Karl Pribram

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.