Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Karl Pribram

 |  5. 10. 1999
 |  Vesmír 78, 543, 1999/10

Snad není přehnané tvrdit, že […] usilujeme o „sametovou revoluci“ v našem porozumění nejen předmětu vědy, ale i samotnému vědeckému procesu.

Karl Pribram, 1998

Za to, že toho tolik kolem sebe vidíme, slyšíme a cítíme, že si něco pamatujeme a něco představujeme, že něco dovedeme udělat a pokud chceme, někdy to i uděláme, za to vše a mnohé jiné vděčíme měkké a teplé hroudě hmoty v dutině lebeční. Jak je to vůbec možné? Jak to ta měkká a teplá hmota dělá? To bychom jistě rádi věděli, z důvodů teoretických i praktických. Víme již hodně, ale stále málo.

Na takové otázky se celý svůj život snaží odpovědět známý americký neurochirurg, neurofyziolog, neuropsycholog a neurofilozof Karl H. Pribram. Až toto budete číst, bude si z Prahy odvážet Cenu nadace VIZE 97, kterou dostává za svou dlouholetou snahu posouvat hranice vědy do oblastí, kam se jiní badatelé ostýchají vkročit. Karl Pribram je opravdu osobnost v mnoha směrech pozoruhodná, což je ostatně vidět již i z jeho autobiografických poznámek v tomto čísle (Vesmír 78, 547, 1999/10).

Kdo se s Karlem Pribramem setká, nezapomene na jeho usměvavou tvář s bílým plnovousem a ještě bělejšími, pod ušima zastřiženými vlasy. A hlavně si bude pamatovat jeho svěží mladistvou mysl, kterou mu kdejaký o dvacet let mladší šedesátník může jen závidět. Zdá se, že ho jeho duševní svěžest neopustí, dokud se mu nepodaří odhalit, jak ta divná hmota v dutině lebeční vlastně funguje. K jeho osmnácti vlastním či redigovaným monografiím, sto třiceti pracím o laboratorních experimentech a k nejméně dvěma stům teoretických a přehledových článků přibývají stále další. 1)

Výčtem prací a ohlasů se zde nechci obírat. Raději bych trochu meditoval nad hypotézou, která Pribrama nejvíce proslavila a která jej stále motivuje k dalšímu bádání. Je to holografická hypotéza o činnosti mozku. 2)

Pamatuji se, jak mě před mnoha lety, když jsme na technice probírali Fourierovu transformaci, fascinovala její zvláštní povaha: že nahrazuje globální, tj. celkové vlastnosti jednoho objektu lokálními vlastnostmi jiného objektu a naopak. To není jen prosté zaostření pohledu, jako když při koupi saka přesuneme pozornost z celkové fazony na strukturu tkaniny; spíš by tomu odpovídalo, kdyby fazona a struktura tkaniny spolu souvisely natolik, že by vždy z jednoho bylo možno odvodit druhé. Tedy spíše dva rovnocenné, i když zdánlivě odlišné popisy téže skutečnosti.

Snad mohu být trochu přesnější. Představte si nějakou funkci na ose reálných čísel (myslete si třeba, že je to osa časových nebo prostorových souřadnic). Násobíme-li naši funkci sinem (resp. kosinem) o určité periodě a výsledek integrujeme, dovíme se, v jaké míře jsou v původní funkci „skryty“ harmonické oscilace s dotyčnou periodou. (Skryty proto, že mohou být smíseny s neomezeně mnoha jinými oscilacemi o různých periodách; tyto oscilace se mohou vzájemně někde podporovat, jinde rušit a funkce jako celek ani nemusí být periodická.)

Představme si nyní jinou osu, jejíž body budou pro změnu reprezentovat všechny myslitelné oscilační periody (což jsou opět reálná čísla), a na této ose definujme novou funkci, která každému bodu (periodě) přiřazuje jisté číslo – totiž právě onu míru skrytých oscilací s touto periodou v původní funkci. Nyní přijde to důležité: tato nová funkce obsahuje přesně tutéž informaci jako původní funkce; tu z ní lze zpětně získat, dokonce stejným postupem (to vše platí jen za určitých předpokladů, které mi musíte odpustit). Cesta tam se nazývá Fourierova transformace, cesta zpět je inverzní Fourierova transformace. První ose říkejme časoprostorová doména, druhé ose spektrální doména.

