Neuroner i en bedøvet kat

De fleste korte forklaringer om, hvordan hjernen fungerer, stopper ved det jeg har beskrevet i artiklerne Hjernen og læring, Bedstemor-neuroner, Jennifer Aniston og Catwoman, Hjernen forklaret med Facebook og Neuro for nørder: nerveceller, aksoner, dendritter og synapser. Nerveceller og synapser plus det løse. Noget jeg synes mangler i det billede, er en forklaring på, hvordan nervecellernes placering spiller ind på, hvad deres aktivitet resulterer i. Du har måske hørt om ”belønningscentret”, pandelapperne, centret for tale og centret for dette og hint. Men hvordan hænger det egentligt sammen med nervecellerne? 

For at komme det lidt nærmere, får jeg lyst til at vise dig en YouTube video, men inden du ser den, så lad mig lige forklare, hvad der sker i videoen, og lidt om baggrunden for det du ser. David Hubel og Torsten Wiesel lavede i 50’erne et forsøg, hvor de ville undersøge, om de kunne finde ud af funktionen af den visuelle cortex i en bedøvet kat. (Den visuelle cortex er et område af hjernen, der håndterer synsindtryk.)

Derfor satte de mikro-elektroder fast på en gruppe nerveceller, der er i kattens visuelle cortex.
Med mikro-elektroderne kunne de måle strøm, der jo bruges til at kommunikere imellem nerveceller. Selv om katten er bedøvet rammes dens øjne stadigvæk af fotoner (lys), og hele det ”apparat”, der bruges i hjernen til at fortolke synsindtryk, fungerer stadig.


Figur 1. Bedøvet kat med en mikroelektrode i den visuelle cortex
Hubel og Wiesel beskriver, hvordan de prøver at vise katten alt muligt forskelligt på en gammeldags overheadprojektor, men elektroden forbliver tavs.


Figur 2. Billede som forskerne viste til katten, uden reaktion.
Det er først da de ved et tilfælde bevæger kanten af arket ud på kanten på overheadprojektoren, på en måde, så der tilfældigvis skabes en skrå linje, at der er gevinst. De finder ud af, at det sted de har placeret mikro-elektroden, er det sted i kattens hjerne den bruger til at identificere linjer på ca. 30 grader. Dvs. at denne gruppe nerveceller reagerer på en linje (i en bestemt vinkel, og på et bestemt sted) - og intet andet. Bemærk også, at signalerne affyres flere gange hurtigt efter hinanden så længe linjen vises, og nogle gange er der længere i mellem når linjen måske ikke helt vises i ”idealtilstanden”.

Du kan se videoen her: https://www.youtube.com/watch?v=IOHayh06LJ4
Se i øvrigt også denne video: https://www.youtube.com/watch?v=8VdFf3egwfg, hvis du vil se mere om dette ganske fascinerende eksperiment.


Figur 3. Kanten af den overhead hvorpå billedet blev vist. VINKLEN på linjen/kanten udløste en reaktion.

En af de ting vi kan lære af eksperimentet er blandt andet, at et specifikt område i cortex, bestående af et antal nerveceller, reagerer på meget specifikt input og altså ikke affyres af alt muligt. Nej, nervecellerne i eksperimentet svarer på et meget specifikt spørgsmål: Er det en linje på omtrent 30 grader eller ej? Andre nærliggende nerveceller bliver måske affyret ved andre vinkler, men denne gruppe nerveceller affyres i højt tempo ved en vinkel på ca. 30 grader.
Nerveceller, der ligger ved siden af affyres ved andre vinkler (f.eks. 25 grader) og affyres derfor kun i mindre grad, når de ”ser” en vinkel på 30 grader, og nerveceller, der er langt væk, ”siger” slet ikke noget. På den måde kan nervecellerne i hjernen ”afgive deres stemme” på forskellige spørgsmål.
Det er vigtigt at forstå, at aktivitet i et område i hjernen har en specifik betydning, ligesom manglende aktivitet i et område også har en specifik mening. (Altså, ”jeg kigger IKKE på en vinkel, der er 30 grader”).

Husk også på, at signalet til den gruppe, der måles på i forsøget, kommer fra synapser fra andre nerveceller, så det er et signal, der er blevet behandlet inden det når denne gruppe nerveceller.

Tomas Lund er ekspert indenfor læring og elæring.

comments powered by Disqus

Har du lyst til at vide mere?

Så læs vores blog hvor du kan blive klogere på læring, e-learning og digital læring.

I bloggen deler vi viden og prøver ikke på at sælge dig noget som helst. Basta!

 

Har du spørgsmål?  

Vi har mere end 20 års erfaring med læring, der gør en forskel, så vi kan helt sikkert også hjælpe dig.

Kontakt os, og lad os hjælpe dig godt videre.