hvordan og hvorfor tænker og handler mennesker på de måder, vi gør? For at besvare dette spørgsmål har Dr. Paul Badcock og hans kolleger for nylig foreslået en teori om den menneskelige hjerne, der kombinerer bevis fra evolutionær og udviklingspsykologi, neurovidenskab og biologi. Denne teori hævder, at den menneskelige hjerne er et komplekst adaptivt system, der består af relativt specialiserede og domæne-generelle strukturer, der arbejder sammen for at generere adaptive reaktioner på miljøet. Formentlig bringer deres hierarkisk mekanistiske sind (HMM) model os tættere på en omfattende forståelse af hjernen.

ønsket om at forstå den største gåde af alle – vores egne sind – har været drivkraften bag mange videnskabelige bestræbelser, der har ført til udviklingen af teorier og eksperimenter med det formål at forklare mekanikken i at være menneske. Menneskelige tanker, følelser og adfærd er rodfæstet i hjernen, hvor et komplekst netværk af celler modtager information fra det indre og ydre miljø, der omdanner denne information til vores oplevelse af os selv, verden omkring os og vores forhold til den. Det siger sig selv, at hvordan dette sker, undersøges stadig.

i forhold til dem før har det 21.århundrede vidnet om enorme fremskridt i vores forståelse af hjernen. Forskning er stadig i gang, selvfølgelig, omend nu mere økumenisk end nogensinde – samler felter, der længe har været opdelt. På forkant med fremskridt inden for syntetisk, tværfaglig forskning, gruppen ledet af Dr. Paul Badcock har for nylig foreslået en model af hjernen, der syntetiserer store paradigmer fra psykologi, neurovidenskab, og biologi for at forklare hvorfor og hvordan vi tænker og handler på de måder, vi gør.

deres hypotese, kaldet Det hierarkisk mekanistiske sind (HMM), kombinerer to etablerede påstande. Den første påstand, formuleret af Dr. Badcocks kollega, Professor Karl Friston, postulerer, at den menneskelige hjerne er en hierarkisk ‘forudsigelsesmaskine’, der stræber efter at forbedre sin model af verden ved at generere adaptive cyklusser af opfattelse og handling, der fungerer synergistisk for at reducere vores usikkerhed om miljøet. Den anden påstand, baseret på Tinbergens berømte fire spørgsmål inden for etologi, foreslår, at hypoteser skal udvikles og testes på tværs af flere analyseniveauer inden for psykologisk videnskab for at forstå menneskelige tanker og adfærd. Med andre ord bør forskere, der søger at forklare psykologiske træk, bestræbe sig på at forstå, hvorfor et givet træk kan være adaptivt, sammen med hvordan det fremgår af det dynamiske samspil mellem evolutionære, udviklingsmæssige og realtidsmekanistiske processer.

den måde hjernen er kablet
HMM er bygget på ideen om, at hjernen er sammensat af forskellige komponenter, der har forskellige funktioner, og som udveksler information på en hierarkisk, integreret måde. For eksempel er der dele af hjernen, der er ansvarlige for at behandle sensoriske stimuli og kontrollere bestemte typer bevægelser, mens andre dele af hjernen, som den præfrontale hjernebark, integrerer og handler efter information behandlet andetsteds for at generere udøvende beslutninger. Mindre, mere specialiserede elementer er indkapslet i større elementer til kombineret funktionalitet, der handler i en slags hierarki, der skaber afhængigheder mellem strukturer. Denne arkitektur er kendetegnet ved to typer behandling: specialiseret funktionel behandling, der finder sted over en kort afstand inden for en tæt, fokuseret neuralregion; kombineret med en global, funktionel integration, der forekommer over længere afstande mellem strukturer. Med andre ord bestemmes vores tanker, følelser og handlinger af den komplekse, langdistanceintegration af lokaliserede processer, som er skabt af specialiserede populationer af celler forbundet med andre regioner, som hver udfører forskellige funktioner.

bevis for denne arkitektur
ideen om, at hjernen er bygget af forskellige, men samarbejdende komponenter, er længe blevet anerkendt og bakkes op af omfattende empirisk støtte. Rapporter, der opsummerer resultaterne af neuroimaging-data, har givet klar støtte til kontinuumet mellem domænespecifikke og domæne-generelle processer i hjernen, hvilket viser, at individuelle neurale regioner udfører forskellige funktioner og interagerer med forskellige regioner i forskellige sammenhænge, afhængigt af kravene til den aktuelle opgave. Yderligere forskning har vist, at et neuralt netværk kan repræsenteres som en samling af knuder og kanter, der står for hjernestrukturer og deres forbindelser. Strukturelle og funktionelle forbindelsesundersøgelser har vist, at hver hjernestruktur er en del af et særskilt netværk af hierarkiske forbindelser med andre neurale strukturer, som gør det muligt for hjernen at optimere den delikate balance mellem lokal, specialiseret behandling og global hjernefunktion. Især har dyreforsøg også vist, at en hierarkisk struktur er et karakteristisk træk ved pattedyrs hjerne.

