The Danish National Research Foundation s Center of Functionally Integrative Neuroscience Aarhus University / Aarhus University Hospital - DENMARK Hjernen og Innovation Leif Østergaard M.D., M.Sc., Ph.D., D.M.Sc. Professor, Director, Danish National Research Foundations Center of Functionally integrative Neuroscience and MINDLab
Den måde vi søger nye ideer på, bestemmer hvad vi finder
Løsningerne på vor tids store udfordringer kender ikke vore fag-traditioner Cure Depression Cure Dementia Brain repair Medicine Optimal Learning Engineering Consciousness is.. Q-scan
Integration of Knowledge
Indhold Hvordan virker hjernen? Hjernen som autopilot: Predictive coding Hjernen er nysgerrig : Dopamin Uden individuelle påvirkninger er de færreste hjerner innovative Hvad kan vi gøre? Lavery Electric Psychograph 1907
Hvordan virker hjernen? Lange nervefibre fører store mængder information til hjernebarken - kun dele når vores opmærksomhed (i pandelapperene)
Hvorfra kender vi hjernens funktion? Phineas Gage (1848): Jernbanearbejder Ingen reaktion på emotionelle oplevelser Kunne ikke træffe personlige el. sociale beslutninger Aggressiv, upålidelig. Kunne ikke planlægge, selv få timer frem.
Hvorfra kender vi hjernens funktioner? Læsionsstudier
Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) kontrast viser hjerne-aktivitet
Hjernens centre og deres samspil Gentag det ord, du hører Kontrollerer muskulatur Nervebaner danner ord/ sprog Høre bark sproggenkendelse
Hjernen klarer rutiner med auto-pilot: Predictive coding Præ-attentiv behandling af indkomne sanseindtryk: 1. Hjernen sorterer alle indkommende data for at identificere afvigelser fra kendte mønstre: Forudser sanseindtryk de næste sekunder 2. En afvigelse fra det forventede frembringer et error-signal (MMN): Pandelapperne aktiveres = Hændelsen når vores bevidsthed. 3. Når afvigelsen eller problemet løses frigives dopamin (velvære) og der dannes efterhåndens nye forbindelser i hjernen 4. Når svaret eller løsningen er gentaget mange gange bliver den en del af vores præ-attentive kapacitet : Læring Risto Näätänen CFIN, AU
MEG opfanger MEGET små magnetfelter fra hjerneceller, som arbejder
MEG kan afbilde hjernens avancerede, lyn-hurtige autopilot Højere funktioner Løbende vurdering af afvigelse mellem forventet og faktisk input
MEG kan afbilde hjernens avancerede, lyn-hurtige autopilot Højere funktioner Løbende vurdering af afvigelse mellem forventet og faktisk input
Før-opmærksomme handle-mønstre Indlærte handlemønstre afspilles hurtigt før og oftest uden at indtrykkene når vores opmærksomhed!
Predictive Coding: Lydeksempel Enkelt stimulus hurtig autopilot Komplekst stimulus kulturelt kendt kontekst Kontekst ukendt
Indlæring ændrer den præ-attentive behandling af signaler og hjernen! 3 bedste musikere 3 dårligste ikke-musikere Magnetoencephalograf MEG-skanner Peter Vuust Bassist hjerneforsker
110 ms
120 ms
130 ms
140ms
150 ms
160 ms
170 ms
180 ms
Eksperter: Har optrænet ekstra hjerneområder. Instinktive reaktionsmønstre 190 ms Ikke-eksperter Sort skærm!
200 ms
210 ms
220 ms
230 ms
Belønningssystemet: Hjernen belønner speciel adfærd med dopaminfrigivelse og velvære Velvære ved overlevelsesadfærd Samle føde, jage Parringsadfærd Smertelindring (endorphiner) Motivation Goal Seeking Novelty Seeking Sensation Seeking Indlæring Søge økonomiske gevinster Social adfærd Afhængighed: Kokain, heroin, amfetamin, ecstasy, hash, o.s.v. Spil Nikotin, koffein, alkohol, chokolade
Opsummering Predictive Coding Predictive Coding gør det muligt for os at udføre rutine-opgaver og tænke over krævende opgaver i stedet. MMN signaler stimulerer nye forbindelser i hjernen: Når vi gentager handlemønstre mange gange bliver de til slut automatiske. MEN: Automat-piloten arbejder udenom og før bevidstheden: Det er svært at bryde indøvede handlemønstre/vaner Glæden ved at lære: MMN stimulerer dopamin-frigivelse
Intermezzo: Vi er forskellige Positron Emissions Tomografi (PET) Følger radioaktivt mærkede signalmolekyler i hjernen Vi har alle en comfort-zone (som delvis er arvelig) i forhold til det dopamin-niveau, som gør os tilpasse. Det afspejles i hvor megen forandring vi behøver omkring os og er trygge ved.
Er det nemt at aflære uhensigtsmæssige handlemønstre? Det tager tid og megen opmærksomhed. Erfaring og teoretisk viden er ikke nok
I udgangspunktet kan hjernen ikke se skoven for bare træer: Så længe indlærte løsninger eller måder at optimere på - fungerer, leder den ikke efter nye Hjernen skal i udgangspunktet have et fejl-signal udefra, før den kan kanalisere opmærksomhed og kreative ressourcer over i en ny ide De virkeligt banebrydende ideer kræver usædvanlige mennesker eller jordskælv Alle er ikke lige kreative men alle kan bidrage med den undren, som skal til Vi kan stimulere processen Bringe nye mennesker sammen (undren, ny tilgang) Ændre vaner, stress Rum til refleksion