Mire jók a gyufafeladványok, és miért nem jó, ha túl nagy az agyunk?

Egy gyufaszál áthelyezésével alakítsd át egy igaz aritmetikai állítássá! Ez az utasítás az alábbi feladványok mindegyikénél, amiket egy olyan vizsgálatban használtak, amiben részt vettek egészséges és agyi károsodást szenvedett emberek is. A legnehezebb, azaz legnagyobb kreativitást igénylő (C) jelű gyufafeladványokat, az egészségesek közül mindössze 43% tudta megoldani, míg a részleges agykárosodást szenvedett betegek közül 82% oldotta meg sikeresen a rendelkezésre álló három perc alatt.

(B) IV = III - I
(A) VI = VII + I
(C) III = III + III

(A) IV = III + III
(B) V = III - II
(C) VI = VI + VI

(B) VIII = VI - II
(C) IV = IV + IV
(A) II = III + I

(C) VII = VII + VII
(A) VII = II + III
(B) VI = IV - II

Hogyan lehetséges ez? Természetesen a betegeknek nem akármilyen agyterületük sérült, hanem egy speciális agykárosodást vizsgáltak ebben a kísérletben. Olyan agyi károsult betegeket választottak a vizsgálathoz, akiknél a frontális kéreg oldalsó része sérült például tumor, ciszta, vagy stroke következményeként.

A homloklebenyt (frontális lebeny) az agy elemző és irányító-ellenőrző központjának szokták tekinteni, amelyhez számos funkció köthető, például a tervezés, vagy a feladatok közti váltás és figyelem megosztás irányítása. Bár rengeteg ismeretünk van erről a területről, a konkrét működéséről és részeinek pontos szerepéről keveset tudunk. Egy elmélet szerint a frontális kéreg dorso-laterális része az a terület, ahol a korábbi tapasztalatok alapján (például az epizodikus memóriára is támaszkodva) az aktuálisan befogadott stimulust figyelembe véve kialakulnak a lehetséges válaszok, amiknek a választását forszírozza ez a terület a tapasztalatok alapján megítélt megfelelőségi valószínűségekkel súlyozva.

A fenti agyi régió az, amely a vizsgálatban részt vevő betegeknél sérült, tehát a hipotézis szerint ez a terület nem irányítja a figyelmet egészséges mértékben a korábbi tapasztalatok alapján valószínűsíthető szokványos megoldási utak felé, hanem nagyobb teret hagy a szabad asszociációknak, és így hamarabb vagy nagyobb eséllyel találja meg az alany a megoldást kreativitást igénylő feladatok esetén. Ezt támasztja alá az is, hogy a beteg csoportban nincsen szignifikáns különbség az (A) jelű szokványos és (C) jelű kreatív megoldást igénylő feladatok megoldási hatékonyságában. Az (A) jelű feladatok esetében számokból számokba kell pakolni a gyufaszálakat, míg a (C) jelű feladatok esetében az operátorokat kell átalakítani, ami a szokványos keretből való kilépést jelent.

De ha az agyi károsultak jobban teljesítenek, akkor miért van szükség mégis a nagyobb agyra? Természetesen azért, mert nem minden esetben jó a kreativitás. Feladattól függ, hogy milyen problémamegoldási módszerre van szükség. A kreativitás lényegében korábban elszigetelt tapasztalatok közötti kapcsolatok találása külső vagy belső forrásból táplálkozó asszociációk révén, aminek eredményeképpen új tapasztalat, gondolkodási séma vagy valamilyen közvetíthető produktum jelenik meg. A kreativitásnak megvan a helye és ideje, amikor hasznos, de a folyamatos kreativitás nem lenne jó. Nagyon kreatív például az, ha valaki folyamatosan összeesküvés elméleteket gyárt, de őket skizofréneknek hívjuk. Egy forglmas úton való áthaladásnak is végtelen mennyiségű kreatív formája lehet, de az ember akkor jár a legjobban, ha nem választ kreatív megoldást, hanem a jól bevált kommersziális módon kel át az úttesten. Más esetben a kreativitás hasznos dolog, főleg az ötletelésnél, de a megvalósítás folyamatában már sokszor akadály, ezért fontos az egyensúlyt megtalálni, amit egy egészséges agy valószínűleg éppen optimálisan szabályoz.

Záró idézet:

Egyetlen felfedezésem sem született racionális gondolkodás során.

