Lai parādītu, cik noderīgas var būt kognitīvās zinātnes dažādās jomās, tostarp medicīnā, Rīgas Stradiņa universitātē (RSU) aizvadītajos mēnešos noritēja kognitīvo zinātņu pētnieciskais vebināru cikls, kurā tvertas gan mākslīgā intelekta un sensoru tehnoloģiju, gan neirozinātnes un citas jomas. Idejas autors ir profesors Jurģis Šķilters, un vebināru ciklā ar zināšanām dalījās vadošie Eiropas un ASV kognitīvo zinātņu pētnieki.

Viens no viņiem – Sasāri Universitātes (Itālija) Biomedicīnas zinātņu katedras profesors Bandžio Pinna (Baingio Pinna), kura vebinārs "Prāta ilūzijas. No uztveres uz bioloģiju, no normalitātes uz patoloģiju" ("Illusions of mind: from perception to biology, from normality to pathology") noslēdza vebināru ciklu. Profesora Pinnas galvenie pētniecības virzieni ir vizuālā uztvere – uztveres organizācija – un vizuālās ilūzijas. Vizuālās uztveres jomai pievērsies arī kognitīvo zinātņu pētniecības aizsācējs Baltijā – profesors Šķilters, kura ikdiena paiet Latvijas Universitātes (LU) Datorikas fakultātē, vadot Uztveres un kognitīvo sistēmu laboratoriju. Vebināru ciklam noslēdzoties, RSU aicina uz sarunu profesorus Pinnu un Šķilteru, kuru zinātniskā pazīšanās mērāma jau 12 gadu garumā.

Ar kādu domu tika veidots kognitīvo zinātņu pētnieciskais vebināru cikls?

Šķilters: Pamatideja bija parādīt, cik kognitīvās zinātnes var būt noderīgas dažādās jomās, galvenokārt medicīnas zinātnēs, bet ne tikai. Mēs vēlējāmies parādīt, ka kognitīvās zinātnes ir dinamisks un produktīvs veids, kā integrēt dažādas perspektīvas. Jāpiebilst – mēs sadarbojamies ar RSU pētniekiem neatkarīgi no disciplīnas, kurā viņi strādā, jo ir jākoncentrējas uz esošo problēmu risināšanu, nevis jānorobežojas savas jomas ietvaros.

Šajā ziņā ļoti labs piemērs ir Covid-19 pētījumi, jo zinātnieki nemēģināja stingri norobežoties cits no cita, bet gan veiksmīgi novirzīja fokusu uz kopīgās problēmas risinājumu meklēšanu.

Vai semināru ciklu apmeklēja arī tādu jomu speciālisti, kas jūs pārsteidza?

Pinna: Esam sākuši sadarbību radioloģijas jomā. Vakar pēc vebināra visu pēcpusdienu runājām ar kādu kolēģi – neirologu – par to, kā izmantot dažāda veida vizuālos efektus un cik tie varētu būt lietderīgi. Tas mani patiešām pārsteidza, jo neirologu un psihologu viedokļi bieži vien var krasi atšķirties, taču ne šajā gadījumā. Es arī satiku kādu matemātiķi, ar kuru runājām par to, kā no ilūzijas izveidot skaitļošanas modeli.

Šķilters: Vebinārus apmeklēja arī humanitāro zinātņu flangs. Šķiet, viņu vidū bija gan filozofi, gan mākslinieki.

Profesor Pinna, kādus tematus skatījāt savos vebināros?

Pinna: Es vadīju divus vebinārus – vienu par sejas uztveri, bet otru par vizuālajām ilūzijām. Vizuālās ilūzijas parasti tiek uztvertas kā sava veida novirze vai dīvainība, kas piesaista cilvēku uzmanību. Tās bieži vien uztver kā kaut ko maģisku, brīnumainu. Kaut ko, kas rada izbrīnu. Vēlējos parādīt, ka tā nu tas tomēr nav. Vizuālās ilūzijas sastopamas it visur, un dabā tās rodas pašas no sevis. Arī dzīvnieki izmanto ilūzijas maldināšanas nolūkos, piemēram: upuris maldina plēsēju un otrādi.

