Vekovima je preovlađujuća teorija u filozofiji tvrdila da je ljudski um po rođenju prazna ploča. U skorije vreme, ista ideja je takođe zavladala u oblasti neurobiologije, gde se obično smatra da se neuronske veze polako stvaraju od nule sa akumulacijom senzornih informacija i iskustva.
Na kraju, teorija kaže, ovo nam omogućava da stvaramo uspomene u prostoru i vremenu i da potom učimo iz tih iskustava.
Ali nakon što je proveo više od decenije proučavajući aktivnosti u hipokampusu, oblasti mozga koja formira pamćenje, Džordž Dragoi sa Jejla počeo je da sumnja.
U svom istraživanju hipokampusa glodara, Dragoi, vanredni profesor psihijatrije i neuronauke, otkrio je da se rano u životu u ovom delu mozga pojavljuju pojedinačni funkcionalni klasteri ćelija (i ubrzo potom kratki nizovi ćelija) koji će predvidljivo biti aktiviran novim iskustvima. U roku od nekoliko dana od rođenja, otkrio je, ove ćelije, klasteri i kratke sekvence postaju osnova za sve složenije sekvence ćelijskih sklopova koji omogućavaju stvaranje sećanja.
U novom članku objavljenom u časopisu Nature Revievs Neuroscience, Dragoi tvrdi da ljudski mozak takođe razvija ćelijski šablon ubrzo nakon rođenja koji definiše ko smo i kako doživljavamo svet. On to opisuje kao „generativnu gramatiku“ mozga.
„Neuroni se organizuju kao slova, zatim reči, zatim rečenice i paragrafi koji omogućavaju internalizaciju spoljašnjeg sveta“, rekao je Dragoi. „Mozak ima svoj ugrađeni osećaj za gramatiku.“
Ideja je, priznaje, u suprotnosti sa principima empirizma, vekovima starom teorijom da je svo znanje izvedeno iz čulnog iskustva. Takođe je u suprotnosti sa široko prihvaćenom pretpostavkom naučnika o životu da će stimulansi iz okoline u potpunosti diktirati kako mozak obrađuje i čuva informacije.
Ali postoje pitanja o teoriji vođenoj empirizmom već duže vreme. Jedna od prvih rupa u teoriji, primećuje on, nije nastala u oblasti neurobiologije, već u imunobiologiji. U tom polju, takođe, preovlađujuća teorija je dugo smatrala da je imuni sistem u početku naivan na spoljne pretnje i da razvija specifične odgovore tek nakon što je izložen patogenima ili drugim imunološkim pretnjama. Međutim, počevši od 1950-ih, istraživanja su pokazala da se ljudi rađaju sa već postojećim antitelima koja reaguju na specifične nove patogene i spontano izražavaju.
Godine 2011, dok je bio naučnik na MIT-u, Dragoi je otkrio da hipokampus odraslih miševa i pacova takođe poseduje unapred konfigurisanu mrežu neurona koji postoje pre izlaganja specifičnim spoljnim stimulansima, koji se zatim aktiviraju tokom vremena kako su pacovi izloženi na signale iz okoline.
Osam godina kasnije, nakon što je došao na Jejl, Dragojeva grupa je pokazala da se ova unapred konfigurisana mreža zapravo pojavljuje u tri razvojne faze tokom treće i četvrte nedelje postnatalnog života, sazrevajući u dobi za glodare kada prestaje infantilna amnezija (analogno onome što se dešava kod ljudi).
Ova mreža ćelija, kaže Dragoi, se aktivira uzastopno. Da koristimo gramatičku analogiju, čak iu ranim danima života hipokampus pacova poseduje slova i kratke reči, ali ne i sposobnost da ih poređa u smislene rečenice ili pasuse koje se mogu čuvati kao sećanja ili predviđati buduće promene u okruženju.
Ovo, sugeriše on, pomaže da se objasni zašto ljudi takođe ne mogu da se sete iskustava koja se dešavaju u prvih nekoliko godina života, što je normalan proces koji se naziva infantilna amnezija. Oni su stalno u sadašnjosti“, rekao je Dragoi.
Kasnije u životu, međutim, ovi već postojeći ćelijski sklopovi u hipokampusu aktiviraju sofisticiraniji šablon ili gramatiku, koja omogućava formiranje sećanja koja imaju pokazivače na određena mesta i vreme, rekao je Dragoi.
Drugim rečima, ljudi poseduju neuronsku kompetenciju da obrađuju spoljašnje stimuluse ubrzo nakon rođenja, ali tek vremenom razvijamo sposobnost da obavljamo mentalne zadatke i tačno percipiramo svet oko nas. Ove neuronske performanse se vremenom poboljšavaju, omogućavajući nam da se oslanjamo na prošla iskustva kako bismo zaključili o verovatnoći budućih događaja, što je obeležje kognicije i inteligencije.
To je kao trkač koji ima kompetenciju da trči stazu od 100 metara, ali samo sporim tempom. Ali sa kondicijom i treningom, trkač može trčati istu udaljenost povećanom brzinom i u različitim kontekstima.
Od njegovog uvida u unapred konfigurisanu mrežu neurona iz 2011, kaže Dragoi, njegova laboratorija na Jejlu počela je da slika potpuniju sliku o tome kako hipokampus i ostatak mozga koriste neuronske sekvence kao valutu za unutrašnje predstave o spoljašnjem svetu.
„Prepoznavanje ove univerzalne hijerarhijske neuralne gramatike pomoći će našem razumevanju principa i mehanizama koji leže u osnovi skupa kognitivnih procesa višeg reda kao što su pamćenje, kognitivno mapiranje, tranzitivni zaključci i uvid“, rekao je on.
