saham

Otak, sebuah misteri yang menarik: mari kita kenali

“Manual Pengguna Otak. Panduan sederhana untuk mesin paling rumit di dunia”, buku oleh Marco Magrini, diterbitkan oleh Giunti (halaman 255, 14 euro) dan sudah ada di toko buku di Italia, akan dirilis di Prancis hari ini dan akan diterjemahkan ke dalam enam bahasa lain ​​pada tahun 2019 – Atas kebaikan penulis dan penerbit, kami menerbitkan sebuah bab

Otak, sebuah misteri yang menarik: mari kita kenali

Setiap detik yang berlalu, termasuk yang ini, sistem saraf pusat Anda adalah laboratorium bagi jutaan reaksi kimia, yang bahkan tidak Anda sadari. Mereka adalah bahasa yang digunakan oleh otak untuk menerima, memproses, dan mengirimkan informasi.

Otak telah lama dianggap sebagai mesin. Karena setiap ide adalah anak perempuan pada masanya, René Descartes membandingkannya dengan pompa hidrolik, Sigmund Freud dengan mesin uap, Alan Turing dengan komputer. Seperti yang bisa Anda bayangkan, Turing adalah yang paling dekat dengannya. Otak sebenarnya bukanlah komputer, tetapi analogi antara keduanya tidak dapat disangkal.

Keduanya mengirimkan informasi melalui pesan listrik. Memang benar bahwa di komputer, pesan bersifat digital (dinyatakan dalam matematika biner dari nol dan satu) dan di otak, analog (dinyatakan dalam busur milivolt yang bervariasi). Tetapi pertanyaannya lebih kompleks, karena jika jumlah pesan analog melebihi tingkat tertentu, neuron "menembak" dan mengirimkan impuls listrik ke neuron yang terhubung. Sebaliknya, jika level tersebut tidak dilewati, tidak ada yang terjadi. Ini juga merupakan pesan biner: ya atau tidak, hidup atau mati.

Keduanya menghitung. Tetapi jika komputer memiliki struktur serial, yaitu menghitung menurut urutan yang telah dipesan sebelumnya, otak beroperasi dalam mode paralel, melakukan sejumlah besar kalkulasi secara bersamaan. Di sisi lain, mikroprosesor untuk aplikasi grafis (disebut GPU) sudah mengadopsi teknologi paralel.

Keduanya membutuhkan energi: komputer dalam bentuk elektron, otak dalam bentuk oksigen dan glukosa.

Keduanya memiliki memori yang dapat diperluas: yang pertama hanya perlu menambah atau mengganti bank memori yang terbuat dari silikon, yang kedua hanya perlu melipatgandakan koneksi sinaptik melalui pembelajaran, latihan, dan pengulangan.

Keduanya telah berevolusi dari waktu ke waktu: komputer pada tingkat eksponensial, menggandakan kapasitas perhitungannya setiap dua tahun, sedangkan otak Homo sapiens - yang berasal dari otak primitif invertebrata primitif - membutuhkan waktu 500 juta tahun dan, dalam 50 ribu terakhir, tidak banyak yang telah berubah. Faktanya, ini adalah model dasar yang sama dengan yang Anda, pengguna sayangi, lengkapi.

Selama berabad-abad dan ribuan tahun diyakini bahwa otak manusia - kecuali masa kanak-kanak, ketika kita belajar berbicara dan berjalan - pada dasarnya statis dan tidak berubah. Kerusakan fisik pada otak itu tidak mungkin diperbaiki, bahkan tidak sebagian. Bahwa seorang anak laki-laki tertinggal dalam studinya harus berurusan dengan batas kognitif yang tidak dapat diatasi, sehingga memicu generasi dan generasi ketidaksetaraan sosial. Diyakini bahwa kebiasaan buruk dan kecanduan adalah beban yang harus ditanggung seumur hidup, atau bahwa seseorang yang berusia delapan puluh tahun tidak dapat mengingat salah satu dari lima puluh orang.

Sebaliknya, baru sejak tahun XNUMX-an kita menemukan bahwa yang terjadi adalah sebaliknya: otak terus berubah. Memang, perubahan adalah dasar dari mekanismenya. Efek dari properti ini, juga disebut plastisitas otak, melampaui yang bisa dibayangkan. Otak adalah komputer yang kuat, asinkron dan paralel, tetapi lebih dari itu, mampu mengadaptasi ulang perangkat kerasnya sendiri dengan sendirinya.

Perangkat keras otak, yang pada dasarnya terdiri dari atom dan molekul yang disusun dengan cerdik, mengemas sekitar 86 miliar neuron ke dalam otak seberat 200 pon. Karena setiap neuron dapat mengaktifkan dan membanjiri ribuan neuron yang berdekatan dengan sinyal hingga 38 kali per detik, beberapa orang memperkirakan bahwa otak dapat melakukan hingga 10 triliun operasi per detik. Cerita bahwa manusia hanya menggunakan 13% dari otak mereka adalah omong kosong. Tapi keindahannya adalah ia berhasil melakukan semua ini, bahkan tidak memakan XNUMX watt/jam. Belum ada superkomputer di dunia yang dapat mengalahkan kapasitas kalkulasi otak manusia (pertimbangkan bahwa penglihatan, pendengaran, atau imajinasi juga merupakan "perhitungan") apalagi efisiensi energinya yang luar biasa. Dan ini baru permulaan.

