OPTIKEREN 1 . 2008
s t o f F a g l i g t
32
Vores syns opfattelse af rum er en af de centrale tolkninger af vores omverden. Nye undersøgelser har vist, at denne rumlighed sandsynligvis bliver dannet af enkelte neuroner, der reagerer på simple træk i det sete.
HVAD HJERNEN SER
Af Jan Skøt
spændende indsigt i, hvordan hjernen virker helt nede på celleniveau.
“Vi kan måle, at hvordan en enkelt nervecelle reagerer på en specifik stimulation af synet. Og vi kan vise, hvordan den ændrer sin reaktion på grund af noget andre nerveceller kan se, som den ikke selv kan se. Men hvordan det kan lade sig gøre, er stadig noget mystisk”. Rüdiger von der Heydt, professor i neurofysiologi på Mind/Brain Institute, Johns Hopkins University. Hvordan forstår vi vores omgivelser? Hvordan kan lys, der falder ind i vores øjne bliver til en tredimensional forståelse af verden inde i vores hoved? Er der en mystisk sjælelig proces eller bare biologisk mekanik? Mennesket har tænkt over det meget længe. Svar har vi ikke fundet, men af og til dukker der uhyre tankevækkende eksperimenter op, som det Rüdiger von der Heydt fra Johns Hopkins University har lavet. Eksperimentet handler om, hvordan vi ser og synes at vise, at enkelte neuroners tolkning af meget specifikke elementer ved et todimensionalt billede er basis for vores oplevelse af en tredimensional verden. Eksperimentet antyder også en
Jan Skøt Oprindeligt uddannet som cand. phil. i nordisk litteratur fra Århus Universitet. Har arbejdet som freelancejournalist siden 1988. Laver i øjeblikket radio for Harddisken på DR’s P1 og skriver for Ingeniøren, Politiken, Samvirke og en række andre blade og magasiner.
Enkelte neuroner i abehjerner Det har længe været klart, at hvis vi skulle nå større indsigt i tankers opståen, så ville en af de bedste veje være målinger af enkelte neuroner. Men eftersom teknologien i øjeblikket kræver, at man åbner hjerneskallen og indfører adskillige mikroskopiske nåle - oven i købet er man nødt til at gøre det flere gange for at finde de rigtige neuroner - så er det ikke noget, man kan gøre med mennesker. I stedet har von der Heydt lavet forsøget med makakaber, som har et fortræffeligt syn og ofte bruges til denne type undersøgelser. Der er flere spidsfindige elementer, der skal være i orden, før forsøget virker: Von der Heydt undersøgte neuroner i den del af hjernebarken, hvor man ved, at synsindtryk bearbejdes. Hver neuron registrerer kun signaler fra et bestemt lille udsnit af synscellerne i nethinden - neuronen “ser” kun indenfor dette synsområde, det såkaldte receptive field. Når den udvalgte neuron først er blevet kalibreret, så man præcist kender dette område, er det muligt at stimulere det. Man kan vise et billede, hvor man præcist ved hvilken del af billedet, den målte neuron reagerer på. Ved hjælp af kameraer, der optager abens øjenbevægelser, kan man sikre sig, at den har kigget på det rigtige sted i det øjeblik, hvor man måler. Uden alle disse forholdsregler er det reelt umuligt at sige, om de målte reaktioner har noget med billedet at gøre. Det er en temmelig avanceret forsøgsform, men den er fuldstændig afhængig af en lille og aktiv abes opmærksomhed på det rigtige sted:
- Vi er nødt til at træne aberne, så de fokuserer på det samme sted tilstrækkeligt længe. De skal fiksere stedet til deres hjernebark er færdig med at bearbejde indtrykket - forklarer von der Heydt - Vi træner dem til at fiksere ved at belønne dem med for eksempel en dråbe frugtjuice for en rigtigt udført opgave. Aberne sidder foran en computerskærm, hvor billederne kan vises med den nødvendige præcision. Gestaltning af et rum Det von der Heydt har undersøgt er en af de mest fundamentale måder, vores syn tolker et rum på. Det blev første gang beskrevet af den danske psykolog Edgar Rubin - hans disputats “Synsoplevede figurer” fra 1915 er en del af grundlaget for von der Heydts forskning. Rubins iagttagelser er en del af gestaltteorien om oplevelse. Dens grundlæggende idé er, at helheden er større end de enkelte dele - delene gestalter eller danner en helhed. For eksempel ser vi ikke en hel masse prikker på række som en hel masse prikker på række, men som en linje. Når vi taler om rumlighed, så er en af de centrale iagttagelser, at vi deler synsoplevelsen op i baggrund og figurer. Og hvis der er flere figurer, der dækker for hinanden, er det afgørende, hvordan vi tolker grænsen mellem dem. Hvis vi for eksempel har to træer, hvor det ene står foran det andet (se illustration) så ser vi ikke et rundt træ og et bananformet træ - vi ser et rundt træ, der står foran et andet træ med en muligvis symmetrisk krone. Tolkningen bestemmes af, at vi oplever grænsen mellem de to træer, som tilhørende det forreste træ - det er en afgræns-