Albert Einstein

Az eredeti cikk és előzményei, azaz néhány gyufafeladványos publikáció:

Reverberi2005: Better without (lateral) frontal cortex? Insight problems solved by frontal patients (kritika)
Knoblich2001: An eye movement study of insight problem solving
Knoblich1999: Constraint relaxation and chunk decomposition in insight problem solving

Új memóriatechnika a szemjojózás

A memória és a szemmozgás több szempontból is kapcsolatban áll egymással. Ismeretes például, hogy alvás során a gyors szemmozgásról elnevezett ún. REM fázisban álmodunk leginkább, és ilyenkor az agy tanuláshoz és memóriához köthető területei stimulálódnak. Több érv is alátámasztani látszik azt az elképzelést miszerint az álom szerves része annak a folyamatnak, amelyben az agy az új emlékek eltárolásának segítéséhez régi emléknyomokat elhalványít. A gyors szemmozgások azonban az ébrenlétre is jellemzők, szemünk folyamatosan pásztázza a látómezőt. Az ún. szakkádok az emberi test leggyorsabb mozgásai, amelyek mindkét szem egyidejű mozgását jelentik ugyanabba az irányba, és azt a célt szolgálják, hogy a fixáció átkerüljön egyik tárgyról a másikra. Amikor megerőltető valaminek a felidézése, vagyis kutakodunk a memóriánkban, akkor megfigyelhető, hogy a szakkádok gyakorisága megnövekszik.

A fenti két példa mutatja, hogy a memória nyomok elraktározása és előhívása a szemmozgásokra hatással van. Érdekes azonban, hogy ez fordítva is igaz, vagyis a szemmozgás befolyásolásával hatni tudunk a memóriára. Az ún. poszttraumatikus stressz szindróma esetén régóta bevett terápiás eljárás, hogy a pácienst a kellemetlen élmény felidézése során arra késztetik, hogy a szemét horizontálisan ide-oda mozgassa. Az a meglepő és szinte ezoterikusnak tűnő tapasztalat, hogy számos páciens esetében ez a terápia más lehetséges terápiákhoz mérve azonos hatékonyságú, és segít a traumát verbálissá tenni az ún. deklaratív memóriába való átültetéssel, így csökkentve az érzelmi töltetet. Tudósok laboratóriumi vizsgálatok során nemrég felfigyeltek arra is, hogy a fent említett horizontális szemjojózás serkenti memórianyomok felidézését, legyen szó akár rövid távú memóriáról, mint például elhangzott szavak felidézése, vagy hosszú távú memóriáról, mint például gyerekkori emkékek felidézése. Az volt a hipotézis a jelenséggel kapcsolatban, hogy a felváltva jobbra és balra történő szemmozgás felváltva aktiválja a bal és jobb agyféltekék megfelelő területeit, amik tovább szivárogva egyéb agyterületek aktivációs szintjeit növelik meg, amik előkészítik a memórianyomok felidézését.

A fenti hipotézis vizsgálatára holland tudósok további kísérleteket terveztek. Ismeretes, hogy a látókéregnek és a tapintást feldolgozó agyterületeknek sokkal több oldalirányú kapcsolatuk van, mint mondjuk a hallókéregnek. Ezért a hipotézis alapján azt várjuk, hogy vizuális ingerlés helyett taktilis ingerléssel is hasonló jó eredményeket lehet elérni, de a váltott auditórikus ingerlésnek kicsi a hatása a memórianyomok felidézésére. A kísérlet abból állt, hogy az alanyoknak egy szólistát prezentáltak, majd a prezentálás után egy ideig váltakozva ingerelték a jobb és bal oldalt, végül az ingerlés után közvetlenül vissza kellett idézniük a szólistát, és a találati arányt mérték. Vizuális ingerlésnél egy pöttyöt kellett kövessenek, amely felváltva a képernyő bal illetve jobb oldalán jelent meg. A taktilis ingerlés a felfele fordított két tenyér felváltva történő paskolásából állt. Az audotórikus ingerlést pedig egy metronóm szolgáltatta sztereó fülhallgatón keresztül. Az inger minden esetben másodpercenként kétszer váltott, és mindhárom kísérletnél természetesen elvégezték a megfelelő kontrollkísérleteket is. Vizuális ingerlésnél például azzal hasonlították össze az eredményeket, amikor egy középen lévő pötty másodpercenként kétszer színt vált, miközben nem mozdul. A kísérlet eredménye a hipotézissel teljesen összhangban volt. A vizuális ingerlés és a taktilis ingerlés hatására szinte egyforma és kimutatható módon javult a visszaidézés teljesítménye, míg audotórikus ingerlésnél nem volt kimutatható hatás.

Hivatkozás:

Nieuwenhuis et al. Bilateral saccadic eye movements and tactile stimulation, but not auditory stimulation, enhance memory retrieval, Brain and Cognition 81, 52-56 (2013)