در نظرخواهی یکی پست‌های قبلی، دوستی به نام آرش این آزمایش فکری را مطرح کردند. فرض کنید هنگام تولد، تمام اعصاب حسی منتهی به مغز یک نوزاد را قطع کنیم. پس این نوزاد هیچ ارتباطی با جهان خارج نخواهد داشت. وقتی این نوزاد بزرگ شد، مغزش محتوی چه چیزی است؟ این مغز می‌تواند فکر کند یا یک توده‌ی بی‌خاصیت است؟

راستش من تخصصی درباره‌ی طرز کار مغز ندارم. ولی می‌خواهم درباره‌ی یک نکته‌ی ساده صحبت کنم که می‌تواند تا حدی راه‌گشا باشد. بگذارید ببینیم تکامل مغز از کودکی تا بزرگسالی به چه صورت است.

مغز از دو ماده‌ی خاکستری و سفید تشکیل شده است. ماده‌ی خاکستری یا کورتکس (Cortex) غشای بیرونی مغز است. کورتکس در یک انسان بالغ از ۱۰۰ میلیارد سلول عصبی یا نورون تشکیل شده است. وظیفه‌ی این قسمت یادگیری، تفکر، بینایی، و چیزهایی از این قبیل است. ماده‌ی سفید در قسمت داخلی مغز قرار دارد. ماده‌ی سفید هیچ پردازشی انجام نمی‌دهد. در واقع ماده‌ی سفید یک سری رشته‌ی عصبی است که نورون‌های کورتکس را به هم پیوند می‌دهد. به طور متوسط هر سلول کورتکس با ۱۰ هزار سلول دیگر ارتباط دارد. پس مغز ما بیش از ۵۰۰ تریلیون گره عصبی دارد. نکته دقیقن همین ۵۰۰ تریلیون گره عصبی است.

وقتی نوزاد به دنیا می‌آید تعداد اتصال‌های نورونی مغزش اندک است. مغز در حین رشد نه تنها از نظر اندازه رشد می‌کند، که این اتصال‌های عصبی هم روز‌به‌روز بیش‌تر می‌شود. حافظه، زبان، راه رفتن، بینایی، همه چیزهایی هستند که ما یاد می‌گیریم. یادگیری هم دقیقن به معنی ایجاد اتصال‌های نورونی جدید است. از این نظر، شما هر چه از مغزتان بیش‌تر استفاده کنید، تعداد این اتصال‌های عصبی بیش‌تر می‌شود. اگر مغزی هیچ ارتباطی با دنیای بیرون نداشته باشد، این اتصال‌های عصبی شکل نمی‌گیرند. چنین مغزی فاقد توان پردازش خواهد بود. توجه به این ساز و کار مغز نتایج جالبی هم دارد.

ظرفیت مغز ما محدود است، چون تعداد نورون‌ها و اتصال‌های بین آن‌ها محدود است. اگر ما بخواهیم حافظه‌ قوی‌تر و هوش بیش‌تری داشته باشیم، مجبوریم مغز بزرگ‌تر با تعداد بیش‌تری نورون داشته باشیم. یکی از فرضیه‌های محکم درباره‌ی تکامل انسان همین است. حدود ۵ میلیون سال پیش یک جهش ژنتیکی در جد مشترک انسان و شامپانزه رخ داد که سبب شد اندازه‌ی جمجمه به مرور زمان بزرگ شود. بزرگ شدن جمجمه به بزرگ شدن مغز و باهوش شدن ما انجامید.

نکته‌ی دیگر این که اگر چیزی را در سن کم یاد نگرفتیم در بزرگی سخت می‌شود. مثلن زبان خارجی را در نظر بگیرید. چرا بچه‌ها راحت‌تر زبان یاد می‌گیرند؟ به این خاطر که مغز بچه انعطاف بیش‌تری برای تولید اتصال‌های عصبی جدید دارد. یک آزمایش معروف در این زمینه روی گربه‌ها انجام شد. پژوهش‌گران چشم یک بچه گربه را موقع تولد بستند و دیگری را باز گذاشتند. بعد که این گربه بزرگ شد، قسمتی از مغز که مسئول بینایی بود، در دو نیم‌کره‌ی مغز به طور نا متقارن رشد پیدا کرد. پس بحث بالا فقط در مورد یادگیری زبان خارجی نیست. اگر کودکی ناشنوا به دنیا بیاید، و در بزرگ‌سالی گوش او را درمان کنید، احتمالن او شنیدن را خیلی دیر و به سختی یاد می‌گیرد.

خلاصه‌ی کلام این که مغز ما در ابتدای تولد یک توده‌ی عصبی تقریبن بی‌سازمان است. این توده به مرور زمان یاد می‌گیرد که چه‌طور با دنیای خارج تعامل داشته باشد. اگر تعاملی نباشد، مغز احتمالن فاقد چیزهای بامعنی خواهد بود.