Všimněte si, že zatímco v časoprostorové doméně je oscilační charakter globální charakteristikou, ve frekvenční doméně je vyjádřen lokálně, pro příslušnou periodu. A na oplátku, lokální znalosti o časoprostorové doméně jsou rozptýleny po celé frekvenční doméně. Dobrá, ale jak to vše souvisí s mozkem?

O to právě jde Karlu Pribramovi. V usilovné snaze odhalit, jak mozek (či, chcete-li, mysl) analyzuje vjemy a jak si něco ukládá a něco vybavuje, narazil na práce Dennise Gabora o holografii, která využívá Fourierovy transformace k reprezentaci obrazů (časoprostorovou doménu si již nepředstavujte jako jednorozměrnou osu, nýbrž jako tří- popřípadě čtyřrozměrný prostor vyplněný předměty a jevy). Pribram si všiml, že mnoho neurofyziologických a neurologických poznatků (například relativně malá degradace paměti při lokálních poruchách mozku) by se dalo lépe vysvětlit, kdyby příslušné funkce mozku byly založeny na holografickém principu.

Na holografickou hypotézu lze pohlížet různě: v uvozovkách jako na metaforu pro jakoukoliv distribuovanou reprezentaci (kdy každá část nese informaci o celku), jako na výzkumný program, anebo dokonce jako na realistický model, odvozený z empirických dat. V novějších pracích Pribram uvádí konkrétní neurofyziologické argumenty pro názor, že holograficky (či v novějším pojetí holonomicky) se chovají mikroprocesy na dendritických sítích skupin neuronů, zatímco neurony samotné jen zajišťují přenos výsledků dendritických mikroprocesů do jiných úrovní zpracování.

Vlastnosti Fourierovy (a Gaborovy) transformace vedou Pribrama k dalším úvahám, které by mohly leckterého příliš úzkoprsého vědce znervóznit svým filozofickým zbarvením. Tak například se lze zamýšlet nad lidským návykem dávat větší punc reality entitám rozprostraněným v časoprostorové doméně, i když stejně tak dobře bychom mohli považovat za reálné právě jen to, co se nachází ve frekvenční doméně. Že by snad šlo jen o dva rovnocenné, ortogonální a vzájemně komplementární popisy, průměty či rozvinutí téže skutečnosti? Čemu přiřknout ontologickou prioritu, když náš mozek si volí jednou tu, podruhé onu transformaci?

Rozhlédněte se kolem sebe. Vidíte stůl, okno, čtyři stěny – ale uvědomte si, že informace o těchto objektech je stejně tak k dispozici v kterémkoliv jiném místě ve vašem okolí, všude „celá“ ve smyslu holografické metafory. Jakmile do zvoleného místa přesunete své oko, postará se jeho optický systém o rozvinutí obrazu do časoprostorové podoby. Obrazu na sítnici se pak ujmou jiné oblasti mozku, které jej opět rozostří a zpracují v transformované verzi. A tak dále – až se v naší mysli rozvine představa stolu, okna a čtyř stěn.

A tak nám ta měkká a teplá hmota přetváří smyslová data v obsahy mysli. Jedním z těchto obsahů je – paradoxně – i ta hmota sama. A také vše to, co o ní víme a co si o ní myslíme.

Poznámky

1) Přehled jeho prací je ve zprávě CTS (č. 9902).
2) Publikoval ji mj. v monografii Languages of the Brain: Experimental Paradoxes and Principles in Neuropsychology, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1971; její prohloubenou verzi (tzv. holonomickou teorii mozku) popsal v knize Brain and Perception: Holonomy and Structure in Figural Processing, New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, 1991.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Různé
RUBRIKA: Úvodník

O autorovi

Ivan M. Havel

Doc. Ing. Ivan M. Havel, Ph.D., (*1938) absolvoval FEL ČVUT v Praze. V letech 1969–1971 studoval Ph.D. (počítačové vědy) na University of California v Berkeley. Několik let pracoval jako výzkumný pracovník v Ústavu teorie informace a automatizace ČSAV. V současné době je docentem na Univerzitě Karlově v Praze a působí v Centru pro teoretická studia (společném pracovišti UK v Praze a AV ČR), jehož byl v letech 1990 – 2008 ředitelem. Přednáší na MFF UK.
Havel Ivan M.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné