27)
135(0)
111(1)
110(2)
108(0)