You are currently viewing A rugalmas agy

A rugalmas agy

Az emberi viselkedés rugalmassága egyedülálló. Szinte bármilyen helyzethez képesek vagyunk alkalmazkodni és ez a páratlan képesség nyilvánvalóan az agy műve. Az agykutatók számos módszerrel vizsgálják a rugalmasság idegrendszeri alapjait, és már ismertek azok az agyi hálózatok, melyek elengedhetetlenek a rugalmas viselkedéshez. Ezek a hálózatok számos pszichiátriai és neurológiai zavarban érintettek, ezért fontos feltárni a működésük befolyásolásának lehetőségeit.

A rugalmasság a kogníció alapvető eleme

A kognitív rugalmasság teszi lehetővé, hogy az ember gyorsan alkalmazkodjon egy új helyzethez. Ha például egy nehéz bútoron nem talál fogást, akkor a rugalmasság kell ahhoz, hogy keressen egy alternatív megoldást. Például a bútor kötelek segítségével történő megmozgatását. Ebből a hétköznapi példából jól látszik, hogy a kognitív rugalmasság ahhoz kell, hogy egy szokatlan problémára képesek legyünk újabb és újabb megoldási tervekkel előállni.

A kognitív rugalmasságot az ún. végrehajtó funkciók közé sorolják, melyek a legmagasabb rendű kognitív folyamatok. A definíció szerint a végrehajtó funkciók a cél-vezérelt viselkedést szabályozzák, ami azt jelenti, hogy a legösszetettebb gondolati és viselkedéses jelenségekért felelősek. Azt például, hogy nyilvános helyen másképp viselkedünk, mint otthon, a végrehajtó funkcióknak köszönhetjük. Ezeket a folyamatokat három csoportba sorolják a szakértők, melyek ugyan összefüggnek, de mégis elkülönülnek egymástól. Ezek egyike a kognitív rugalmasság. A másik kettő az inhibíció, vagyis a nem megfelelő válaszok gátlása, illetve a frissítés, vagyis a munkamemóriában fenntartott információ aktualizálása. A három folyamat a hétköznapi életben jellemzően együtt jelenik meg. Például a bútor áthelyezésekor nem csak egy új stratégiát kell találnunk, hanem le kell gátolnunk a puszta kézzel való emelést, hiszen kudarcot vallott.  A mozgatás során frissíteni kell a bútor helyzetével kapcsolatos elképzeléseinket, hogy világos legyen mikor érünk célba, mikor ért oda az új helyére a bútor.

Kognitív rugalmasság a laboratóriumban

A rugalmasság tehát komplikált valós helyzetekben nyilvánul meg. Ahhoz, hogy alaposabban megérthessék a kutatók, valamilyen módon be kellett vinniük a laboratóriumba. Ezt két, mára klasszikusnak számító kísérleti elrendezéssel sikerült megtenni. Az egyik a Wisconsin kártyaszortírozási teszt, melyet 1948-ban fejlesztettek ki amerikai neuropszichológusok agysérült betegek képességeinek felmérésére. A teszt lényege, hogy a résztvevő minden körben négy kártya közül választja ki azt, ami valamilyen szempont szerint párosítható az asztalon lévő pakli legfelső lapjához. A szempont lehet a kártyán lévő alakzatok száma, színe, formája. A párosítás szabálya a feladat során időnként megváltozik, így például elképzelhető, hogy néhány körön keresztül a szín szerint kellett párosítani, viszont a váltás után már a kártyákon lévő alakokat kell figyelembe venni. A rugalmasság ezeknél a váltásoknál jut szerephez, hiszen a résztvevőnek ilyenkor fel kell ismernie, hogy a korábbi stratégia már nem vezet célra és új lehetőség után kell néznie.

A kognitív rugalmasság mérésére alkalmas másik klasszikus kísérleti feladat a visszafordításos tanulás. Ezt a feladatot a Wisconsin kártyaszortírozási teszttel szemben nem csak emberek, hanem állatok is képesek teljesíteni. A kísérleti alany először megtanul egy egyszerű szabályt. Például, egy rágcsáló ketrecében két kar van, melyek fölött egy-egy lámpa látható. A megtanulandó szabály az, hogy amikor az egyik kar fölött felvillan a lámpa, akkor a kar lenyomása egy adag táplálékot tesz elérhetővé az állat számára. A teszt lényege, hogy egy idő után ez a szabály megváltozik. Ekkor már a kísérleti állatnak szüksége van a rugalmasságára ahhoz, hogy táplálékhoz jusson. Az új szabály szerint bármelyik lámpa gyullad fel, csak a bal oldali kar lenyomása esetén jut táplálékhoz a kísérleti állat.

Érdemes megjegyezni, hogy ezek a tesztek a rugalmasság mellett más végrehajtó funkciókat is igénybe vesznek, hiszen például le kell gátolni a régi szabálynak megfelelő válaszokat és frissíteni is kell a szabályokra vonatkozó elképzeléseket, hogy jó legyen a teljesítmény.

A kognitív rugalmasság kutatásához használt legismertebb kísérleti elrendezések (Forrás: Uddin, 2021 – Nature Reviews Neuroscience).

