פעולות קוגניטיביות בשינה כיסודות של הכרה ותודעה – טיוטה ראשונית

האם אני עכשיו בהכרה? בהכרה מלאה? האם יש הכרה חלקית? האם ההכרה היא מנגנון בינארי – 'כבוי/דולק'? או אולי היא ווסת עוצמה הדרגתי ורציף ('דימר' – עמעם) שברמה  מסויימת "מדליק" את ההכרה והתודעה הערנית המוכרת לכל אחד מאיתנו? בדברים הבאים אני טוען שההכרה והתודעה הם הצטברות של מקטעים עצמאיים של יכולות קוגניטיביות "הנדלקים" בזמנים ובהקשרים שונים באזורי מוח שונים, עד שהם מביאים להפעלה מלאה של המכלול. מצב ההכרה המלא הוא מצבור של מרכיבי הכרה קוגניטיביים נפרדים שרק הצטרפותם יחד והגיעם ל"בשלות" מייצר את המכלול של ההכרה המלאה המוכרת. אבל, הנקודה החשובה היא שלמקטעים הללו יש תפקיד בפני עצמו ולא רק לעורר את המכלול. המקטעים הללו הם תבניות קוגניטיביות חלקיות, שלמות ומשמעותיות כשלעצמן, ושבנוסף הן גם מכינות את המכלול השלם של ההכרה. נראה כי לפחות חלק ממקטעים ותבניות אלו פועלים ומתפקדים גם בזמן שינה באזורי מוח הקרובים לאזורים האחראיים גם על השינה. כלומר, בזמן השינה פועלים גם מקטעי ההכרה הללו באזורים תת-קורטיקליים, ויתכן כי פעילות זו היא אחת מההסברים לתפקידה וחשיבותה של השינה. יתכן שהשינה היא התשתית להכרה בעירות.

איך מתארים הכרה?

ההכרה יכולה להיות מוגדרת כתוצאה של קישוריות נרחבת לאורך זמן במרחב המוחי, ויכולה להיות מתוארת בפשטות ככזו הכוללת עוררות של האדם לגופו, לרגשותיו, לתחושותיו ולסביבתו. הגדרה מינימלית יותר, שאיננה קשורה רק לבני האדם, אומרת כי ההכרה בסיסית היא יצירת מודל פנימי סובייקטיבי של הסביבה, מודל המאפשר התנהגות מותאמת לצרכים של בעל החיים בסביבתו.[1]

יש כמה אפשרויות לתאר את ההכרה. האם הכרה צריכה להיות מתוארת ומוגדרת באמצעות פעולות חיצוניות גלויות? באילו פעולות גלויות: יישום פתרון בעיות מעשיות? (הצלחתי להכין לעצמי כוס קפה, דבר המצריך שלבים רבים של פעולות.) שליפה מהזיכרון והצגת התוצר בדיבור הגיוני ושוטף? (הקראתי לפקיד את מספר תעודת הזהות שלי.) התנהגות חברתית נאותה? (התלבשתי למסיבה בהתאם ולא ירקתי שם על הריצפה.) או אולי ההכרה צריכה להיות מתוארת באמצעות יכולות הפעלה של מנגנונים פסיכולוגיים קוגניטיביים פנימיים כמו תכנון, ניבוי, למידה, שימת לב, פעילות רגשית, היזכרות, הערכת נתונים, מודעות? או אולי הפעלת מנגנונים פיזיולוגיים והעברת נוירוטרנסמיטורים במוח תתאר בצורה נכונה יותר את ההכרה?

הדיון במושג 'רמות של הכרה' משקף היטב את ההתלבטות כיצד לתאר את ההכרה.

המושג 'רמות של הכרה', המוכר יותר, נובע, בדרך כלל, מבחינה של מצבים רפואיים-קליניים של הפרעות הכרה. הוא מבוסס על מצבי הכרה התנהגותיים גלויים הניתנים לתצפית מבחוץ, והם נבדקים ביחס למצב של מה שמקובל כשני המרכיבים המרכזיים המגדירים את ההכרה המלאה: עירנות ותגובתיות מלאה, ויכולת של שימת לב ממוקדת. (ראה מדד גלאזגו – Glasgow Coma Scale[2]). על הרצף של רמות של הכרה נמצאות התופעות כמו טשטוש וערפול של ההכרה, בלבול ואי-התמצאות, הרדמה מלאכותית, מצבי אפילפסיה, סינדרום נעילה, מצב של צמח, שלבים של קומה (coma) וכו'. כל אלה מתארים מצבים של הכרה חלקית שאולי נובעים מהפעלת חלק מהמרכיבים של ההכרה.

הדבר משתקף בתרשים הבא[3] :

 

אחד המודלים המרכזיים (ואולי, הסבירים ביותר) של ההכרה הוא 'GNW) 'global neuronal workspace)[4]. מודל זה איננו מתאר את ההתנהגות הגלויה, כמו במדד גלאזגו, אלא מתאר שילוב של כמה ממדי הכרה, שאפשר לתארם כממדים מחשבתיים-פסיכולוגיים-פנימיים: תפיסה, שימת לב ממוקדת, שיתוף תחושות ורגשות, זיכרונות, יכולת הערכה של הנתונים והכוונה לפעולה. ההכרה מופעלת כתוצאה של תהליך מובנה המשלב את המרכיבים הללו לצורך תפקוד ופעולה נצרכת. הדגש במודל זה הוא כי ההכרה היא הפעלה מתואמת של המכלול של היכולות הללו, המבשילה בקליפת המוח- Cerebral cortex. הפרעות הכרה מסויימות נובעות, על פי מודל זה, מהפעלה חלקית או הפעלה לא מתואמת של הממדים השונים של ההכרה. כלומר, הדגש הוא על ההכרה כשילוב וקשר בין הממדים הללו המשוייכים לקליפת המוח "המפותחת" יותר.[5] תומכי המודל טוענים כי עובר ותינוק מפתחים את הממדים הללו ואת שילובם בצורה הדרגתית במהלך התפתחותם, וככל שהתינוק (או העובר) צעיר יותר ההכרה שלו איננה מפותחת ואיננה הכרה "בשלה".[6] (בהמשך, אשאל האם יש פעולות קוגניטיביות מסוימות שהן בשלות כבר בגיל הצעיר מאוד, ואולי אפילו בזכות השינה.)

המאמר: ?Are There Levels of Consciousness [7] מציע הבנה אחרת של המושג 'רמות של הכרה'. הוא דן ביצירת מודל גלובלי של הערכת מצב ההכרה על סמך פעילותם של התכנים של ההכרה: יכולת הקליטה והתפיסה של תחושות גופניות (עד כמה אני חש ומבין כי יש לי לחץ בחזה ומה משמעותו?), תפיסה והבנה של חוויות רגשיות (עד כמה אני מבין שמישהו עורר בי כעס?), עבוד מחשבות (עד כמה אני מבין מהו הצעד הבא שאני צריך לנקוט בסיטואציה מסויימת?) וכו'. המאמר דן באפשרות ליצור סקלה רציפה של מצבי הכרה על בסיס תכנים אלו (מהכרה מלאה ועד למוות). סקלה שתשקף את יכולת הקליטה, העיבוד וההבנה של התכנים הללו. יחד עם זאת הכותבים טוענים כי מדד כזה הוא בעייתי: למדד על פי מצבי הכרה הללו יש ממד סובייקטיבי (עד כמה אני מבין?) המקשה על קביעת מיקומו בסקלה. קושי נוסף הוא שישנם מצבים שמרכיביהם אינם ניתנים להערכה כמותית (האם חלומות בשינה הם יותר או פחות מהכרה עירנית?).

לפיכך המאמר מציע גירסה מתוקנת כדי לבחון את המצב הכללי/גלובלי של ההכרה על פי שני ממדים: 1. סוג ומידת הנגישות של התכנים השונים אל ההכרה. למשל, אדם שומע מילה. הוא יכול לקלוט אותה כצליל סתמי, כצליל של שפה, את משמעות מובן המילה, את ההבנה למי היא מכוונת, מה מטרת האמירה וכו'.  2. יכולת האינטגרציה של התכנים הללו לכלל מכלול קוהרנטי בעל משמעות המביא לתפקוד ביצועי ראוי. כלומר, הדגש כאן הוא לא כיצד ההכרה נראית (מבחוץ) אלא כיצד היא מתפקדת כתוצאה של עיבוד ראוי.

גם כאן, כמו במודלים הקודמים, המושג המרכזי של המאמר הוא המצב הגלובלי של ההכרה. הדגש על הפעלת מכלול מרכיבי ההכרה. המאמר מנסה ליצור מיון של רמות עיבוד שונות היכולות להגדיר את רמת ההכרה כמכלול. המאמר אמנם מזכיר גם את המושג של מצב לוקאלי של ההכרה. המאמר מבין את המצב הלוקאלי כאותם היבטי התוכן של ההכרה: תפיסה של תחושות גופניות, תפיסה והבנה של חוויות רגשיות, מחשבות וכו', כלומר, חלקים תפקודיים של תכני ההכרה. (בהמשך אני אנסה לתת משמעות שונה למושג 'מצבים לוקאליים', ואתאר אותם כתהליכים מקומיים ונקודתיים של פעילות הכרתית חלקית.)