Nemaz nerunājot par vizuālo ilūziju izmantošanu uzmanības izrādīšanas nolūkos un pārošanās rituālos. Dzīvnieki tās izmanto, lai sacenstos, lai tiktu pamanīti un uztverti, kā arī, lai kaut ko noslēptu.

Foto: Jack Finnigan / cc

Mēs tās izmantojam, lai parādītu to labāko, lai maldinātu vai piesaistītu. Šis ilūziju ekoloģiskais aspekts nekad nav ticis padziļināti aplūkots, taču ilūzijas ir bioloģijas un cilvēka sociālās dzīves pamatelements.

Bieži vien cilvēki tiek nosodīti par to, ka viņi mēģina izlikties, vai likt visam izskatīties labāk, nekā tas patiesībā ir. Taču jūs sakāt, ka tā ir pavisam normāla parādība.

Pinna: Jā. Mēs visi saprotam, ka cilvēki reizēm maldina cits citu. Piemēram, kad nolemjat doties uz romantisku tikšanos, gan jūs, gan jūsu partneris centīsies parādīt sevi tikai no labākās puses. Šajā situācijā abi skaidri saprot, ka tā ir sava veida ilūzija, taču tās mērķis nav maldināšana. Tas pēc būtības ir kaut kas ļoti reāls un pat nepieciešams, lai radītu vislabākos apstākļus un labāko situāciju abām pusēm. Plēsējs zina, ka upuris cenšas viņu maldināt. Gazele taču lec, lai parādītu, ka tā ir spēku pilna un spējīga aizbēgt, vai ne? Un lai arī plēsējs un upuris labi zina, ka tā ir tikai ilūzija, abas puses turpina mijiedarboties.

Kādas atsauksmes dzirdējāt no klausītājiem?

Šķilters: Man bija prieks dzirdēt, ka cilvēki no dažādām jomām – medicīnas, psiholoģijas vai bioloģijas – aktīvi iesaistījās un atklāja, ka viņi ir uzzinājuši kaut ko jaunu, kas viņiem pirms tam nav licies sevišķi svarīgs un ka tas patiesībā skar arī viņu darbības jomu. Domāju, ka lielai daļai auditorijas bija noderīgi apskatīt kādu pazīstamu parādību no pavisam cita leņķa.

Pinna: Es varu padalīties ar saviem iespaidiem no ārvalstu zinātnieka puses. Pamanīju, ka šo vebināru apmeklētāji bija ļoti atvērti un pārstāvēja patiešām dažādas jomas. Viņus neuztrauca nozaru robežas, kas šķita diezgan neparasti. Pat ļoti neparasti! Ko līdzīgu nekad neesmu redzējis nevienā citā valstī. Tas bija mans otrais vebinārs šeit, un esmu patiesi priecīgs, jo mums izdevās izveidot ļoti labu, vērtīgu dialogu ar auditoriju. Cilvēki uzdeva jautājumus saistībā ar savu nozari. Viņi bija patiešām ieinteresēti. Šaubas rada ne tikai jaunus jautājumus, bet var arī dot impulsu jauniem pētījumiem. Dodoties uz Latviju, vienmēr esmu pārliecināts, ka pavadīšu laiku ļoti produktīvi. Tas, ko šeit redzēju, ir neticami atvērta domāšana. Tas ir fantastiski!

Šķilters: Arī es vēlējos to pieminēt. Viens no lielākajiem kognitīvās zinātnes plusiem, jo īpaši uztveres pētniecības plusiem, ir tās darbības formāts – platforma, kur dažādas perspektīvas satiekas. Piemēram, ilūziju izpēte varētu spēlēt ļoti nozīmīgu lomu neirodeģeneratīvo slimību agrīnā atklāšanā. Tas ir arī viens no darbības virzieniem, kam pievērsies ne tikai profesors Pinna, bet arī mani kolēģi no RSU un LU laboratorijas.

Pastāstiet, kā tas varētu strādāt!

Šķilters: Ja pacientam sāk parādīties epilepsijas simptomi, tos varētu diagnosticēt ļoti agrīnā stadijā, aplūkojot pacienta reakcijas uz noteiktiem horizontāliem, vertikāliem un vizuāli telpiskiem stimuliem. Tā dēvētās līdzsvara ilūzijas var ļoti spēcīgi ietekmēt cilvēka vestibulāro sistēmu. Tīri hipotētiski cilvēks ar epilepsijas simptomiem reaģētu uz ilūziju daudz citādāk nekā citi. Pirms vairāk nekā 10 gadiem profesors Pinna atklāja rotācijas ilūziju, kas tagad tiek izmantota kā medicīnisks pierādījums šizofrēnijas diagnosticēšanai.