به نظر شما آیا چیزی به نام واقعیت بیرونی وجود دارد یا این که همه چیز زاییده‌ی ذهن ماست؟ این جمله‌ی رنه دکارت را زیاد شنیده‌اید: «من فکر می‌کنم، پس هستم.» البته این جمله از بس بی‌جا استفاده شده که گاهی آدم احساس می‌کنه که این جمله چیزی بیش از یک کلیشه‌ی مهوع نیست :)). به هر حال در بحثی که می‌خوام بکنم گریزی از این کلیشه نیست.

قصد دارم در مورد یک آزمایش فکری صحبت کنم به نام مغز در مخزن (brain in a vat). حالا این مغز در مخزن یعنی چه؟

می‌دونیم که سلول‌های مغز برای زنده موندن به اکسیژن و مواد قندی نیاز دارند. سیستم گردش خون این مواد را به مغز می‌رسونه. از طرف دیگه، ارتباط مغز با دنیای بیرون از طریق رشته‌های عصبی مختلف امکان‌پذیر هست. مثلن عصب بینایی اطلاعات لازم برای دیدن را به مغز می‌فرسته. یا عصب شنوایی، ارتعاش‌های مکانیکی درون گوش را به مغز می‌فرسته و به همین ترتیب برای سایر عصب‌های حسی و حرکتی.

حالا فرض کنید یک مغز سالم را از سر یک آدم در بیاریم در یک مخزن حاوی مواد غذایی قرار بدیم طوری که دیگه به خون نیاز نداشته باشه. همین‌طور فرض کنید که ورودی‌های عصبی مغز را به یک کامپیوتر وصل کنیم و کامپیوتر را طوری برنامه‌ریزی کنیم که دقیقن سیگنال‌هایی مشابه سیگنال‌های واقعی که اعصاب به مغز می‌فرستند، تولید کند. مثلن عصب بینایی را دقیقن همان‌طور تحریک کنیم که در واقعیت توسط سلول‌های شبکیه‌ی چشم تحریک می‌شود.

با فرضیات بالا، مغز باید همان چیزهایی را درک کند که ما درک می‌کنیم. به عبارت دیگر، تصوری که در مغز ایجاد می‌شود باید همان تصوری باشد که ما داریم، در حالی که برای آن مغز چیزی به نام واقعیت وجود ندارد. همه‌ی آن چیزی که وجود دارد یک سری سیگنال الکتریکی است.

ایده‌ی فیلم ماتریس هم همین است. البته در آن فیلم نه مغز، که کل بدن در مخزن قرار داده می‌شود. ولی فرقی نمی‌کند. در نهایت مغز است که باید توسط کامپیوتر تحریک شود.

حالا فکرش را بکنید. ما دنیای بیرون را احساس می‌کنیم، ولی بر اساس بحث بالا ممکن است اصلن دنیایی وجود نداشته باشد. وقتی دکارت می‌گه من فکر می‌کنم پس هستم، معنی‌اش این می‌شه که ما یک تجربه‌ی بی‌واسطه داریم که همون دریافت ذهنی ما هست. چه دنیای خارجی وجود داشته باشه چه نداشته باشه، باید ساز و کاری وجود داشته باشه تا این دریافت ذهنی محقق بشه. پس منظور دکارت از وجود همون ساز و کاری هست که دریافت ذهنی را امکان‌پذیر می‌کنه.

حالا بگذارید یک قدم جلو بریم. فرض کنید، برنامه‌ی کامپیوتری که مغز را تحریک می‌کند عوض کنیم. مثلن کاری کنیم که به جای سیگنال‌هایی که شبیه دنیای واقعی هستند، سیگنال‌هایی از یک دنیای خیالی درست بشه. مثلن کاری کنیم که وقتی مغز تصمیم گرفت پرواز کند، واقعن از زمین بلند شود. به نظر شما آیا امکان داره که مغزهایی که با این داده‌های جدید تحریک می‌شوند، یک صورت‌بندی علمی برای خودشون درست کنند. شاید امکان داشته باشد. در واقع اگر اجازه بدیم که این مغزها برای خودشون کار کنند شاید بعد از مدتی یک چارچوب علمی متفاوت از آن‌چه ما داریم تولید کنند.

راستش در این باره می‌شه خیلی حرف زد. من بحث را کوتاه می‌کنم. فقط یک نکته بگم که دلایلی وجود داره برای این که ما یک مغز در مخزن نباشیم. خود این دلایل هم طولانی هستند و شاید در یک پست جدا نوشتم.

تا حالا به این فکر کرده‌اید که ما چه‌گونه می‌بینیم؟ به‌طور خیلی ساده، تصویر روی شبکیه‌ی چشم می‌افتد. گیرنده‌های عصبی روی شبکیه این تصویر را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند و عصب بینایی آن را به مغز می‌فرستد. در مغز این سیگنال‌ها پردازش شده و یک تصویر در مغز ساخته می‌شود.