השאלה מהם התבחינים לקביעת מצב ההכרה ומרכיביה מחמירה עוד יותר לנוכח הבחינה של יכולות היכולות להיות משוייכות להכרה אצל בעלי חיים. כל מי שיש לו כלב יודע לתאר כמה הכלב שלו יודע לזהות אותו ואת מצב רוחו, ויודע גם להגיד מה מצב רוחו של הכלב שלו שנמנע ממנו הטיול היומי. גם בעלי חוליות אחרים כמו ציפורים, ואפילו חסרי חוליות כמו תמנון מגלים יכולות של למידה, הפעלת זיכרון רלוונטי, תכנון ואפילו פתרון בעיות.[8] האם יש לבעלי החיים את כל רמות ההכרה אך במצב פחות מפותח? או אולי חסרים להם מרכיבי הכרה מסויימים?

בהקשר זה חשוב להזכיר את התאוריה (החשובה) של ההכרה כשילוב של מידע.[9] תאוריה זו מנסה לתת מדד כמותי להכרה. כלומר, המושג 'רמות של הכרה' יכול להיות מבוטא בצורה כמותית. ואכן נעשו ניסיונות לתת תאור כמותי של מצב ההכרה בבעלי חיים שיש להם כמות הכרה נמוכה יותר מכמות ההכרה אצל בני האדם.[10]

 

אופן קביעת הבסיס של הקריטריונים והמדדים האפשריים ליצירת סקלה של ערכים נידונה גם, למשל, בתופעת השינה האנושית. השינה יכולה להיות מוגדרת כתופעה המתוארת תיאור חיצוני: תנועה גופנית מועטה המאופיינת בתנוחה מוכרת שחוזרת על עצמה, כזו שיש בה מיעוט תגובה לגירויים חיצוניים; המותאמת, יותר או פחות, למחזור היממתי; וקיימת היכולת הספונטנית 'להתעורר' ממנה. אבל לשינה יכולה להיות גם הגדרה פנימית יותר על פי פעילות גופנית ונפשית הייחודית בשינה, כמו: שינה היא אירוע גופני המפעיל תהליך חילוף חומרים ייחודי המתקן (או המווסת) את מערכות הגוף השונות. והיא גם אירוע קוגניטיבי ורגשי המפעיל (או מדגיש) פעולות חשיבה התורמות לקיום. (הפעילות האנושית הבולטת ביותר בהקשר זה היא החלומות.). תאורים אלו מבחינים בין הרמות או הממדים השונים של השינה על פי קריטריונים שונים: בחינה חיצונית יותר או פנימית יותר, ושניהם מנסים לחלק את מרכיבי השינה לחלקים שונים היכולים לאפיין אותה.

אך בזה איננו מסיימים את התהליך של "הכניסה פנימה" בתאור והגדרת התופעה. אנו יכולים להציג סוג נוסף של קריטריונים ו"לרדת" לרמה של פעילות מוחית והורמונלית בשינה, פעילות פיזיולוגית (כמו שינוי בטמפרטורת הגוף), תהליכי הומאוסטזיס, פעילות קוגניטיבית ייחודית וכו'. אפשר "לרדת" עוד יותר לתהליכי מיקרו (סוג נוסף של קריטריונים), כמו שינויים מולקולרים במערכת החיסונית ושינויים בכדוריות הלבנות בדם, ייצור מוגבר של הורמונים או חלבונים מסויימים (כמו אלה המסייעים לדיפון דופן הקיבה מפני נזקי המזונות החומציים המגיעים אליה) וכו'. כל החלוקות הללו מנסות לאפיין את מרכיבי התופעה ברמות שונות של אפיונים. [11]

 

השאלה שאני מנסה לדון בה היא באיזה רמה ומהם המרכיבים והתבחינים על פיהם אני מחפש את רמות ההכרה השונות?

התשובה שלי היא כי אני מחפש פעולות קוגניטיביות עקרוניות ויסודיות המטרימות את ההכרה המלאה, פעולות שהן מעיין חלקים בסיסיים של ההכרה. להבנתי, מצב ההכרה המלא הוא, אכן כפי שתואר קודם, מצבור של מרכיבי הכרה נפרדים שרק הצטרפותם יחד והגיעם ל"בשלות" מייצר את המכלול של ההכרה המלאה המוכרת. אבל, ההכרה והתודעה איננה מנגנון בינארי – 'כבוי/דולק', והיא גם לא ווסת עוצמה הדרגתי ורציף ('דימר'), אלא, מקטעים עצמאיים של הכרה ותודעה "הנדלקים" בזמנים ובהקשרים שונים באזורי מוח שונים, עד שהם מביאים להפעלה מלאה של המכלול (ראה גם את המחקר על המערכת המוכרת ככזו המעוררת את ההכרה – aRAS[12]). למקטעים הללו יש תפקיד בפני עצמו ולא רק לעורר את המכלול. המקטעים הללו הם תבניות שלמות ומשמעותיות כשלעצמן, הן פעילות של ההכרה, ושבנוסף הן גם מכינות את המכלול השלם של ההכרה. כלומר, במאמר זה אינני רוצה ליצור סקלה, מדרג, של מצבי הכרה שיוצרים "סולם" שהעולה בו מגיע להכרה מלאה, אלא, להפנות את שימת הלב אל "שלבי הסולם" כתופעות קוגניטיביות יסודיות,  בסיסיות ומשמעותיות כשלעצמן, שאינן משרתות רק את המהלך של העליה למרומי הסולם (הכרה מלאה). כלומר, ההכרה המלאה היא תוצר של מצבור של פעולות קוגניטיביות הכרתיות חלקיות ומשמעותיות כשלעצמן.

אדגים תבנית קוגניטיבית אחת כזו (בהמשך אטען שהיא ממלאת תפקיד גם בשינה).

ה'אמוציות' על פי גירסתו של אנטוניו דמסיו.

אנטוניו דמסיו, בספרו החשוב [13]The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the Making of Consciousnes, מתאר את השלב הראשון של ההכרה והתודעה כ'קדם עצמי' – proto-self – שהוא כולל ייצוג אינטואיטיבי ומיידי של תחושות הגוף. בשלב זה "הקדם עצמי הוא אוסף לכיד של דפוסים עצביים אשר ממפים, בכל רגע ורגע, את מצב המבנה הפיסי של האורגניזם בממדים הרבים שלו." (עמ' 168) הדגש הוא על קליטה מיידית של המצב הגופני וההרגשות הגופניות הכרוכות בו. הרגשות אלו הן תחושות אינטואיטיביות ראשוניות, טרום מודעות, שאינן נשלטות, שאותן דמסיו מכנה 'אמוציות'. אמוציות אלו משדרות למוח ברציפות את המצב הפנימי של הגוף, ובכך יוצרים 'תמונת מצב' של העצמי. "אמוציות הם אוספים סבוכים של תגובות כימיות ועצביות היוצרים תבנית…. האמוציות הן תהליכים קבועים מראש מבחינה ביולוגית, תלויים בהתקנים מוחיים קבועים מלידה…. אמוציות נוגעות לחיים של האורגניזם, לגופו ליתר דיוק, ותפקידן הוא לסייע לאורגניזם לשמור על החיים…. אמוציות מספקות לאורגניזם באורח אוטומטי התנהגויות מכוונות הישרדות." (עמ' 61-65). "לקדם-עצמי אין שום יכולת של תפיסה ואין שום ידע." (עמ' 168) הוא מבצע ניהול אוטומטי של חיי האורגניזם. הקדם-עצמי מהווה נקודת ייחוס גופנית ראשונית לקיום בכלל ולתודעה בפרט. הוא יוצר את התחושה הראשונית, הגופנית, של ה'אני'. למשל, תחושת השלד והשרירים ביחס לסביבתם (כמו למשל, מתח של שריר). או למשל, הפעלת מנגנון ביולוגי שיפורש בשלבים הבאים ככאב[14] או כעונג. או למשל שינויים בקצב הנשימה בזמן לחץ קיצוני. או למשל הפעולה האוטומטית והדחופה של המעיים ליציאת צואה מימית (שלשול) כתגובה לסכנת חיים.

כלומר, הקדם עצמי הוא מנגנון ביולוגי תורשתי, עצמאי ומשמעותי כשלעצמו, המבקר את מצב הגוף ביחס לעצמו ולסביבתו, ומגיב באופן אוטומטי, ומכוון את הצורך ההישרדותי של הגוף גם במצבים לא מוכרים באמצעות למידה ורכישת ניסיון (ולכן אפשר לקרוא לפעילות שלו 'קוגניטיבית'), ובכך תורם ליצירת התחושה וההרגשה של העצמי. הוא איננו רק השלב מכין למשהו אחר, אלא הוא תבנית חוויתית וקוגניטיבית משמעותית ברמה שלה כשלעצמה. (ובהמשך עוד נראה כי לגוף יש מקום של כבוד בהכרה ובתודעה. דבר המבטל במשהו את הניגוד גוף – נפש, גוף – תודעה, ובכך משנה את ההסתכלות על הבעיה הפסיכו-פיזית.)