Hampir semua sel tubuh manusia lahir dan mati, tiada henti. Semua kecuali sel saraf, satu-satunya yang menemaninya di sepanjang jalan keberadaan, dari hari pertama hingga hari terakhir hidupnya. Bagaimanapun, merekalah yang menghasilkan diri Anda. Kepribadian, keterampilan dan bakat, pengetahuan dan kosa kata, kecenderungan dan selera, bahkan ingatan masa lalu entah bagaimana ditulis ke dalam arsitektur saraf pribadi. Sangat pribadi sehingga tidak ada otak di dunia seperti milik Anda, bahkan jika Anda memiliki saudara kembar atau saudara kembar.

Nah, mesin tersebut bahkan mampu, dalam batas tertentu, untuk memperbaiki cacat pada perangkat kerasnya. Ketika suatu area otak rusak secara tidak sengaja, otak seringkali dapat memprogram ulang dirinya sendiri, memindahkan tautan yang hilang ke tempat lain, dan pada dasarnya memperbaiki dirinya sendiri. Dan meskipun hal ini terkadang terjadi dalam skala besar (seperti dalam kasus kehilangan penglihatan, ketika area otak yang tidak terpakai melayani indera lain), ini selalu terjadi dalam skala kecil karena seiring bertambahnya usia, banyak neuron mati dan tidak pernah kembali. . Tapi neuron yang dibiarkan hidup tahu bagaimana mengatur ulang diri mereka sendiri sehingga usia lanjut tidak memiliki konsekuensi yang fatal. Jangan katakan itu pada prosesor silikon, di mana satu transistor yang buruk dapat menurunkan semuanya.

Namun, ketika mengatur ulang sinapsis, diperkirakan 150 triliun koneksi antar neuron, otak tidak perlu menghadapi keadaan darurat. Itu melakukannya dengan sendirinya, secara spontan.

Pengaruh satu neuron pada masing-masing dari ratusan neuron yang terhubung bisa sangat kuat, sangat lemah, atau di antara keduanya, bergantung pada kekuatan dan kekuatan masing-masing sinaps. Ada juga semacam aturan, yang diucapkan oleh ilmuwan Kanada Donald Hebb, pada tahun 1949: «Neuron yang menyala bersama, menyatu». Neuron yang menyala bersama berpasangan dan memperkuat ikatan satu sama lain. Beginilah cara otak terus mengatur ulang dirinya sendiri: membuat sinapsis baru, memperkuat yang lama, memotong yang tidak lagi dibutuhkan. Sejumlah besar fungsi otak, dimulai dengan pembelajaran, bergantung pada penyesuaian koneksi sinaptik yang konstan ini dan kekuatan, soliditasnya.

Singkatnya, bertentangan dengan apa yang diyakini selama berabad-abad, otak manusia sama sekali tidak statis dan tidak berubah:

* dalam beberapa kasus dapat memperbaiki dirinya sendiri;

* setiap anak "kembali ke sekolah" dapat belajar untuk belajar. Ajari saja dia bagaimana melakukannya dan, alih-alih membuatnya malu, doronglah dia;

* Setiap kebiasaan buruk, betapapun tidak menyenangkan atau ringannya, dapat ditinggalkan. Bahkan kecanduan serius, seperti kecanduan judi akut, dapat dikontrol dan ditundukkan;

* seorang wanita lanjut usia dapat menyimpan ingatan seorang dewasa muda, jika dia tidak berhenti belajar dan usaha otak;

* sebaliknya, bahkan kondisi stres berkepanjangan, atau bahkan sindrom stres pasca-trauma, menghasilkan perubahan yang tidak diinginkan dan jangka panjang pada koneksi otak.] Perhatian: dalam beberapa kasus, fungsi mesin otak yang tidak sempurna dapat menyiratkan patologi atau tanggapan lain yang tidak diinginkan yang berada di luar jangkauan, hanya bersifat informatif, dari panduan ini dan yang memerlukan saran dan perhatian dari profesional khusus.

Pengguna otak yang berfungsi dapat menemukan bahwa, hampir selalu melalui kemauan – tindakan kehendak – dia mampu memodifikasi, menyesuaikan, menyetel setidaknya sebagian konfigurasi sinaptiknya sendiri. Yang kemudian, singkatnya, berarti hidup seseorang.

Menunggu untuk bertemu alien dengan kecerdasan superior, otak Homo sapiens tetap menjadi hal yang paling kompleks, menakjubkan, dan fantastis di alam semesta.

Kompleksitas itulah yang membuat neuron tersebut mampu menghasilkan pemikiran, kecerdasan, dan memori, semuanya dibuat khusus untuk setiap pengguna. Sungguh mengherankan bahwa mesin biologis seperti itu masih jauh melampaui semua mesin di dunia dalam hal kapasitas perhitungan dan efisiensi. Sangat menyenangkan untuk berjalan-jalan.

Meja otak

Meja otak

Tinjau