حالا یک سؤال. آیا می‌شود با پردازش سیگنالی که مغز دریافت می‌کند، فهمید که چشم چه می‌دیده است؟ از نظر تئوری باید بشود، نه؟ اما در عمل هم این کار انجام شده است و زیاد هم جدید نیست. این کار ۷ سال پیش در دانش‌گاه برکلی انجام شد.

یک گروه از پژوهش‌گران در دانش‌گاه برکلی در سال ۱۹۹۹ آزمایش جالبی انجام دادند. آن‌ها ۱۷۷ حسگر به ناحیه‌ای از تالاموس (lateral geniculate nucleus) مغز یک گربه وصل کردند و بعد به گربه چند فیلم نشان دادند. سپس سیگنال‌های دریافتی از مغز گربه را تحلیل کردند. نتیجه شکل زیر شد.

شکل‌های ردیف بالا چیزهایی هستند که به گربه نشان داده شد و شکل‌های ردیف پایین آن‌چه که از آنالیز معکوس سیگنال‌های مغزی به‌دست آمد. می‌بینید چه جالب است. در واقع این شکل، دنیا از دریچه‌ی چشم یک گربه است (البته با کیفیت پایین).

دکتر یانگ دن (Yang Dan) سرپرست تیم گفته که اگر به‌جای ۱۷۷ حسگر، هزاران حسگر می‌شد نصب کرد، این تصویر دقیق‌تر از این می‌شد.

منبع: the University of California at Berkeley Public Information Office

من اغلب وبلاگ خانم سوزان بلک‌مور( Susan Blackmore ) را می‌خوانم. دیشب که پست قبلی را درباره‌ی مسأله‌ی مولینکس نوشتم، نمی‌دانستم که ایشان سه روز پیش مطلبی بسیار جالب در همین مورد نوشته‌ بود. ایشان در پست اخیر خود از دیدار با فردی صحبت کرده که اخیرن بینایی خود را پس از بیش از ۴۰ سال با عمل جراحی باز یافته است.

اگر خانم بلک‌مور را نمی‌شناسید، ایشان یک روان‌شناس و متفکر انگلیسی است که کتاب‌هایی هم نوشته است. ایشان در سایت روزنامه‌ی گاردین (The Guardian) یک وبلاگ دارد. به شما هم توصیه می‌کنم وبلاگ ایشان را بخوانید.

ایشان می‌گوید: «بیش‌تر شما فکر می‌کنید، بازیافتن بینایی یک تجربه‌ی بسیار دلپذیر است چون فردی که مدت‌ها از این توانایی محروم بوده می‌تواند به جهانی پر از رنگ، عمق، حرکت، و چهره نگاه کند و زندگی به‌تری داشته باشد. این به این خاطر است که شما فکر می‌کنید دیدن کار ساده‌ای است. در حالی که این دیدگاه غلط است. بینایی نیازمند حجم عظیمی از پردازش مغزی است که برای کسی که تازه بینا شده خیلی سخت است. پرونده‌های موجود در مورد این افراد اغلب حاوی داستان‌های غم‌انگیزی چون ترس، افسردگی، و حتی خودکشی پس از بازیافتن بینایی است.»

خام بلک‌مور از تجربه‌ی دیدارش با فردی به نام مایک می صحبت می‌کند که تازگی‌ها بینایی‌اش را به دست آورده است. در این دیدار مایک چیزهای جالبی می‌گوید. مثلن برای مایک که درک‌اش از اتوموبیل یک چیز بزرگ بود، سخت است که بفهمد چرا ماشین‌ها از بالای یک آپارتمان کوچک به‌نظر می‌رسند. یا این که پیچیدگی چهره‌ی آدم‌ها برای او قابل تصور نبود و می‌گفت وقتی چهره‌ی آدم‌ها را لمس می‌کردم به‌نظر خیلی ساده‌تر می‌رسید.

اگر وقت کردید مطلب کامل را بخوانید.

منبع: Sue Blackmore’s Weblog

من شخصن به فلسفه‌ی ادراک علاقه دارم. در این پست یک مسأله‌ی جالب رو در این باره براتون می‌گم به‌نام مسأله‌ی مولینکس (The Molyneux Problem). این مسأله رو ویلیام مولینکس، دانشمند و سیاست‌مدار ایرلندی،در قرن ۱۷ میلادی از جان لاک (John Locke) پرسید.

مسأله این هست: فرض کنید شخصی نابینای مادرزاد متولد بشه. بعد با آموزش به او یاد می‌دهیم که با لمس کردن، فرق مکعب و توپ را تشخیص بده. حالا سؤال اینه. اگر با یک عمل جراحی این فرد بینایی‌اش را به‌دست بیاره، آیا می‌تونه تنها با نگاه کردن به مکعب یا توپ اون‌ها رو از هم تشخیص بده؟

پاسخ جان لاک این بود که نمی‌شه چون بینایی و لامسه دو حس جدا هستند. نظر شما چیه؟