Beyindeki hangi süreçler bilinç ile ilişkili olabilir?

Transkript

1 Beyindeki hangi süreçler bilinç ile ilişkili olabilir? Bilincin nöral korelatları (BNK) Alper Açık

2 Birlikte kafa yorduklarım Saskia Selim Peter Robert Ulaş

3 TDK bilinç 1. İnsanın kendisini ve çevresini tanıma yeteneği, şuur. 2. Bir toplumdaki ruhsal etkinliklerin veya ruhsal durumların bütünü. 3. Dimağ. 4. mecaz Temel bilgi, temel görüş. 5. ruh bilimi Algı ve bilgilerin zihinde duru ve aydınlık olarak izlenme süreci, şuur: "Davranışlarını bir an önce bilincinin dene5minden kurtarmak için kadehleri birer dikişte boşaltmaya mı başladı?" F. R. Atay.

4 TDK düşünce 1. Uzay ve zamanın ötesinde, öznenin dışında, kendiliğinden var olan, duyularla değil, yalnızca ruhen algılanabilen asıl gerçeklik, mütalaa, fikir, ide, idea: "Bu düşünce ona epeyce azap verdi." A. Midhat. 2. Dış dünyanın insan zihnine yansıması. 3. Niyet, tasarı. 4. mecaz Tasa, kaygı, sıkınt: "Benim de mi düşüncelerim olacaka / Ben de mi böyle uykusuz kalacakam?" O. V. Kanık. 5. felsefe İlke, yönewci sav.

5 Bilinç derken? Bu soruyu olabildiğince erteliyoruz Savaşları, savaş sözcüğüyle tam ne demek istendiğini tartşarak kazanamazsınız (Crick, 1994) Şimdilik bununla yewnelim: Bilinç deneyimlediğimiz herşeydir. Onu, her gece rüyasız bir uykuya daldığımızda bizi bırakıp giden, ve ertesi sabah uyandığımızda bize geri gelen herşey olarak düşünebiliriz. (Tononi, 2004)

6 Beyin derken? medial lateral lateral dorsal anterior rostral posterior ventral caudal

7 Ertelenmiş bir problem Davranışçılık Bilişsel devrim Metodolojik yetersizlik

8 Crick & Koch, 1990

9 Aklımızda ne var? NCC = Bilincin nöral korelatları (neural correlates of consciousness) Dış dünya Beynin içi Bilinçli algılanan Koch, 2004 (The Quest for Consciousness)

10 Korelat Webster sözlüğü: Bir fenomene eşlik eden diğer bir fenomen, ki birinci fenomene genelde paraleldir, ve bir şekilde onunla ilişkilidir. Webster örneği: Bilinçli düşüncenin insan beynindeki hassas elektriksel korelatları (!!!)

11 Korelasyon nedensellik berlirtmez! ABD de araç başına düsen ölüm ABD ye Meksika dan ithal edilen limon miktarı (ton)

12 Korelasyon nedensellik berlirtmez! Ortalama sıcaklık Denizlerdeki korsan sayısı

13 İki ilke Ortada bilimsel olarak açıklanması gereken bir şey var Bilincin bütün farklı yönlerinin (acı olsun, görsel farkındalık olsun) hep aynı mekanizma ya da aynı kısıtlı sayıdaki mekanizmalar yatar

14 Oyunun kuralları 1) Tanıma gerek yok 2) İşleve dair sorulara gerek yok 3) Hayvanlarla da çalışılabilir 3.1) Dile gerek yok 4) Kendilik, irade hissi, gayelilik şimdilik konu dışı 5) Hepsi bir anda olmaz, parça parça 6) Kualya gibi kişiye özel yönler konu dışı

15 Bilincin derecesi? Bilincin iki sorunu 1 Bir sistem ne derece biliçlidir? Az mı, çok mu? Beyindeki hangi süreçler bilinç derecesini belirler? Laureys, Trends in CogniWve Sciences, 2005

16 Bilincin iki sorunu 1 Koch, 2004 (The Quest for Consciousness) Laureys, Trends in CogniWve Sciences, 2005

17 Bilincin iki sorunu 2 (konumuz) Ya da: Sistemin bilincinde ne var? İçerik sorusu Kırmızı mı görüyor sarı mı? Duyuyor mu, görüyor mu? Modalite (duyma, görme v.b.) Alt modalite (görmede renk, şekil, hareket) Boyut (renkte kırmızı, mavi v.b.)