Šķietamās rotācijas ilūzija (Pinna Illusion). Ja sakoncentrējam skatienu uz melno punktu, kas novietots figūras centrā, virzot galvu uz priekšu un atpakaļ, mēs varam saskatīt iluzoru kustību, proti, abi no rombiem izveidotie apļi kustas pretējos virzienos – viens pulksteņrādītāja virzienā, otrs pretēji pulksteņrādītāja virzienam.


Testējot cilvēkus ar speciāliem acu izsekošanas rīkiem, ir iespējams noteikt, ka šizofrēnijas pacienti spēj uztvert rotācijas efektu ātrāk nekā citi. Manuprāt, šī ir lieliska metode, jo tādā veidā mēs varam izlaist visai nepatīkamo pacientu iztaujāšanas procesu.

Nereti pacientiem ir grūti runāt par savām slimībām, sevišķi, ja runa ir par tādām neirodeģeneratīvām slimībām kā Parkinsona un Alcheimera slimība. Tāpēc ilūziju izmantošana diagnostikai varētu kļūt par kaut ko tiešām revolucionāru šajā jomā. Tas būtu cilvēkam draudzīgs veids, kā diagnosticēt neirodeģeneratīvās slimības to agrīnajā stadijā.

Kādā veidā ir iespējams atklāt jaunu ilūziju?

Pinna: Ja man ir priekšstats par to, kā darbojas mūsu smadzenes, es ļoti vienkārši varu uztaisīt triku, pamatojoties uz saviem priekšstatiem par uztveres organizāciju.

Iedomājieties zvejnieku. Ja viņš izpratīs zivs smadzeņu darbības principu, viņš noteikti izdomās veidu, kā šo zivi noķert. Viņš var izveidot pareizu zvejas tīklu, kas palīdzēs iegūt kāroto lomu. Un mēs esam gluži kā šie zvejnieki. Taču tā vietā, lai noķertu zivi, mēs cenšamies notvert mistisko ideju par to, kā darbojas mūsu ārkārtīgi sarežģītais prāts. Mums ilūzijas ir kā instruments, ar kuru zvejnieks mēģina noķert zivis.

Vai varat izskaidrot ūdenskrāsu ilūziju? Ko mēs tajā varam saskatīt?

Pinna: Bija vēl viena ļoti populāra ilūzija – neona krāsu izkliedēšanas ilūzija. Šajā ilūzijā akcents ir uz melnu līniju, kas vienā punktā apstājas un turpinās citā krāsā, piemēram, violetā vai sarkanā krāsā. Tas rada sava veida caurspīdīguma efektu, it kā kaut kur spīdētu gaisma, līdzīgi neonam. Stīvens Grosbergs (Stephen Grossberg) izstrādāja modeli, kas skaidro, ka mūsu smadzenēs melnā līnija nomāc citu – vājāko – krāsu. Tā rezultātā vājākās krāsas robežas tiek nojauktas un, šķiet, ka tā izplatās. Es gan šai idejai nepiekritu. Manā skatījumā, tas darbotos arī tad, ja vienai līnijai paralēli novilktu otru. Tas radītu tieši tādu pašu efektu, pat vēl spēcīgāku.

Patiesībā jūs varat radīt ilūziju, ņemot talkā vien divus flomāsterus. Es paņēmu violetu flomāsteri un uzzīmēju neregulāru formu, tad iekonturēju šo formu ar oranžu krāsu, un tādā veidā panācu krāsas izplatīšanās efektu. Oranžā krāsa izplatās, aizpildot visu virsmu. Reiz es piedalījos kādā konferencē, un mans darbs tik akceptēts stenda referātam. Tas patiesībā ir milzīgs darbs, kurā parasti autors skaidro stimulus, procedūru, metodes, melnrakstus un tā tālāk, bet es nolēmu uzzīmēt tikai pašu ilūziju, izmantojot divus flomāsterus. Pierakstīju klāt nosaukumu – "The Watercolour Illusion" – un savu vārdu. Tas arī viss. Ilūzija kļuva ļoti populāra un piesaistīja milzum daudz uzmanības. Rezultāts tika panākts ar ļoti vienkāršām metodēm.