A kognitív rugalmasságért kiterjedt agyi hálózatok felelősek

A Wisconsin kártyaszortírozási teszt és a visszafordításos tanulás segítségével az agykutatók két hálózatot körvonalaztak a kognitív rugalmasság hátterében. Az egyik a laterális fronto-parietális hálózat, a másik pedig a midcingulo-inzuláris hálózat. A laterális fronto-parietális hálózat a homloklebeny elülső, prefrontális kéregrészét és a fali lebeny agykérgi területeit foglalja magába. Ezt a hálózatot elsősorban a külvilágra irányuló figyelem létrehozásában tartják fontosnak. A midcingulo-inzuláris hálózat az agyféltekék belső felszínén található övtekervény egy részét, illetve az oldalsó árok alatt megbúvó inzuláris kérget foglalja magába. Ezt a hálózatot száliencia, vagy jelentőségi hálózatnak is nevezik, mivel a nagy jelentőségű, kiugró ingerek feldolgozásában van központi szerepe.

Az említett agyterületek közül azonban a prefrontális kéreg jelentősége kiemelkedő a kognitív rugalmasságban. A prefrontális kéreg sérülése esetében súlyosan leromlik a teljesítmény az említett rugalmasságot mérő feladatokban. A prefrontális kéregben kialakult agytumorok, illetve a prefrontális kérget érintő neurodegeneráció eredményeképp a kognitív rugalmasság elvesztése a hétköznapokban is szembeötlő lehet: a beteg nehezen alkalmazkodik új helyzetekhez, nem találja fel magát ismeretlen környezetben.

Agyi funkcionális képalkotó eljárásokkal nyert eredmények alapján a sárga színnel jelzett agyterületek működésén alapulnak a végrehajtó funkciók (Forrás: Uddin, 2021 – Nature Reviews Neuroscience).

A kognitív rugalmasság idegfejlődési zavarok eredményeképp is sérülhet. A leggyakoribb idegfejlődési zavarok az autizmus spektrumzavarok (ASD) és a figyelemhiányos hiperaktivitási zavar (ADHD). Az autizmus spektrumzavar esetében például jellemző a repetitív viselkedés, vagyis egyes viselkedési elemek gyakori ismételgetése, illetve a szokásokhoz, rituálékhoz való ragaszkodás, melyeket a szakértők a rugalmasság hiányaként értelmeznek. Ezzel szemben a figyelemzavaros hiperaktivitás esetében inkább az a jellemző, hogy a figyelem cikázik a különböző gondolatok, külső ingerek között. Ez kicsit leegyszerűsítve talán épp a túlzott rugalmasság eredménye. A szakértők persze ettől jóval árnyaltabb elképzeléseket vallanak az idegfejlődési zavarok és a kognitív rugalmasság kapcsolatáról. Annyi biztos, hogy a rugalmasságért felelős agyterületek működésének eltéréseire már több vizsgálat mutatott rá ezekben a zavarokban.

Fejleszthető a kognitív rugalmasság?

A kognitív rugalmasság számos pszichiátriai és neurológiai zavarban érintett, ezek kezelésében fontos lenne a rugalmasság fejlesztése. A kognitív rugalmasság ugyanakkor az olyan nagyra értékelt tulajdonságok alapja, mint az intelligencia vagy a kreativitás, így a fejlesztésének lehetősége általános érdeklődésre tart számot. Ismert például, hogy vannak gyógyszerek, melyek képesek befolyásolni a rugalmasságot létrehozó agyterületek működését, ám ezek egyelőre túl durva, általános hatást fejtenek ki ahhoz, hogy egyértelmű előnyökhöz juttathassák a használóikat.

Az utóbbi időkben egyre népszerűbbek a különböző „agytornáztató” feladatok, melyek között vannak, amik kifejezetten a kognitív rugalmasság fejlesztésére hivatottak. Ezekkel kapcsolatban az általános aggály az, hogy a feladatok gyakorlásával ugyan az adott feladat elvégzésében biztosan jobb lesz az ember, viszont kérdéses, hogy ez mondjuk a kognitív rugalmasság általános javulásával járna együtt. Az általánosan elfogadott, hogy az aktív életvitel és a változatos hobbik együtt járnak a végrehajtó funkciók hatékonyabb működésével. A kétnyelvűségi hipotézis szerint a két nyelven beszélő emberek kognitív rugalmassága nagyobb mértékű, mint a csak egy nyelven beszélő személyeké. Az elképzelés lényege az, hogy a kétnyelvűeknél az agy folyamatosan a rugalmasságára van szorulva, állandóan válogatnia kell a két nyelv eszközei között. Egyelőre ezt az elképzelést sem sikerült egyértelműen alátámasztani kísérletes eredményekkel.

A kognitív rugalmasság tehát központi jelentőségű az emberi viselkedésben. Az empirikus vizsgálatoknak köszönhetően egyre többet tudnak róla az agykutatók, ez azonban egyelőre még nem elég ahhoz, hogy megbízható módon tudjuk előnyünkre befolyásolni ezt a kényes képességet. Noha a logikai játékok és a nyelvtanulás nem fokozzák egyértelműen a kognitív rugalmasságot, ártani sem árthatnak neki.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2021/14. számában jelent meg, az “Agyi aktualitások” rovatban.

Forrás:

https://www.nature.com/articles/s41583-021-00428-w

Vélemény, hozzászólás?