18 İçerik Beyindeki tüm süreçler zaten bilinçli süreçlerle alakalı değil mi?

19 Değil İhmal sendromu Bölünmüş beyin

20 DENEY Kelimeyi ara kelime ile tamamlayın! Ara kelime Kelime yok: 20% Bilinçsiz: 40% Bilinçli: 97%

21 DENEY Kelimeyi ara kelime ile tamamlamayın! Ara kelime Kelime yok: 22% Bilinçsiz: 26% Bilinçli: 8%

22 Metoda dair uyaran 1. Tür: Bir uyaranın deneysel manipülasyonla (zaman) bilince sok veya sokma (bir önceki örnek) 2. Tür: Uyaranın fiziksel özelliklerini değişwrmemesine rağmen, algılanan değişsin

23 Muğlak figürler

24 Muğlak figürler

25 Muğlak figürler Uyaran aynı Algı ise çis halli yani öznel farkındalıkta bir değişiklik! Karışık algı yok Ama bundan da iyisi var...

26 Binoküler (çis göz) görüş Öİki göze düşen görüntü aynı değil Binoküler fark 3 boyutlu görüş

27 Binoküler rekabet İki göze farklı uyaran = değişen algı

28 Nasıl?

29 OpWmal uyaran Dış uzamdaki iki nesnenin, gözlemciye sıra ile gözükmesi İki uyaran, algıda üstünlük için rekabet ediyor, ve biri görünürken diğeri görünmez oluyor.

30 Nerede? Beynin neresinde? Hiyerarşide aramak...

31 Hiyerarşi Felleman & Van Essen, Cerebral Cortex, 1991

32 LogotheWs deneyleri Maymuna ne gördüğünü bildirmeyi öğret LogotheWs, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 1998

33 LogotheWs deneyleri Ardından binoküler rekabet deneyi yap Ve farklı bölgelerden kaydet LogotheWs, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 1998

34 Bulgular LogotheWs, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 1998

35 Bulgular Leopold & LogotheWs, Trends in CogniWve Sciences, 1999

36 LogotheWs deneyleri Sonuç Görsel korteks hiyerarşisinde yukarı giwkçe, uyaranın fiziksel özellikleri değil, algıdaki değişiklikleri yansıtan hücre sayısı artmakta.

37 Destekleyici bulgular Tong et al., Neuron, 1998

38 Destekleyici bulgular Tong et al., Neuron, 1998

39 Peki ya seçme süreci? RekabeW, uyaranları değişwrmek ile karşılaştr Rekabet: Frontal ve parietal Uyaran değişimi: Erken görme bölegeleri Rekabet Değişim Bilinçte rekabet ile ilgili bölgeler Rees et al., Nature Reviews Neuroscience, 2002 Lumer et al., Science, 1998

40 Miktar kodlarını geride bırakmak Miktar kodu: Birim zamanda eylem potansiyeli Soru: Miktar kodu değişmeden işlenen/ gönderilen bilgi değişebilir mi?

41 Senkronizasyon Bağlama problemi: Kırmızı ve yatay Bütünsel bilinçli algı X dağınık nöral akwviteleri

42 Frankfurt hikayesi... C. Gray W. Singer A. Engel P. König Sorun

43 Çözüm önerisi Aynı nesne nöronları senkronize

44 Kros korelasyon Δt [ms] C(Δt) = Σ t (A 1 (t)*a 2 (t+δt))

45 Gestalt prensipleri Gray et al., Nature, 1989

46 Bütün korteks Bütün kortekste Yakın bölgelerde daha güçlü Uzak bölgeler / yavaş Wtreşimler Engel et al. Consciousness and CogniWon, 1999