יש דמיון מסוים בין הגדרת רמות ההכרה על פי תכניה (כפי שראינו במאמר של Tim Bayne, Jakob Hohwy, and Adrian M. Owen), לבין התהליכים הקוגניטיביים שאני מנסה לבודד ולהגדיר. הפעילות הקוגניטיבית היא המנגנון שיוצר את התכנים, היא "הכלי" המאפשר לתכנים להתבטא.

 

לסיכום: אל מול הבחינה החיצונית-התנהגותית-תוכנית של ההכרה, אני מחפש את רמות ההכרה התפקודיות- פנימיות, העקרוניות והיסודיות. ובמילים אחרות, אני מחפש את המרכיבים הקוגניטיביים הראשוניים של ההכרה. המרכיבים, שכל אחד מהם הוא שלם ומשמעותי כשלעצמו, כמו למשל תחושות הגוף של העצמי במרחב, או יכולת אבחון יחסים כמו בין דמות לרקע, או הבנת המנגנון של סיבה ותוצאה. כל מרכיב כזה הוא 'אבן בניין' יסודית של ההכרה, אבן בניין שצריך להיות שלם, ו"עצמאי" העומד בפני עצמו כמרכיב המתפקד מבחינה קוגניטיבית.

 

האם ההכרה היא בעלת שני ערכים אפשריים בלבד: יש/אין?

לא.

אבל, האם קיימת הכרה חלקית המממשת רק חלק מן הממדים של ההכרה? כן.

שאלה זו היא שאלה חשובה לענייננו משלוש סיבות: 1. היא מפנה את שימת הלב, שוב, אל הפעילות והמרכיבים החלקיים של ההכרה. 2. כפי שנראה מיד, פעילות קוגניטיבית, שקשורה להכרה, קיימת גם ללא הכרה מלאה ומפותחת (כפי שאנו מכירים אותה בקליפת המוח, בקורטקס). 3. כפי שעולה מהנקודה הקודמת (2), קיימת פעילות הכרתית באזורי מוח "ראשוניים". מכיוון שכידוע, המנגנון המנהל את השינה נמצא  באזור גזע המוח, נראה כי אכן אפשר לתאר קשר בין שינה למרכיבי הכרה הבסיסיים.

על היכולות של גזע המוח כותב Philip Winn כי יש להעריך את היכולות הללו יותר ממה שחשבו קודם לכן.[15] מניסויים שערך הוא מגיע למסקנה  brainstem functions are more sophisticated than previously thought, including critical processes of behavioural control. We argue that complex processes of learning and decision making are imperative for animals to thrive, and as such must be present in the oldest parts of brain.

הוא מתאר שגרעינים מסויימים בגזע המוח (pedunculopontine tegmental nucleus) חשובים ליצירת קישור מהיר בין פעולות לתוצאותיהן. קישור כזה מעיד על רמה גבוהה יותר לאזור מוח זה ממה שנחשב בעבר, על יכולת בקבלת החלטות.

It is part of a hierarchy of decision-making, operating on very short timescales so that animals can make immediate judgments about the need for action.

לסיכום: לגזע המוח יכולות ניתוח של מידע, הבנה של מידע זה על רקע מה שכבר ידוע וקבלת החלטה מתאימה. זהו תהליך מהותי של המוח בכלל ובכך גזע המוח הוא למעשה מוח כשלעצמו.

עבודה מוקדמת יותר אך מקיפה ומפורטת יותר שנכנסת לפרוט של התפקוד של הגרעינים השונים בגזע המוח, של דמסיו ופרוויזי מתארת מצב דומה.[16] הם אמנם משתמשים במושגים שונים (ליבת ההכרה, רגולציה של פעולות, הומאוסטזיס מווסת של התפקוד, ועוד), אבל, בעיקרו של דבר הם אומרים דבר דומה: המערכת העולה של הפעלת קליפת המוח (aRAS ascending reticular activating system) הנמצאת הגזע המוח, היא לא רק מערכת מעוררת, אלא היא מערכת שעושה "שיקולים מושכלים" המפעילים את הוויסות החושי-גופני המנחה את הפעילות של האורגניזם. ליבת ההכרה (core consciousness), שהיא הצורה הפשוטה ביותר של ההכרה, פועלת כשהייצוגים במוח יוצרים דימוי לא מילולי של האופן שבו מצבו העצמי של האורגניזם מושפע מהאינטראקציה עם הסביבה. ליבת ההכרה ממפה את העצמי ביחס לסביבתו ומנחה את התגובה לפעולה שהיא תוצאה של יצירת תבנית מובנית מורכבת המעבדת את כל הנתונים, הפנימיים והחיצוניים, לכלל תוצר מחושב ויעיל הרלוונטי לרגע הנתון.

In conclusion, the proposal specifies that the essence of consciousness is a continuously generated image of the act of knowing relative to the mental images of the object to be known. The image of knowing is accompanied by an enhancement of the images of the object. And because the image of knowing originates in neural structures fundamentally associated with the representation of body states, the image of knowing is a feeling……….. The role of brainstem structures in the generation of consciousness is thus a critical one. This article is dedicated to a review of some of the relevant evidence regarding the functional neuroanatomy of the brainstem, an understanding of which is indispensable to the above account of consciousness.

 

הקישור בין שתי הפעולות המזוהות עם גזע המוח: שינה ופעילות קוגניטיבית, איננו ודאי. יש צורך לבצע מערך ניסויי שיתאר קשר ברור בין השניים. אבל, כאמור, הדעת נותנת כי בהחלט יכול להיות קשר כזה, ואכן נראה בהמשך כי פעילות קוגניטיבית אכן מתרחשת בשינה, דבר המחזק את הסברה כי הקירבה המוחית איננה מקרית ויש קירבה ביצועית בין שתי הפעולות הללו המשוייכות לגזע המוח.

 

במאמר Consciousness without a cerebral cortex: a challenge for neuroscience and medicine[17] מתאר המחבר תופעות של הכרה בילדים שנולדו ללא cortex (המונח הרפואי הוא Anencephaly). הטענה המרכזית של המאמר היא שקיימת סוג של הכרה מונחית מטרה ביצועית המתקיימת בגזע המוח. קליפת המוח "רק" מרחיבה את החומרים העולים מגזע המוח.[18] ההכרה המלאה המוכרת לנו היא, אכן, תוצר של ארגון היוצר ממשקים בין תפקודים עצביים מאזורי מוח רבים המגיעים לידי "סיכום" בקליפת המוח, אבל יש רמות "פחות מתוחכמות" של הכרה המתקיימות ללא קליפת המוח. הכרה כזו, של אותם ילדים, היא הכרה שאיננה חייבת להגיע לרמה "הגבוהה" של המודעות העצמית, אבל גם היא יוצרת חוויה ומכוונת לפעולה.[19] גזע המוח יכול לשלוט, במידה מסויימת, בתנועתיות גם ללא "שיקולי הדעת הגבוהים" של קליפת המוח, גם הוא עושה אינטגרציה של מידע לצורך פעולה, וזו בהחלט סוג של הכרה. הכרה כזו, שהיא הכרה לצורך פעולה, היא שילוב של מרכיבי הכרה חשובים ביותר: בחירת מטרה מתוך תחושת הסביבה החיצונית, תחושות הגוף של העצמי במרחב (מזכיר את 'האמוציות' של דמסיו), הפעלת רגשות ובחירה רצונית של הפעולה המתאימה. היא אולי חסרה הפעלת זיכרונות מורכבים, הערכת הנתונים שלה איננה נרחבת, ומעל הכל היא חסרת מודעות עצמית מלאה, אבל היא בכל זאת סוג של פעילות קוגניטיבית היוצרת סוג של הכרה.

מאמר זה מדגים היטב את קיומם של 'רמות של הכרה' המאפשרות לנו להכיר בקיומו של מדרג מסויים של מצבים קוגניטיביים המטרימים את ההכרה.

ויותר מזה, במאמר מקיף ומסכם (הכולל גם הפניות מרובות למחקרים קודמים) של מלני בולי ואחרים[20], הם מתארים מחקרים בהם נבדקו אנשים שלא נענו לתקשורת עימם ונראו, חיצונית, כמחוסרי הכרה. מטופלים אלו נתבקשו לחשוב על משחק טניס, או על שיטוט בביתם. בדימוי מוחי נמצאה אצלם פעילות שהיתה דומה לפעילות המוחית של אנשים בריאים שניתנו להם אותם הוראות. לפיכך הם כותבים:

consciousness may be neither sufficient nor necessary for high-level cognitive functions, such as attention, cognitive control, and volition, at least in simple form conscious perception may not be necessary for the operation of……various complex cognitive processes.

האם דברים אלו מסבירים כי פעילות קוגניטיבית קיימת גם ברמות תת-הכרתיות?

 

אכן, כבר קיימים כיוונים ברורים במחקר המנסים לבודד מרכיבי הכרה שהצטרפותם יחד יוצרים את מצב ההכרה המלא.

