Filmy przyciągają nas swoją narracyjną i artystyczną siłą, zapewniając możliwość przeżycia wielu silnych emocji. Nic dziwnego, że często przez wiele godzin podczas seansu nie jesteśmy w stanie oderwać się od ekranów. Filmy wciągają nasze mózgi, ale stanowią również fantastyczne narzędzie do badania ich plastyczności.
Mózg, jak wiadomo, potrafi dostosowywać się do zmian, w tym naprawdę dużych, jak utrata wzroku lub słuchu. Uwaga badaczy z całego świata dotychczas była skupiona przede wszystkim na plastyczności i możliwościach dostosowywania się kory wzrokowej u osób niewidomych. A co z korą słuchową głuchych? Stanowi ona przecież całkiem spory kawałek mózgu i chociaż słuchamy uszami, to jednak w rzeczywistości „słyszy” właśnie mózg. Co dzieje się z tym kawałkiem mózgu u głuchych?
Różne zespoły, w tym my, próbowały różnych eksperymentów, żeby zrozumieć, co tam się dzieje. Czy zajmuje się uwagą? A może wzrokiem, pamięcią, językiem migowym, postrzeganiem rytmu albo czytaniem wyrazu twarzy? To były bardzo wąskie eksperymenty, sprawdzające bardzo szczegółowe hipotezy i dawały niejasne wyniki. A w końcu, postanowiliśmy zrobić krok w tył i zapytać – a co dzieje się nie w kontrolowanym eksperymencie, ale w sytuacji podobnej do naturalnej? – raportuje prof. Marcin Szwed z Instytutu Psychologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
W eksperymencie około czterdziestu osób – połowa z nich głucha od urodzenia, druga połowa słysząca – poddało się badaniu rezonansem magnetycznym mózgu w trakcie, gdy oglądali film. Żeby jego odbiór był taki sam u głuchych i słyszących, naukowcy wybrali film kreskówkowy bez dialogów – Trio z Belleville. Jego akcja rozgrywa się we Francji po II wojnie światowej, gdzie osierocony chłopiec Champion, wychowywany przez babcię Madame Souzę, znajduje pasję w kolarstwie po tym, jak otrzymuje od niej rower, co na zawsze zmienia ich losy.
W codziennym życiu mózg dzieli się zadaniami i różne jego rejony zajmują się różnymi rodzajami informacji. Kora wzrokowa odpowiada za widzenie – od przerabiania plamek światła i ciemności, które padają na nasze siatkówki, do rozpoznawania przedmiotów, twarzy, miejsc. Kora uwagowa wybiera, którym częściom tego, co widzimy czy słyszymy, poświęcić uwagę – obszary językowe przypisują obrazom i dźwiękom nazwy i słowa, a inne, wyżej położone rejony układają to, co się dzieje w spójne historie i decydują, czy i co ma być zapamiętane. To wszystko dzieje się również, kiedy oglądamy film.
Żeby móc rozróżnić, jakiego rodzaju informacje są przetwarzane przez mózg, naukowcy wyemitowali kilkunastominutowe fragmenty filmu w różnych wersjach. Pierwsza to niepocięty, wielominutowy fragment. Druga to film pocięty na kilkusekundowe kawałki. Trzecia wersja to film nie tylko pocięty, ale też zdeformowany w abstrakcyjne wzory przypominające trochę psychodeliczne obrazy, w których nie da się wyróżnić żadnych rozpoznawalnych kształtów.
Niższe poziomy kory wzrokowej będą tak samo traktować wszystkie trzy wersje. Dla nich liczy się tylko, że coś jest kontrastowe, kolorowe i się rusza. Średnie poziomy mózgu – rejon rozpoznawania twarzy czy uwagowy – nie będą mocno reagować na ten zdeformowany, za to z równą siłą zareagują na kilkusekundowe kawałki, jak i na cały film, bo i w jednym, i drugim są twarze, dłonie, pistolety czy ruchy, które znamy, np. jadący samochód. Najwyższe rejony mózgu natomiast – kora uwagowa, pamięć – będą wolały cały film, bo tylko w nim jest spójna historia – tłumaczy prof. Szwed, który za badania nad plastycznością mózgu u osób z dysfunkcjami wzroku i słuchu otrzymał w 2016 roku Nagrodę NCN.
W najnowszym projekcie naukowcy zadali sobie pytanie: czy i jak reagować będzie kora słuchowa głuchych? Czy będąc „przeznaczoną” do bycia korą zmysłową, będzie się zachowywać jak kora wzrokowa? Czy też raczej zachowa się jak jej „sąsiedzi” w korze skroniowej, rejony zajmujące się językiem, znaczeniem, pamięcią? Okazało się, po pierwsze, że praktycznie cała kora słuchowa głuchych bardzo mocno angażuje się w oglądanie filmu. Kora słuchowa osób słyszących natomiast, zgodnie z oczekiwaniami, pozostaje „nieczuła” na film. Po drugie różne rejony kory słuchowej zachowywały się w różny sposób. Większość „wolała” cały film od jego pociętych i zniekształconych kawałków. Niektóre rejony w lewej półkuli zachowywały się nawet jak hipokamp, rejon mózgu odpowiedzialny za zapamiętywanie. Natomiast prawa kora słuchowa różniła się tym, że całkiem spory fragment reagował również na zdeformowane i pocięte warianty filmu.
Widzimy jasno, że kora słuchowa przejmuje cały szereg zadań mózgu, wspierając działanie jego pozostałych rejonów na wielu etapach, od początkowej fazy przetwarzania, skupiania uwagi, aż do końca percepcji do pamięci, narracji. To może wyjaśniać, dlaczego głusi mają szybsze czasy reakcji, niż osoby słyszące, czy lepiej widzą to, co pojawia się po bokach pola widzenia. Nadal jednak nie wiemy, co ta kora konkretnie robi, ale wiemy już, jakiego typu odpowiedzi mamy szukać – przyznaje prof. Marcin Szwed.
Wraz z zespołem z Uniwersytetu Johna Hopkinsa naukowcy ze Szwed Lab na UJ próbują teraz zrozumieć, co kora „robi”. Do analizy tych samych danych używają nowych metod opartych na algorytmach sztucznej inteligencji, które przekładają treść filmu na reakcje mózgów osób, które go oglądały. W ten sposób mają nadzieję zobaczyć, jakie konkretnie treści filmu powodowały odpowiedzi poszczególnych elementów „przestawionej” kory słuchowej.
Artykuł opisujący odkrycia ukazał się na łamach prestiżowego czasopisma Nature Communications. Badania sfinansowało Narodowe Centrum Nauki.
MK
Miło słyszeć o nowatorskich badaniach. Mniej miło, że w tekście żaden ze współautorów artykułu nie jest wymieniony z nazwiska, podczas gdy nazwisko prof. Szweda pada kilka razy - chyba nie przeprowadził on jednak badań sam?