47 Binoküler rekabet Bu mekanizma uyaran rekabew sırasında etkili mi? Hangi korwkal bölgelerde? Metot: Şaşı kediler (bir göz dominant) OptokineWk nistagmus (OKN) Binoküler rekabet

48 Metotlar Hareket sağa Hareket sola

49 Bulgular Seçilen göz nöronları, rekabe e senkroniyi ar}rıyor. Bu seçicilik miktar kodunda gözükmüyor. Engel et al. Consciousness and CogniWon, 1999

50 Sonuç Bölgeler arası senkronizasyon (40 Hz civarı) Global uyaran özellikleri Bağlama Algılanan ile ilişkili Ödev ile değişiyor EEG de ölçülen sinyal ile ilişkisi

51 Ne çıkarabiliriz bundan? Sinyallerin uyumu Fourier analizinin önemi Faz ilişkileri

52 EEG frequency bands delta Delta: Hz. YeWşkin yavaş dalga uykusu YeWşkinlerde frontal, çocuklarda posterior Yüksek genlik

53 EEG frequency bands theta 4 7Hz Uyku sersemliğinde

54 EEG frequency bands alpha 8 12 Hz Posterior temel ritm Gölerini kapa ve rahatla AkWfleşince azalıyor

55 EEG frequency bands beta Hz AkWf konsantrsaon Gözler açık

56 EEG frequency bands gamma Hz Birçok durumda Bağlanma, nesne temsilleri

57 İnsanlar ve osilasyonlar Tallon Baudry, Trends in CogniWve Sciences, 1999

58 İnsanlar ve osilasyonlar

59 Metot Bilincin fonksiyonu olarak gamma aralığındaki amplitüt ve faz.

60 Bulgular

61 Bulgular Görmenin etkisi: Hem hemisfer içi hem hemisferler arası uyum artyor

62 Kısa bir özet KorWkal görme hiyerarşisinde yukarı çıktkça nöral akwvite uyaranın fiziksel özelliklerinden ziyade, algıyı yansıtmaya başlıyor Bilinçli algıya geçişte frontal ve parietal alanların bir kontrol işlevi mevcut Hem bölge içi hem bölgeler arası senkronizasyon, yani uyum, bilinçli algı ile artyor

63 Global çalışma alanı teorisi Stanislas Dehaene Herşeyi birleşwrmek Bence, en kapsamlı ve bütünleşwrici teori şu anda

64 Potaya girenler... Beynin modüleritesi Yüz bölgesi, mekan bölgesi, v.b. Ama: Sadece modüler çözüm => bilinçdışı Modül arası esnek ilewşim => bilinç

65 Global çalışma alanı... Farklı modüllerin uygulamaları bu global alanda geçici, dinamik olarak ortaya konursa süreç bilincin içeriğine girer. Algı, hareket, uzun vadeli ha za, değer katma ve dikkat

66 Bilincin gerekleri 1. Nöral akwvasyon 2. Asgari bir süre ve yoğunluk => parietal ve frontal genişleme 3. Dikkat ile uyumlu akwvasyon

67 Öngörüler BilinçalT uygulamalar Bilinçüstü uygulamalar Erken görme a. Yüksek görme a. Prefrontal Maske gücü Del Cul et al., Plos Biology, 2007

68 Deney ve davranış

69 Bulgular

70 İnsan kafatasına girmek Epilepsi hastaları Gaillard, Plos Biology, 2009

71 Deney Wpi aynı

72 Bulgular Zaman frekans temsili

73 Bulgular Faz uyumu

74 Bulgular Granger nedenselliği

75 Bulgular Granger nedenselliği

76 Toplarsak Bilinçli algı en çok iki Wp uyaranla çalışılıyor Muğlak figürler Maskeleme Hiyerarşik uzmanlaşma Erken alan: Fiziksel özellikler Yüksek alan: Algı içeriği Senkronizasyon en az miktar kadar önemli Global ilewşim ve etkileşimler çok önemli

77 Şimdilik bu kadar...