Sid Kouider, במאמרו 'התאוריות הנוירוביולוגיות של ההכרה'[21] אומר כי התאוריות של ההכרה עברו מתפיסה גלובלית (יש או אין הכרה כוללת), לתפיסה לוקלית המחפשת תת-תהליכים של הכרה. (From Globalist to Localist Accounts of Consciousness). למשל, הוא מזכיר שם תאוריה המכונה 'התאוריה של מיקרו-הכרה'. ישנן מרכיבי הכרה ייחודיים שונים עצמאיים ונפרדים שיוצרים צירופים שונים בזמנים שונים לכלל מבנים הכרתיים שונים.

Zeki[22] takes these findings as evidence that consciousness is not a unitary and singular phenomenon, but rather that it involves multiple consciousnesses that are distributed across processing sites (also called essential nodes in this theory), which are independent from each other

לא צריך בהכרח אינטגרציה ברמה גבוהה כדי שהמבנה ההכרתי החלקי יתקיים. אינטגרציה ברמה הגבוהה (מקרו-הכרה) מתרחשת אחרי שההכרה ברמה הנמוכה "בשלה".  binding is a post-conscious process occurring ‘after’ consciousness of the specific attributes to be bound together has taken place. This second step is termed ‘macroconsciousness.’ Although microconsciousness involves only one perceptual attribute (e.g., color), macroconsciousness reflects the phenomenal experience associated with the bound object (i.e., including its form, color, motion, etc.). It occurs higher and later in the hierarchy, and depends upon the presence of the previous one

(למרות שהמרכיבים המתוארים אצל זקי אינם אלה הקוגניטיביים שאני מכוון אליהם, בכל זאת הוא מעיד על קיום של מרכיבי מיקרו-הכרה.)

 

וכאן אנו מגיעים לאפשרות של עיבוד קוגניטיבי לא מודע כמשקף את רמות ההכרה הבסיסיות או הראשונית. יתכן כי רמות ההכרה הראשוניות הן לא מודעות והן פעולות שאינן מגיעות למודעות רפלקטיבית.

מהו עיבוד קוגניטיבי לא מודע?

Stanislas Dehaene, Hakwan Lau, Sid Kouider[23] טוענים כי הכרה היא שילוב של סוגים שונים של עיבוד מידע ברמות שונות. הם מתארים 3 רמות של הכרה: עבוד לא מודע, זמינות מיידית של מידע, ומודעות עצמית למידע הזמין. מביניהם הרובד של עיבוד מידע ללא מודעות הוא הרלוונטי כרגע לענייננו (למרות שגם זמינות מיידית של מידע יכול, כפי שראינו אצל דמסיו, להיות רלוונטי לדיון). ואכן במאמר נידונים תהליכים חשובים המתרחשים בשלבים הראשוניים של ההכרה כעיבוד לא מודע הקרובים לתהליכים המשוערים על ידי כתהליכים של השלבים שלקראת הכרה מלאה. (שימו לב שיש כאן מיון נוסף של 'רמות של הכרה', מיון על פי רמת הנגישות של המכיר אל תוכן ההכרה שלו.)

מכיוון שיש יותר ויותר תמיכה לרעיון שיש רמות של הכרה שאין בה מודעות, יש מקום לבחון אותן. האם הן עצמאיות ומשמעותיות כשלעצמן?

רן חסין במאמרו המקיף על היכולות הקוגניטיביות הרבות במצבי חוסר ההכרה המודעת: Yes It Can: On the Functional Abilities of the Human Unconscious[24] , טוען כי ההבדל בין פעילות הכרתית לפעילות לא-הכרתית הוא בתהליך, בפרוצדורה, ובדרכי הייצוג, באופן היישום וההוצאה לפועל של הפעילות, שפועלים דרך רשתות מוחיות שונות.

The novelty here is the postulation that the same functions can be carried out consciously and nonconsciously and that their cognitive and brain implementations may sometimes differ. This postulation should not be taken to imply that there are two different and distinct mind–brain systems—one conscious, the other not—that perform cognitive functions independently of each other. This multitude of minds–brains seems unlikely given what we know about evolutionary pressures. Conscious awareness, rather, is seen here as a contingent property of fundamental functions.

 

השאלה שהמחקר מוסיף ושואל בהקשר של עיבוד קוגניטיבי לא מודע, היא האם בכלל יכולה להיות הכרה ללא שימת לב מכוונת (attention) לאובייקט? נראה, לפי המחקר, כי אדם יכול לשים לב למשהו גם אם הוא לא 'מכיר' בו, לא מודע לו.[25] וזה מביא אותנו למושג 'אוטומטיות' אותו מזכיר גם John Frederick Kihlstrom במאמרו unconscious cognition [26]. שם הוא מתאר פעילות קוגניטיבית המתבצעת ללא שימת לב מכוונת, היא מוטבעת באדם כהרגל, היא יעילה ונעשית ללא מאמץ, איננה מתנגשת עם פעילות קוגניטיבית אחרת ומוכרת רק בדרך של הסקה ולא בצורה ישירה. (attention, then, is neither necessary nor sufficient for consciousness.) הוא מתאר תפיסה שלא עוברת את סף התפיסה המודעת, זיכרון שאיננו זמין להכרה, למידה תת-הכרתית הנובעת מחוויה המשנה את המידע בצורה לא מכוונת, מחשבות אוטומטיות אינטואיטיביות וכו'. חסרונו של המאמר, לדעתי ולענייני, הוא שהוא דן במושגים כלליים (זיכרון, למידה, מחשבות) במקום במנגנונים קוגניטיביים ספציפיים ומובחנים יותר. החיבור בין פעולות אוטומטיות לפעולות תת-הכרתיות איננו מספק את זווית הראיה שלי. אני טוען שיש פעילות תת-הכרתית שונה, מהותית יותר ושלימה כשלעצמה. האוטומטיות, לדעתו, משרתת את המודעות וההכרה, מעלה תכנים למודע, וזה לא מה שאני מחפש. ובכל זאת, חשוב וראוי לציין שהוא מזכיר את הימצאותן של חוויות לא מודעות (כמו למשל תת-ההכרה מבית מדרשו של פרויד – תשוקות, אגרסיות פרימיטיביות וכו') היכולות ליצור מחשבות ופעולות לא מודעות, וגם הן מתבצעות בפעילות קוגניטיבית שאיננה מצריכה הכרה עירנית מלאה. יתכן כי פעולות קוגניטיביות הקשורות למצבים אלו מעידות על פעילות ברמה אחרת של מנגנונים קוגניטיביים, רמה הקרובה יותר להבנה שלי אודות הרמות השונות של ההכרה.

בפעילות הקוגניטיבית האוטומטית דנים בצורה מדוייקת יותר  Simon van Gaal , Victor A.F. Lamme [27]. כבר בתקציר המאמר הם כותבים: prefrontal cortex can be activated unconsciously. במאמרם הם מתארים מחקרים רבים שבהם מידע לא מודע שאיננו הכרתי הפעיל אזורי מוח אחוריים וקדמיים בקליפת המוח שהשפיעו על תפיסה, רגשות, פעולות מוטוריות וקבלת החלטות. למרות שהם דנים בפעילות של עיבוד מידע בקליפת המוח, נראה בהמשך כי תהליכים אלו קשורים לפעילות קוגניטיבית באזורי גזע המוח "העולה" גם לקליפת המוח. הדגש כאן הוא ביכולת של המוח להפעיל תהליכים שאינם הכרתיים-מודעים.

הם גם מדגישים כי פעילות top-down של קליפת המוח (שרק חלקה כוללת הכרה מלאה) משפיעה על גירויים לא מודעים. שימת לב מרחבית וזמנית, התכוונות, קביעת התייחסות, כל אלה הם פעולות "מלמעלה" על גירויים "אוטומטיים". פעולות אלו מעצבות את הפעילות האוטומטית, שממשיכה להיות לא מודעת. הם שואלים יותר מזה, האם גם פעילות כזו של top-down של הקורטקס יכולה להיות, היא עצמה, לא מודעת? בתשובתם החיובית לכך הם מתארים מחקרים בהם גם הקורטקס הקדמי יכול להיות מופעל ללא הכרה. לטענתם, כדי שתהיה הכרה מלאה צריך אינטראקציה של אזורי מוח נוספים המזינים זה את זה. לפיכך, הם מזהים פעילות קוגניטיבית תת-הכרתית רבה שמפעילה גם את הקורטקס, אך כדי שתהיה הכרה ותודעה מלאה צריך אינטראקציה חוזרת ונשנית (הכוללת לולאות פידבק) בין כמה וכמה אזורי מוח. הכרה ומודעות עירנית מלאה נוצרת על ידי  dynamic recurrent interactions between brain regions, facilitating long-lasting communication.

(ראה שוב את התאור של Hot zone  כ"מקומה" של ההכרה במאמר הנזכר לעיל Christof Koch, Marcello Massimini, Melanie Boly and Giulio Tononi. 2016..Neural correlates of consciousness: progress and problems.)

