Älä koskaan välitä ihmisen aivojen mysteerien purkamisesta. Uusi tutkimus viittaa siihen, että neurotieteilijöillä ei ehkä edes ole analyyttisiä välineitä ymmärtää paljon yksinkertaisempaa logiikkaa, joka ajaa "aivot" "Donkey Kongissa".
Ajatuskokeessa kaksi tutkijaa kysyi: Voisiko neurotieteilijä ymmärtää mikroprosessorin? Eli jos ihmisen aivoja pidetään erittäin monimutkaisena tietokoneena, voisiko neurotieteilijät soveltaa laajalti käytettyjä neurotieteellisiä lähestymistapojaan yksinkertaisen tietokoneen analysoimiseksi?
Kuinka yksinkertaista? He päättivät kokeilla Atari 2600 -laitetta, joka vuonna 1981 oli huipputekninen pelikonsoli - tuolloin raikastuttavan nopea 6502-mikroprosessori -, joka esitteli maailmaa uhkaavalle, rinnassa lyövälle, damsel-napauttavalle gorillelle nimeltä Donkey Kong.
Tutkijat - Kalifornian yliopiston Berkeleyn yliopiston tutkijatohtori Eric Jonas ja fyysisen lääketieteen ja kuntoutuksen / fysiologian professori Konrad Kording Chicagon Luoteis-yliopistossa - valitsivat Atari 2600: n "malliorganismikseen", koska se oli monimutkainen tarpeeksi esittämään analyyttinen haaste, mutta sen luoneet insinöörit olivat kartoittaneet sen perusteellisesti ja ymmärtäneet sen täysin.
Tyypillisen aivotutkimuksen jäljittelemiseksi he tutkivat Atari 2600: lle kolmen tyyppisiä "käyttäytymismalleja" kolmen eri pelin muodossa: "Donkey Kong", "Space Invaders" ja "Pitfall!" Sitten he käyttivät joitain neurotieteessä yleisesti käytettyjä data-analyysimenetelmiä nähdäkseen, paljastaisivatko nämä menetelmät kuinka Atari "aivot" - sen mikroprosessori - prosessoivat tietoja.
Menetelmät "paljastivat mielenkiintoisen rakenteen" mikroprosessorissa, tutkijat kirjoittivat kokeilua kuvaavassa artikkelissa. "Suorittimen tapauksessa tiedämme kuitenkin sen toiminnan ja rakenteen, ja tuloksemme pysyivät kaukana siitä, mitä kutsuttaisimme tyydyttäväksi ymmärrykseksi" Atarin aivoista.
Kokeen tulokset julkaistiin tänään (12. tammikuuta) lehdessä PLOS Computational Biology.
Neurotieteen ala odottaa odottamattoman määrän tietoa uusista, suurista ja hyvin rahoitetuista tutkimusohjelmista, jotka on kehitetty ymmärtämään ihmismieliä, kuten aivotutkimus innovatiivisten neuroteknologioiden (BRAIN) aloitteen kautta, Jonas kertoi Live Science -sivustolle. Jonas sanoi kuitenkin, että hän kyseenalaistaa tällaisten tietojen arvon, jos tuloksia ei voida ymmärtää oikein.
"Kun ihmiset tekevät laskennallista neurotiedettä, me todella pyrimme ymmärtämään myös nykyään suhteellisen pienet tiedot, osittain siksi, että meiltä puuttuu minkäänlaista" perusteellista totuutta "", Jonas sanoi. "Mutta jos erilaiset synteettiset järjestelmät, kuten klassiset mikroprosessorit, voivat toimia testialustana, voimme ehkä edetä nopeammin."
Joten se on "peli ohi" neurotieteen nykyisille menetelmille?
"Suhtaudun todella myönteisesti neurotieteen kehitykseen", sanoi Kording, joka on myös tutkija Chicagon kuntoutusinstituutiossa. "Se, että kenttä kykenee ottamaan panoksemme vakavasti, osoittaa, että heillä on ainakin suunnitelmat päästä eroon ongelmista, joita korostamme."
Kording sanoi, että yli 80 000 ihmistä katseli aikaisempaa versiota paperista esipainatuspalvelimella. Hän sanoi, että monet rakastivat sitä, vaikka monet myös vihasivat sitä. Mutta hän oli onnellinen siitä, että hän ja Jonas ovat aloittaneet vuoropuhelun.
Terrence Sejnowski, joka johtaa Laskuttavan neurobiologian laboratoriota Salkin biologisten tutkimusten instituutissa San Diegossa, kertoi Live Sciencelle, että hän arvostaa tutkijoiden tarvetta kehittää parempi käsitteellinen kehys hermostoprosessin ymmärtämiseksi. Sejnowski oli todellakin ensimmäinen kirjoittaja vuonna 2014 julkaistussa lehdessä Nature Neuroscience, jonka monet alan asiantuntijat pitävät etenemissuunnitelmana analysoidakseen niitä massiivisia ja monipuolisia neurotieteellisiä tietoja, joiden odotetaan tulevan tutkimushankkeista tulevina vuosina.
Mutta hän ei ole vakuuttunut siitä, että Atari 2600 on sopiva malli-organismi testaamaan neurotieteen analyyttisiä työkaluja.
"Mikroprosessori ja aivot ovat kaksi täysin erityyppistä tietokonetta, ja ei pidä yllättyä siitä, että niiden analysoimiseksi tarvitaan erilaisia menetelmiä", Sejnowski sanoi. "Tehdään käänteiskoe ja analysoidaan aivot menetelmillä, jotka toimivat mikrossa, logiikka-analysaattorilla. Tämä toimii erinomaisesti käänteistekniikkamikroissa, mutta epäonnistuu täysin aivojen kanssa, koska aivot eivät ole digitaalinen siru."
Varmasti aivot ovat pelottava tietokone. Ja kun neurotieteilijät pyrkivät selvittämään sen mysteerit, heidän on oltava vähän kuin pieni Mario, taistellen ikuisesti esteitä heidän näennäisen loputtoman matkansa tuntemattomiin maihin.