Šķilters: Šīs ilūzijas ietekme ir apbrīnojama! Skatoties uz esošajiem darbiem, tas šķiet patiešām neticami. Patiesībā šis darbs ir viens no ietekmīgākajiem darbiem vizuālo ilūziju jomā kopumā. Es nemaz nezināju šo stāstu!

Pinna: Jā, tā ir taisnība! Zinātnieki nāca klāt un uzdeva man jautājumu, kas notiktu, ja krāsas tiktu samainītas. Tad es ņēmu rokā marķierus un teicu, "tūlīt redzēsiet", un zīmēju jaunu formu. Tas ir iedrošinājums ikvienam, jo, kā redzams, šis viss neprasa pārdabiskas tehnoloģijas. Svarīgākais ir ideja.

Otrs triks, ko var izmantot ilūziju atklāšanai, ir "domāšana ārpus kastes". Pamēģiniet izdarīt kaut ko tādā veidā, kādā vēl neviens to nav mēģinājis darīt. Jāatzīst, ka ļoti daudzās konferencēs 90% runu un darbu ir ļoti līdzīgi. Iedomājieties lampu un to, ka visi skatās uz vienu un to pašu izgaismoto zonu. Vai tā vietā nebūtu noderīgāk skatīties punktā, kur ir tumšs? Patiesībā pastāv ļoti daudz iespēju atrast ko interesantu.

Cik ilgi jūs jau sadarbojaties?

Šķilters: Mēs esam pazīstami jau aptuveni 12 gadu. Mūsu galvenās pētniecības intereses pārklājas, esam arī kopā strādājuši pie vairākiem pētniecības jautājumiem. Es zināju, ka tas būtu ļoti iedvesmojoši uzaicināt augstākā līmeņa pētnieku, kurš varētu parādīt ļoti dzīvīgu un produktīvu skatījumu uz zinātnes izpēti. Apbrīnoju, cik Bandžio darbs var būt vienlaikus radošs un produktīvs. Ja esat labs pētnieks, spēsiet sevī apvienot abas šīs īpašības.

Pinna: Arī es ļoti novērtēju mūsu sadarbību ar Jurģi. Viņš vienmēr atrod punktus, par kuriem iebilst vai radīt manī šaubas, un tas man liek izprast dažādus aspektus labāk. Zinātnieku vidū reizēm valda skaudība, bet tas noteikti nav mūsu gadījums.

Šķilters: Ir ļoti svarīgi, ka zinātnes jomā pētnieki nepiekrīt cits citam uz 100%, jo tādā veidā rodas diskusija. Patiesību sakot, mums bieži vien ir ļoti dažādi viedokļi. Un tas ir aspekts, kura Latvijas zinātnes telpai trūkst. Cilvēki domā, ka ir slikti, ja ir atšķirīgi vai pretrunīgi viedokļi, bet tā nav!

Kāda ir jūsu saistība ar RSU?

Šķilters: Viss ir pavisam vienkārši: mana laboratorija interesējas par neirozinātni, kā arī medicīniskiem un klīniskiem jautājumiem, tāpēc mēs sadarbojamies ar RSU. Tā ir mūsu kaimiņu augstskola, un man šķiet pilnīgi loģiski sadarboties ar RSU, ja vēlamies darboties neirozinātnē vai veikt radioloģiskus cilvēka smadzeņu pētījumus. Mana laboratorija šajā ziņā ir ļoti atvērta, un tāpēc RSU un LU sadarbība izvērtās ļoti dabiski.

Pinna: Iepriekš esmu sadarbojies gan ar LU Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāti, gan ar Psiholoģijas katedru, gan arī ar Datorikas fakultāti. Esmu te bijis vairākkārt, un darbs šeit vienmēr ir bijis ļoti produktīvs. Šķiet, pirmo reizi kā viesprofesors ierados Latvijā, lai pasniegtu Stokholmas Ekonomikas augstskolā Rīgā. Ja man kāds piedāvā interesantu iniciatīvu, tad nav svarīgi, no kura institūta tā nāk.

Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!