 

נסכם באמצעות מאמר חשוב של Sid Kouider, Vincent de Gardelle, Je´roˆ me Sackur and Emmanuel Dupoux[28] בו הם טוענים טענה מהותית ורחבה (שגם מציעה כיוון פתרון לניגוד בין 'הבעיה הפילוסופית הקשה' – החוויה ההכרתית המלאה, או 'התופעה ההכרתית' על פי נד בלוק- לבין 'הבעיה הקלה' -המנגנון העצבי- בעזרת המושג של רמות של הכרה). טענתם היא כי החוויה ההכרתית המלאה יכולה להיות מוסברת על ידי המנגנונים הקוגניטיביים (הניתנים ל"תרגום" למסלולים עצביים) המעידים על רמות שונות והיררכיות, הכוללות קליטה ועיבוד לא מודע (גם כאלה המתרחשים ללא שימת לב מכוונת) המופעלות ומבוקרות על ידי תהליכים מלמעלה למטה (top – down) של ציפיות, בקרה ומשוב, ובדיקת השערות. תהליכים אלו יוצרים תודעה והכרה חווייתית המכילה חומרי זיכרון שיוצרים תבניות חוויה מלאות המכילות תוכן רחב יותר מהגירויים הנוכחים עתה, והנקלטים ברגע נתון. כלומר, התבניות הללו נוצרות מאינטגרציה של מנגנונים עצביים המנוהלים "מלמעלה". [29]

“both neurobiological and philosophical dissociative accounts share the assumption that a fundamentally inaccessible form of consciousness exists.”

כלומר, כדי להגיע להכרה מלאה יש להפעיל שימת לב מכוונת ומנגנוני בקרה מלמעלה לתהליכי קליטה ועיבוד המתרחשים ברמות היררכיה "נמוכות" יותר שאינן מודעות. אל רמות אלו אני רוצה להסב את שימת הלב במאמר זה.

 

ראוי להזכיר שוב שהמושג רמות של הכרה נוגע בסוגיה נוספת. כנזכר למעלה, ידועה הגישה הטוענת כי הכרה ותודעה היא עניין כמותי. ההכרה נמצאת, בכמות מסויימת, בכל תהליך של העברת מידע (ראה [30]Panpsychism ) התאוריה של האינטגרציה של המידע (של ג'וליו טונוני Tononi ואחרים) טוענת כי ההכרה היא ארגון עצמי הדדי של כמות מידע היוצר אינטגרציה. גם כמות מעטה של מידע כלול תחת המושג הכרה, אך היא מתוארת כהכרה מועטה. ההכרה יכולה להמדד כמותית ביצורים שונים (גם מכניים) על פי יכולת האינטגרציה של ייצוגים נבדלים.[31] על פי דעה זו אין הבדל איכותי בין רמות הכרה שונות. על פי תפיסה שונה, הקרובה יותר להבנתי, אכן יש רמות איכותיות שונות של הכרה. אפשר עקרונית  לטעון כי רמות ההכרה הכמותיות הן אך ורק מנגנון המכין את ההכרה המרובה והמלאה, הן אינן עצמאיות ומשמעותיות כשלעצמן, אך להבנתי, לא כך הדבר.

 

 

עיבוד מידע ופעילות קוגניטיבית בשינה

יש עיבוד מידע בשינה

המאמר: Inducing Task-Relevant Responses to Speech in the Sleeping Brain [32]

מתחיל במשפטים הבאים :

Falling asleep leads to a loss of sensory awareness and to the inability to interact with the environment. While this was traditionally thought as a consequence of the brain shutting down to external inputs, it is now acknowledged that incoming stimuli can still be processed, at least to some extent, during sleep.

אמנם לניסויים המתוארים במאמר ישנן חסרונות המצמצמות את המשמעות של עיבוד מידע בשינה. (הנבדקים נתבקשו להמשיך את אותה משימה שניתנה להם בזמן סמוך, כשהיו עירנים. ועוד חסרון: מדובר על ניסויים שמתארים עיבוד מידע בשלבים הראשוניים בלבד של השינה[33].), ובכל זאת, המאמר הזה ומאמרים שהוא מפנה אליהם, מעידים על היכולת העקרונית של עיבוד מידע לשוני-סמנטי[34] , שמיעתי[35], ומוטורי בשינה. ויותר מזה, המאמר (זה, ואחרים שהוא מפנה אליהם) מעיד על יכולת של קישורים אסוציאטיביים של מידע, כלומר על תהליך של למידה. למידה זו מצביעה על כך שיש בשינה לא רק קליטה והבנה, אלא גם יישום ביצועי עקרוני, למרות שאיננו מבוצע בפועל בהתנהגות חיצונית.[36]

אבל האם יש גם עיבוד מידע בזמן שנת NREM, בזמן slow wave sleep שנחשבת כשינה ברמת הכרה נמוכה יותר?

נראה שכן.

בעבודת הדוקטורט של  Thomas Andrillon (הערה 36) הוא מבחין בין שנת NREM קלה לעמוקה, ומראה שיש הבדל בעיבוד מידע בין שתיהן. (שם עמ' 194). לטענתו עיבוד מידע קיים ואפשרי בשנת NREM קלה, אבל הוא מתבטל בשלב העמוק של השינה. ובכל זאת הוא מתאר את מהלך הכניסה לשינה של גלים איטיים שמתחילה כפעולה גלובלית ומקיפה במוח, וממשיכה כפעולה חלקית, מקומית ומקוטעת. לפיכך, היחסים בין עיבוד מידע לשינה עמוקה הם מורכבים ויש שוני בין עיבוד מידע חלש בשינה עמוקה נרחבת למצב בו יש עיבוד מידע המתאפשר "במרווחים" בין החלקים של השינה העמוקה, של הגלים האיטיים.[37]

מצב דומה של למידה בזמן מוגדר בתוך slow wave sleep נמצא גם במחקר של חוקרים משוויץ.[38] הם בחנו למידה של צירוף מילים בזמן שינה של הגלים האיטיים ומצאו שיש נקודות זמן (peaks) בהן אכן אפשרית למידה כזו.[39]

 

עבוד מידע הוא אינדיקציה לפעילות קוגניטיבית, היא הצד הגלוי של הפעילות הקוגניטיבית.

 

פעולות קוגניטיביות חלקיות בשינה

האם ההכרה נעלמת בשינה? שאלה זו נשאלת בעיקר בהקשר של שינה ללא חלומות (שהרי, בפשטות, החלומות, נתפסים כסוג של תהליך הכרתי). מקובל להגיד כי ההכרה נעלמת בשינה עמוקה ללא חלומות.  Jennifer M. Windt, Tore Nielsen and Evan Thompson חולקים על כך.[40] הם טוענים כי שלבי השינה השונים כוללים חוויות מנטליות מסוגים שונים. הם מתארים שלושה סוגים של חוויות מנטליות שאינן חלומות:  Non-Immersive Imagery and Sleep Thinking שהן חוויות שאינן מציגות תמונה וירטואלית חיה, סיפורית ודינמית. (לא ממש ברור לי מה זה בדיוק.) Perceptual Experiences and Bodily Sensations שהן תחושות גופניות ותפיסתיות (למשל, כאלה היכולות להתפרש בהמשך ככאב) שחלקן יכולות לנבוע מגירוי פנימי ולא דווקא ממשהו הבא מבחוץ. (אולי בדומה לאמוציות של דמסיו.) ולבסוף: Selfless’ States and Contentless Sleep Experiences'. תחושת תוכן לא מוגדר וברור, ובכל אופן האדם הישן מרגיש (גם אם בדיעבד, לאחר שהתעורר) שמתרחש אצלו משהו. עם כל אי-הבהירות, המעורפלות והקושי להגדרה ברורה, כזו שתאפשר גם ביצוע ניסויים, נראה, בכל זאת (וגם מחוויה אישית שלי) כי אכן יש פעילות מחשבתית-קוגניטיבית-רגשית-וגופנית, בעלת משמעות, בשינה. דבר זה מעלה שוב את הדיון על רמות של הכרה, ומנסה  למיין, בצורה שונה, רמות אלו גם בשינה.

הכותבים תומכים בקיומן של חוויות מנטליות אלה מתוך מחקרים שנעשו בכמה תחומים: קליטה חושית, עיבוד זיכרון, עיבוד ריגשי  ולמידה, כולם מתרחשים בשינה והם אינם בהכרח קשורים ל REM sleep. ויותר מזה, הם מתארים תהליכי שינה ועירות חלקיים שמתרחשים באזורי מוח שונים שיכולים להסביר פעילות הכרתית-קוגניטיבית בחלקי מוח אלה. כדי לחקור תהליכים מנטליים המתרחשים בשינה הם קוראים ליצור מיון מדוייק יותר ועדין יותר של מצבי השינה השונים ויחסם למצבי ההכרה השונים.[41]

גם סילוינה הורוביץ (ואחרים) מחזקים את הנתונים על פעילות מוחית מוגברת בזמן שלבי השינה "העמוקים".[42] הם מזהים פעילות מוגברת של אזורים אחוריים של המוח שאינם פעילים במצבים של מודעות עצמית הכרתית, אבל מהווים מרכיבים חשובים של ההכרה הפועלים יחד עם   posterior cingulate/precuneus. פעילות כזו יכולה להעיד, למשל, על יכולת של התמצאות במרחב.

 

במחקרים נוספים מסתבר יותר ויותר כי שינה איננה פעולה אחת כוללת, אלא היא פעילות מקומית ונקודתית, ולכן ההכרה בשינה איננה מצב כולל גם הוא. טונוני ואחרים (ובהם, יובל ניר) פרסמו מאמר מקיף: Sleep and Consciousness[43].

