Anna Mateja: Dlaczego informatyk zajął się badaniem mózgu?
Włodzisław Duch: Bo takie połączenie jest inspirujące, po prostu. Ono wydaje się egzotyczne jedynie wówczas, gdy traktuje się informatykę jak dziedzinę, w której przede wszystkim testuje się algorytmy. Tymczasem przygotowanie fizyka teoretycznego, bo to jest moje pierwsze wykształcenie, okazało się nieodzowne, gdy konieczne było np. modelowe przedstawianie obserwowanych w mózgu zjawisk czy procesów. Zrozumienie mechanizmów działania mózgu wymaga bowiem czegoś więcej niż tego, co mogą dać metody poznawcze genetyki czy neurofizjologii.
Z zespołem badawczym nie ograniczamy się zresztą do tworzenia teorii. Sprawdzamy je eksperymentalnie, ponieważ w laboratorium korzystamy z różnych technik obserwacji, w tym funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, który pozwala podglądać działalność mózgu podczas konkretnych czynności myślowych.
Przypomnę niezorientowanym, że jest to jedna z nieinwazyjnych metod obrazowania mózgu, która bazuje na ustaleniu, że praca tego organu opiera się na serii wyładowań elektrycznych. Tam gdzie jest ich dużo, wzrasta zapotrzebowanie na tlen i glukozę, więc krew musi przepływać przez ten obszar mózgu szybciej. Ponieważ atomy, z których zbudowane są komórki tkanek, mają właściwości magnetyczne (co też ważne: krew transportująca tlen ma inne właściwości niż go pozbawiona), metoda fMRI rejestruje aktywność komórek nerwowych, wykrywając różne natężenie tlenu we krwi i prędkość jej przepływu. Energię emitowaną przez komórki odbiera komputer, który ją analizuje i przetwarza na obraz. W badaniach medycznych funkcjonalny rezonans magnetyczny, ponieważ pozwala odróżnić zdrowe komórki od zmienionych chorobą, daje możliwość oceny rodzaju nowotworu, diagnozy stwardnienia rozsianego i choroby Alzheimera, badania bólu fantomowego u osób po amputacji.
W naszym laboratorium badamy pamięć roboczą – czyli krótkotrwałą – u niemowląt. Sprawdzamy, czy odpowiednio stymulowany mózg kilkumiesięcznego dziecka potrafi automatycznie utrwalić zdolność do rozróżniania dźwięków mowy, które nie przynależą do mowy ojczystej.
Proszę pokazać na przykładzie, dlaczego to jest istotne.Weźmy spółgłoski „r” i „l”. W językach europejskich są wyraźnie odmienne, w języku japońskim – nierozróżnialne. Japończycy nie słyszą tych głosek, ponieważ w ich mózgach nie powstały grupy neuronów odpowiedzialne za ich rozróżnianie. Lektor czy rektor? Słyszą to samo. Rzecz jasna, i bez wyłapywania wszystkich fonetycznych niuansów można nieźle nauczyć się języka obcego. Mamy nawet znanych ludzi, którzy zrobili karierę mimo fatalnej wymowy, choćby Zbigniew Brzeziński, który języka angielskiego zaczął się uczyć jako kilkulatek. Brak tej umiejętności utrudnia jednak naukę poprawnej wymowy – bo kiedy źle się słyszy,…