hvordan og hvorfor tænker og handler mennesker på de måder, vi gør?

den måde hjernen fungerer
det stærkeste bevis til støtte for den foreslåede hjernearkitektur kommer fra forudsigelige kodningsmetoder inden for neurovidenskab sammen med undersøgelser baseret på grafteori i netværksneurovidenskab. Dette giver en funktionel forklaring på hjernens hierarkiske struktur. Mere specifikt foreslår det forudsigelige kodningsparadigme, at hjernen er en inferensmaskine, der forsøger at forbedre sine forudsigelser om verden ved at reducere uoverensstemmelser mellem, hvad den forventer, og hvad den oplever. I henhold til dette perspektiv legemliggør hjernen bogstaveligt talt et hierarki af hypoteser om verden baseret på evolutionære imperativer og erfaringsmæssige, lærte observationer, som menes at være kodet af specialiserede, dybe pyramideceller. Hjernen indeholder også information om forudsigelsesfejl, kodet af overfladiske pyramideceller, som bruges til at revidere forventningerne på en bottom-up måde. Den relative indflydelse af faldende forudsigelser versus stigende fejlsignaler finjusteres af deres’ præcision’, der stammer fra kognitive processer såsom opmærksomhedsvalg og sensorisk dæmpning, der sikrer, at enkeltpersoner ikke vedvarende registrerer og reagerer på alle de stimuli, de modtager.

hjernens Oprindelse
den evolutionære systemteori, som HMM hviler på, foreslår, at hjernen er et komplekst adaptivt system, der er opstået fra indflydelsen af udvælgelse, der virker på dynamikken i menneskelige fænotyper over forskellige tidsskalaer. Primitiv, højt specialiserede regioner, der besætter de laveste lag i det kortikale hierarki, er opstået fra indflydelsen af naturlig selektion over evolutionær tid; epigenetiske påvirkninger og kulturel evolution former neurale dynamikker gennem generationer; individuelle forskelle i neurale form og funktion opstår i løbet af udviklingen; og forskellige mønstre af kognition og adfærd fremkommer fra neurale mekanismer, der reagerer fleksibelt på forskellige sammenhænge. På den ene side betyder det, at hjernen omfatter gamle, relativt ‘domænespecifikke’ regioner, der afspejler tilpasninger, der kanaliseres ved naturlig udvælgelse; på den anden side omfatter det relativt nylige, stærkt integrerede eller ‘domæne-generelle’ netværk, der er meget plastiske, følsomme over for udviklingsændringer og giver os mulighed for at lære om og reagere fleksibelt på vores stadigt skiftende miljøer. På denne måde fungerer evolution og udvikling sammen for at forfine vores neurokognitive forudsigelser om verden og i forlængelse heraf forbedre vores evne til at reducere vores usikkerhed eller overraskelse.

HMM og depression

Badcocks gruppe har anvendt denne model til depression, startende med at betragte depression som et adaptivt træk.

for at illustrere har Dr. Badcocks gruppe anvendt HMM på depression, begyndende med at overveje vores evne til deprimerede stemninger som et adaptivt træk. Selvom de anerkender, at depression er en heterogen tilstand, der skyldes en række årsager, foreslår de, at de milde til moderate niveauer af deprimeret humør, som vi alle oplever fra tid til anden, bredt kan beskrives som et adaptivt træk, der opstår, når enkeltpersoner er særligt sårbare over for ugunstige sociale resultater, såsom afvisning, nederlag eller tab. Her trækker de fra vidtrækkende beviser, der opfylder alle fire af Tinbergens spørgsmål for at antyde, at depression afspejler en udviklet, ‘risikovillig’ strategi, der reagerer adaptivt på skadelige sociale forhold
(f.eks. udelukkelse) ved at minimere sandsynligheden for uforudsigelige interpersonelle udvekslinger. Det opnår denne udviklede funktion ved at forårsage adaptive ændringer i opfattelsen, som at øge en persons følsomhed over for sociale risici og handling, som social tilbagetrækning og hjælpesøgning. Grundtanken her er, at depression reducerer vores usikkerhed om den sociale verden ved at sikre, at vi opfører os på måder, der tiltrækker støtte og undgår konflikt eller ubehagelige overraskelser. Som forudsagt af HMM, der er rigelig forskning for at vise, hvordan denne depressive tilstand afhænger af hierarkiske interaktioner mellem forskellige regioner i hjernen, hvoraf mange er ansvarlige for behandling af social trussel og belønning.

ser frem
mens HMM er et skridt mod at integrere eksisterende viden i en omfattende teori, der forklarer det mest komplekse system, man kender, er dets udvikling først begyndt. Den videnskabelige værdi af denne teori afhænger i sidste ende af de hypoteser og beviser, den genererer. Centralt for HMM er behovet for at udvikle testbare hypoteser, der samler indsigt, der spænder over psykologiens mangfoldige underdiscipliner med teorier og metoder hentet fra neurovidenskab. At bygge bro over disse tværfaglige divisioner har længe været en udfordring, men Dr. Badcock og hans kolleger håber, at deres model lægger et nyt fundament at bygge på.