הם כותבים שם:

The demonstration of local sleep changes the traditional view of sleep as a monolithic, all-or-none behavioral state and suggests that mixed and dissociated states are not just found in pathological conditions…… increasing evidence suggests that different brain regions may be in different states at the same time

it has been proposed that sleep may be fundamentally a local property of neuronal ensembles and that behavioral sleep emerges only when local sleep emerges over sufficiently large cortical regions (p 160-161).

הם מזכירים מחקרים המצביעים על כך שבזמן NREM sleep יש שינוי בארגון ההיררכי של פעילות מוחית נרחבת לפעילות של יחידות מוחיות נפרדות וקטנות יותר. עמ' 149:  During NREM sleep, brain activity is thus characterized by a modification of the hierarchical organization of the brain’s large-scale networks into smaller independent modules (ההדגשה שלי – ד.ש)

והמסקנה שלהם היא

complete loss of consciousness during sleep is the exception rather than the rule, and many awakenings yield dream reports, suggesting that during much of sleep thalamocortical circuit may retain a high capacity to integrate information

ואכן לקראת סוף המאמר הם רומזים לאפשרות כי ההבדל בין חלקי ההכרה בשינה להכרה המלאה בעירות הוא ברמת הארגון של חומרי ההכרה, ארגון היוצר את המשמעות וההבנה העירנית הכוללת המוכרת. כלומר, בשינה מתרחשים תהליכים קוגניטיביים הכרתיים חלקיים ומשמעותיים כשלעצמם,[44] וההכרה המלאה בעירות היא שונה בעיקר באופן וברמת האירגון של תהליכים אלו. (דבר זה מעלה את השאלה, שלא נדון בה עתה, האם יכולה להיות בשינה גם מודעות עצמית רפלקטיבית?)

 

שינה של עוברים ותינוקות

נראה שתהליכים קוגניטיביים הקשורים להכרה מתרחשים גם בעוברים.

לארה ווירנגה ואחרים מתארים במאמרם (החשוב) את ההתפתחות הפיזיולוגית של המוח בעוברים.[45] תהליך החיווט העצבי מתחיל כבר בימים הראשונים לאחר העיבור וצובר תאוצה בין השבוע הרביעי לשבוע ה- 12 בהריון. תהליך זה מתחיל מאזורים המתפתחים לגזע המוח ומתפשטים לאזורים מהם מתפתחת קליפת המוח, הקורטקס. מהשבוע ה- 12 מתחילה נדידה עצבית (neural migration) היוצרת מסלולים עצביים, דבר הממשיך שבועות רבים. החל מהשבוע ה-16 מתרבים במהירות החיבורים הסינפטיים ובמקביל מתרחש מוות מתוכנן של תאי עצב (apoptosis). תהליך זה מלווה (החל מהשבוע ה-28 להריון) בקביעת מסלולים עצביים יעילים באמצעות מעטפות המיילין (myelination), דבר שנמשך לאורך כל חיי האדם. בשבוע ה-28 מספר הנוירונים גדול ב40% מאשר מספר הנוירונים אצל אדם מבוגר, ומספר הקישורים הסינפטיים עולה באופן דרמטי עד לשיא בשבוע ה-34, שבו כ-40 אלף (40,000) קישורים סינפטיים נוצרים מדי שניה!

אפשר לסכם את דבריהם בנוגע לעוברים (המאמר ממשיך לתאר את התפתחות המוח לאורך כל חיי האדם) במשפט: "רוב ההתפתחות המוחית מתרחשת ברחם". יחד עם זאת הם מדגישים כי רוב יצירת המסלולים העצביים, בתהליך המיילינזציה, מתגבשים אחרי הלידה. דבר זה מעלה קושי להגדיר תהליכים קוגניטיביים מלאים ומגובשים המתרחשים אצל עוברים. אמנם מסלולי החישה ולאחריהם מסלולי התנועה והפעולה ולאחריהם הקישורים האסוציאטיביים מתחילים להתגבש כבר ברחם, אבל קשה להגדיר כישורים קוגניטיביים המגובשים לפני הלידה וחודשים רבים אחריה. (הכותבים מתארים עליה של 150% של החומר האפור במוח בחודשים הראשונים אחרי הלידה ועליה רק של 10% בחומר הלבן –המיילין – בחודשים אלו.) למרות הקושי הזה אני מתיימר לנסות לתאר פעילות קוגניטיבית, אפילו בשלביה הראשונים, המתרחשת אצל העובר. אולי יש מקום לבחון ביתר קפידה את היחס בין המיילינזציה לבין התפקוד הקוגניטיבי. אולי המצב של מסלולים "פתוחים" יותר וגמישים יותר ללא המיילין, אינם סותרים תהליכים קוגניטיביים ראשוניים ובסיסיים.

טומלסקי (Przemyslaw Tomalski) במאמרו Cognitive neuroscience מציג 3 גישות תיאורטיות המסבירות את הקשר בין ההתפתחות המוחית לבין הפעילות הקוגניטיבית, וכולן רלוונטיות גם לתהליכים הקוגניטיביים אצל עוברים.[46]

הגישה הראשונה היא 'הבשלה ביולוגית' (Maturational perspective) המתארת את ההתפתחות של היכולות הקוגניטיביות כמושפעת מהתפתחות המסלולים העצביים במוח, התפתחות הנתונה והמתוכננת מראש במטען הגנטי (שהביטוי הבולט שלה היא התפתחות מעטפות המיילין על שלוחות העצב). הגישה השנייה קושרת בין ההתפתחות המוחית לשימושים הקוגניטיביים. הפעילות הקוגניטיבית היא המניעה את ההתפתחות של מערכת העצבים. (Skill-learning perspective). שימוש קוגניטיבי שונה גורם להתפתחות שונה. השלישית מדגישה את השילוב הגנטי של אזורי מוח ורשתות פעולה היוצרות את הארגון המוחי המשפיע על הפעילות הקוגניטיבית. (Interactive specialization perspective) כל הגישות הללו שמות דגש על ההתפתחות המוחית-קוגניטיבית מראשיתה העוברית.[47]

על פי הגישה 'השימושית',Colwyn Trevarthen  ו Jonathan Delafield-Butt מתארים, גם הם, את ההכרה כפעילות מחשבתית המפעילה תנועה לצורך מימוש מטרה.[48] הכרה איננה רק הפעלת ייצוגים מופשטים וסמליים כאמצעי לתקשורת, אלא, הדגש הוא על הדחף הגופני לפעולה בצפייה לתוצאות. מקור ההכרה הוא הפעילות המוטורית לקראת מטרה.[49]  ככזו, הם אומרים:

Human Self-awareness is generated within an active and perceptive body from early fetal stages, and develops after birth in experience with affective appraisal and in intimate communication of purposeful experience with familiar companions.  The special powers of cultural consciousness that grow from infancy can be understood in light of new information on life functions that develop before birth.

Consciousness as ‘acting with knowledge’ requires a nervous system that regulates prospective perception in intentional engagement with the world. The neural systems that integrate internal sensory information for the whole body develop in the embryo during the first eight weeks of gestation. They integrate sensory information in coordination with the impulses of a motor system and are capable of selecting and structuring perceptual experience in the time of self-generated, goal-directed action. By fourteen weeks, the fetus demonstrates prospective awareness and intentional motor control of a ‘primary human consciousness’.

הכותבים מציגים את המקור המוחי של הפעילות ההכרתית (תנועה גופנית לצורך מטרה) שהוא sub-cortical, stem parts of the brain. משם, עם תוספת של יכולות קליפת המוח לשמר פרטים של ניסיון חיים, מתפתחת ההכרה ליצירה "מדומיינת" של ייצוגים מופשטים וסמליים שמתפתחים בהמשך ליכולת לשונית של הכרה בוגרת היוצרת "סיפורים משמעותיים".

 

כידוע עוברים ותינוקות מבלים זמן רב בשינה. האם גם בשינה שלהם מתרחשים תהליכים קוגניטיביים? ואולי אפילו  השינה שלהם מיועדת לפתח יכולות קוגניטיביות אלה?

מכיוון שההנחה המקובלת היא שמערכת החיבורים העצביים המרובים בקליפת המוח עדיין "לא בשלה" אצל תינוקות ועוברים, נשאלת השאלה: האם הפעילות הקוגניטיבית שלהם, מקורה בפעילות של אזורי מוח "ראשוניים", אלה הקרובים יותר לגזע המוח והמפקחים גם על מנגנון השינה והעירות?

אמנם כך אומרים HUGO LAGERCRANTZ AND JEAN-PIERRE CHANGEUX, אבל אין הם מבססים את אמירתם בצורה מלאה ומוכחת.

The fetus is mainly asleep, although it shows vigorous continual activity, including breathing, eye openings, and facial expression. Yet, most of these preprogrammed movements are from subcortical origin.[50]

השאלה היא, אם כן, האם קיימת אצל עוברים ותינוקות הפעילות הקוגניטיבית שאתאר בהמשך, ובאיזה אופן היא קשורה לשנתם?

 

 

מהם מרכיבי ההכרה בשינה? הצעה לקוגניציות ראשוניות הנבנות ברמת הכרה טרום מודעת בשינה 

בדברים הבאים אסקור כמה תחומים הכרתיים-קוגניטיביים שלהערכתי פועלים גם בשינה.

סקירה זו היא ראשונית בלבד ונותנת "טעימות" ראשונות של המרכיבים הנסקרים. כל מרכיב מזמן בדיקה עמוקה ורחבה של המחקרים והספרות המקצועית בתחום, וכן עריכת מחקרי מעבדה ו"שדה" כדי לבסס את הטענות הכלליות המועלות בהמשך. לפיכך, הדברים שלהלן הם רק בגדר של מחשבות שלי הדורשות עבודה עתידית רחבה הרבה יותר.

 

הבנה של המגע של הגוף שלי עם העולם: תחושה מרחבית 

אנחנו, קודם לכל, גוף הנמצא במרחב. גוף, שהתפקוד המרכזי שלו הוא תנועתי. החיים שלנו מתרחשים בתנועתיות שלנו.

תחושה מרחבית נוצרת מתוך תנועה במרחב. כיוונים, כמו למעלה ולמטה, מרחק התנועה (הקשורה לאורך הידיים והרגליים שלנו), עוצמת התנועה, כל אלו (המושפעים מהגרביטציה של כדור הארץ) קובעים את התחושה הפנימית שלנו במרחב. עיבוד המידע הזה, בהקשר תנועתי, היא פעילות מיחשובית בעלת משמעות רבה להתנהלות שלנו. זוהי פעילות קוגניטיבית המתרחשת בעירות אבל גם בשינה. טענתי היא כי לפעילות הקוגניטיבית בזמן השינה משקל גדול בתהליך המחשובי הזה. אבל, היכן בשינה יש תנועה המאפשרת עיבוד של התחושה המרחבית?

כאן צריך לעשות שתי הבחנות: האם התנועות בשינה מתרחשות בשנת rem, או בשנת sws? ואבחנה נוספת בין תנועתיות שונה בשינה של בוגרים ושל ילדים/תינוקות/עוברים, שככל הנראה נעים יותר בשינה מאשר בוגרים. נראה כי אצל צעירים, ובמיוחד אצל עוברים (שישנים זמן רב), מתרחש השלב החשוב יותר של למידת התחושה המרחבית, ולפיכך אצלם הפעילות הקוגניטיבית המתאימה, מרובה יותר. האבחנה שצריך לעשות לגבי התנועה של העוברים היא האם התנועות הן מכוונות (לא בהכרח מתוך "רצון" הכרתי), או ספונטניות/רפלקסיביות? ובכל אופן נראה כי אלה ואלה הן פעולות בעלות משמעות קוגניטיבית.

תנועות העובר ברחם מתחילות כבר בשבוע ה-8 להריון, ובשבוע ה-14 יש כבר התמתחויות, התכווצויות, סיבובים, מציצות ופיהוקים. נראה כי אלו פעולות רפלקסיביות המונחות על ידי חוט השידרה. עם ההתפתחות המוחית והחל בשבוע ה-18 להריון מחליפות תנועות מכוונות את התנועות הרפלקסיביות הנעלמות אט אט עד החודש השמיני שלאחר הלידה. אבל גם אצל תינוקות צעירים ובמשך כל חיי האדם ממשיכות להתקיים בשינה תנועות קצרות ומהירות שנראות כתנועות רפלקסיביות לא רצוניות. [51]

מהו התפקיד הקוגניטיבי של תנועות אלו?

במחקר עדכני שנערך בחולדות, ימים בודדים אחרי ההמלטה שלהם, נמצאה חשיבותם הגדולה של myoclonic twitches, תנועות קצרות ופתאומיות ולא מכוונות מטרה של שרירים ואיברים בזמן שנת rem. גם תנועות של שרירים וגם תנועות של זיפי השפם (שממלאים תפקיד חשוב אצל מכרסמים לזיהוי התנועה בסביבה), נמצאו מתאימים להתפתחות המערכת הסנסו-מוטורית של החולדות. תנועות ספונטניות בזמן שנת rem מניעות פעילות באזורי מוח המעבדים את התנועתיות של החולדה.

We have reviewed evidence here that one of the functions of active sleep in early infancy is to facilitate the expression of neuronal oscillations and oscillatory coupling in the sensorimotor system. Specifically, the evidence thus far indicates that sensory feedback from sleep-related twitches drives precisely timed oscillatory activity across the sensorimotor system, thereby contributing to that system’s activity-dependent development. active sleep is necessary for the expression of functional connectivity upon the emergence of…..continuous oscillatory activity in networks involving both forebrain and brainstem structures[52]

במחקר של תנועתיות של אנשים בוגרים שמרוכז סביב השאלה האם וכיצד שינה משפרת ביצועים, מגיעים הכותבים למסקנה כשמו של המאמר Sleep improves the variability of motor performance.[53] והם כותבים שם:

Thus, these results support the notion that sleep is important for achieving skilled, low-variability   performance, an effect that is not achieved through additional training sessions

כאן נכנס המושג פרופריוספציה proprioception.

פרופריוספציה היא חישה עצמית של הגוף ביחס לאיברי גוף (חיצוניים ופנימיים) ולמרחב ולעצמים שבמרחב. היא יוצרת מיפוי סנסו-מוטורי של הגוף בסביבתו. היא "מחשבת" את עוצמת פיזור המסה והכוחות הפועלים על אברי הגוף ואת האינטראקציה בין אברי הגוף המתפקדים על פי מטרה מתוך שימת לב לסביבה. היא מעריכה את הגודל, הצורה והמבנה של העצמים בסביבה ומחשבת את הכוח הדרוש לתנועת אברי הגוף השונים ביחס לעצמים אלו. שילוב בין הפרופריוספציה, הראיה ומערכת האיזון באוזן הפנימית (הקשור מהותית לכוח הגרביטציה), "המחושבים" באזורים המוקדמים אבולוציונית שבגזע המוח, מנהלים את התנועתיות של האדם.

ואכן יש מי שמציע כי התפקיד המרכזי של השינה הוא כיול התנועתיות של בעלי החיים ובכללם האדם.

…..calibrating the sensors against baselines and standards, then with one another, and finally readjusting the connections between instruments and moving parts. It follows that the animal body and its sensors will also require regular calibration of sense organs and readjustment of brain–body connections which will need to be carried out while the animal is not in functional but in calibration mode. I suggest that this is the core function of sleep.[54]

 

גם מחקרים שנעשו על אנשים שעברו פגיעה מוחית (למשל stroke) מחזקים את הקשר בין שינה לתנועה.

מציגים מחקר שמתאר תהליך של שיחזור זיכרון תנועתי באנשים  [55] Christel Gudberg and Heidi Johansen-Berg

שעברו שבץ מוחי. אמנם המחקר מדגיש את ממד שיחזור הזיכרון התנועתי, אבל מתאר גם את תפקיד השינה בעיבוד של התנועתיות המתרחשת בעירות. הכותבים מתארים תהליך של עיבוד התנועתיות (והזיכרון בכלל) בזמן שנת הsws.

Moreover, studies have shown that markers of synaptic potentiation, for example, following motor learning, are associated with a subsequent increase in sleep slow wave activity in both animals and humans

בשינה יש שילוב של פעילות מוטורית-קוגניטיבית "לומדת" (מלמטה) לבין פעילות קוגניטיבית משחזרת (מלמעלה). המאמר מראה את הקשר והאינטראקציה בין תנועתיות חדשה הנלמדת בשינה ולא רק כזו המזכירה את התנועתיות שנרכשה בעירות. אם עד כה הדגשתי את הפעילות הקוגניטיבית "המלמדת" תנועתיות בזמן שינה, חשוב גם להראות את עיבוד התנועתיות שנלמדת בעירות ומעובדת בשינה.

מושגים רלוונטיים נוספים הם תאי מיקום (place cells) תאי רשת (grid cells) הקשורים לייצוג המרחב במוח.

כיצד המוח מייצג את המרחב שסביבנו בו אנו נעים ומתפקדים, נידון כבר כמה עשורי שנים. תאי מוח אלה זוהו בעיקר בהיפוקמפוס ב Entorhinal cortex.[56] . אמנם במחקרים הללו אין כמעט התייחסות לשינה ולתפקידה בייצוג המרחב, אבל במאמרם של Moser ו Kropff הם כותבים:

Cells that are coactivated in the hippocampus during awake behavior continue to exhibit correlated

………activity during sleep episodes subsequent to behavioral testing

Such replay or reactivation is associated with hippocampal sharp waves, which are bursts of  synchronous pyramidal-cell activity during slow-wave sleep and awake rest ……

The correlation of sharp waves in CA1 and upstates in the neocortex suggests interaction between these brain areas during sleep …Reactivation of place cell discharges is observed not just during sleep. (pp 79)

 

אני מבקש לחזור לרגע למושג תנועתיות מכוונת ולעלות דרכו את השאלה של פעילות קוגניטיבית בסיסית כפעולה המגולמת בגוף שאולי איננה מצריכה שימוש בייצוגים סמליים (בקליפת המוח) ובכך מחזירה את הכבוד האבוד של כוונה, רצון, מטרה, ניבוי (ואולי עוד מושגים המשוייכים לעולם הנפשי-פסיכולוגי המפותח) לממד הגופני ואולי גם לגזע המוח.

אעשה זאת בעזרת המאמר הארוך והמקיף, ובעל האווירה המעט פילוסופית, של Jonathan T. Delafield-Butt, Nivedita  Gangopadhyay [57]

המושג התכוונותיות או כוונה (intentionality) נשען על דבריו של הפילוסוף והפסיכולוג האוסטרי פרנץ ברנטנו (Franz Brentano 1838 – 1917). ברנטנו טוען כי האבחנה בין המנטלי לפיזיקלי היא ההתכוונותיות. ההתכוונותיות היא היות מכוון כלפי אובייקט (ממשי וגם דמיוני), היא מוסיפה לסביבה הפיזית ממד שאיננו חומרי. כל מצב פסיכולוגי-מנטלי נסוב על אודות משהו ויוצר 'חוויה סובייקטיבית'. (המחזירה אותנו לאחת ההגדרות המינימליות של ההכרה והתודעה שהוזכרה בתחילת דברי.[58]) הפנייה כלפי אובייקט היא אירוע פנימי והיא הבסיס המתפתח, בצורתו המלאה, למודעות עצמית רפלקטיבית.

Delafield-Butt ו Gangopadhyay-מסבירים במאמרם כי שליטה מוטורית מכוונת, טרום מודעת וטרום מושגית, קיימת באדם עוד בהיותו עובר, והיא מונחית על ידי ציפיות לתוצאות. לדעתם, נראה שקיימת דומות ורצף מבני בין הופעתה של ההתכוונותיות בעוברים לבין התבנית של מצבים תודעתיים של כוונה המכוונת לתוכן אצל בוגרים, והמהווה בסיס לתודעה בכללה. בכך הם מרחיבים את משמעותה של התנועתיות ואומרים שהיא מהותית לכל פעילות קוגניטיבית. כל פעילות קוגניטיבית מבוססת על ציפייה לתוצאה עתידית בלתי נוכחת בהווה, על ניבוי, והתבנית של פעילות לשם תוצאה נמצאת כבר בתנועותיו של העובר ומתפתחת ליכולות קוגנטיביות המשלבות זיכרון, תכנון והמשגה מופשטת.

Sensory experiences and higher order cognitive states do not just happen to the cognizing subject, they are generated by an embodied agent’s active engagement with the experienced world…..

Thus, these early movements serve important biological as well as psychological mechanisms, adjusting tissue growth and neural connectivity, and generating experiences for learning

המחברים מקשרים את התנועתיות המכוונת אל אזורי מוח "ראשוניים".

spinal column, brain stem, and mid-brain, where connectivity to limb musculature is already established, must be responsible for these first prospectively controlled actions of the limbs…..

brain stem complexity, capacity for integration of information, decision-making, learning and memory has become substantiated though a recent and growing body of literature, based on clinical and comparative neurology, neuroscience, and neuropsychology, to present a new perspective of brain stem function that recognises its capacity for these so-called higher cognitive functions and its importance as a core generator of conscious agency…..

brain stem ‘‘selection triangle’’ between action selection, target selection, and motivational ranking based on the needs of the body is a linchpin of primary conscious experience.

ונסכם במשפט: Sensorimotor intentions give the framework of an embodied mind, from simple motor activity to abstract thought.

 

 

תפיסת מקצב

כותרת מאמרם של Jessica A. Grahn and Matthew Brett – " Rhythm and Beat Perception in Motor Areas of the Brain מלמדת על הקשר המוחי בין תפיסת מקצב לתנועתיות.[59] הקשר הזה מעיד קרבה בין יצירת תבנית מקצבית ליצירת תבנית תנועתית. שניהם יוצרים מחזוריות של מתח מול שחרור והרפיה. גם בתנועה וגם במקצב המרכיבים הבולטים הם רצף, משך, חזרה וסימטריה, עוצמה ומהירות. לפיכך, לא מפתיע כי תנועתיות המלווה את המוסיקה (למשל, תנועות כפות הרגליים המותאמות לקצב) היא ביטוי ותגובה מוכרת למקצב.[60] המאמר אכן מעיד על קישור מוחי בין השניים. זאת ועוד, הקישור הזה, היוצר תבנית של הטעמות של פעמות במקצב (כמו תנועה אקטיבית "מתפרצת" ואחריה הרפיה) מופעל דרך אזורי מוח פנימיים ובסיסיים יותר: basal ganglia, anterior superior temporal gyri וגם supplementary motor area.[61]

מה זה מקצב

תפיסת מקצב בשינה

תפיסת מקצב בגזע המוח

תפיסת מקצב בעוברים

. Winkler, I., Haden, G. P., Ladinig, O., Sziller, I. & Honing, H. Newborn infants detect the beat in music. Proc. Natl Acad. Sci. USA 106, 2468–2471 (2009).

 

Front. Psychol., 18 September 2014 | https://doi.org/10.3389/fpsyg.2014.01048

Rhythm perception, production, and synchronization during the perinatal period

Joëlle Provasi1*, David I. Anderson2,3 and Marianne Barbu-Roth4

 

 

Neural Entrainment to the Rhythmic Structure of Music

Adam Tierney and Nina Kraus

Journal of Cognitive Neuroscience 2015 27:2, 400-408

 

Ann N Y Acad Sci. 2012 Apr;1252:85-91. doi: 10.1111/j.1749-6632.2011.06402.x.

Without it no music: beat induction as a fundamental musical trait.

Honing H1

 

Fetal Auditory Processing: Implications for Language Development? Pages 133-152

Kisilevsky, Barbara S., PhD

 

The sensory-motor theory of rhythm and beat induction 20 years on: a new synthesis and future perspectives

Neil P. M. Todd1,* and Christopher S. Lee2

 

 

אמוציות גופניות ורגשות 

רגשות הם "חיישנים" של שינוי במצבנו, שינוי מהמצב הרגיל. רגשות הם כלי הערכה לקורה לנו בסביבתנו. הם מעיין מערכת התרעה שעוזרת לזהות שינויים משמעותיים עבורנו. תחושת השינוי מביאה לתחושת אי-יציבות המעוררת תגובה עוצמתית המזוהה כרגש. כאשר מישהו הנוהג לפנינו בולם בפתאומיות, אנו מתגייסים לתגובה מיידית: דפיקות לב מואצות, עליה בלחץ הדם, שינויים בגודל האישונים, כאבי בטן, הזעה, אלה ואחרים נקראים 'פחד'. ברור שרמות רבות של מערכת העצבים מעורבת ברגשות. אפשר לראות את הרגשות כחלק מהתפקודים הביולוגיים של מערכת העצבים. הקישור בין פעילות עצבית-גופנית לפעילות מנטלית-רגשית, הוא ברור. כבר תארתי את האמוציות שדיבר עליהם אנטוניו דמסיו שהקשר שלהם עם עולם הרגש הוא ברור. רגשות נגרמים כאשר אנו מעבדים עיבוד קוגניטיבי של מצבים גופניים.     ג'וזף לדו (Joseph LeDoux), בספרו 'המוח הרגשי'[62] מקדיש עמודים רבים לקשר בין רגש לקוגניציה. הוא מתאר שם את השרשרת: גירוי – עירור – קוגניציה מעריכה (גם לא מודעת) – הרגשה.

עיבוד קוגניטיבי המייצר רגשות מתרחש גם בגזע המוח. מכיוון שרגשות תלויים בעיבוד של מצב הגוף (Feelings reference physiological states), התהליך יכול להיות מתואר כך[63]:

Two main pathways convey information from the internal milieu and viscera to the CNS. The lamina I pathway consists of C and Aδ fibres hailing from every area of the body and carrying information pertaining to muscle contraction in vessel walls, peripheral blood flow, temperature, pain, tissue injury, pH and the levels of O2 and CO2. This pathway converges in the lamina I (posterior horn of grey matter of the spinal cord and trigeminal nucleus). From here, secondary neurons ascend and project to homeostatic centres in the brainstem (nucleus tractus solitarius (NTS), parabrachial nucleus (PBN) and periaqueductal grey (PAG)). These centres are intimately interconnected and project to the cortex (chiefly the posterior insula) largely via the thalamus. Information collected in the posterior insula is projected rostrally to the anterior insula, which engages in crosstalk with other cortical areas (such as the orbitofrontal cortex). Some lamina I pathway fibres project to the insula directly (via the thalamus), bypassing the brainstem. The vagus nerve carries information from the viscera to the NTS, which then projects to the PBN, PAG and hypothalamus. Each of these structures also projects directly to the insular cortex via the thalamus. Extensive crosstalk between the lamina I and vagal pathways permits the formation of integrated maps of body states. The area postrema (AP) directly senses the internal milieu and is intimately connected to the NTS. SC, superior colliculus.

בהמשך למחקר של דמסיו אתייחס למאמר מקיף (ורב מקורות) של Ryan Smith and Richard D. Lane[64] שמציע, גם הוא, מודל המחבר בין פעילות קוגניטיבית למצבים גופניים של רגשות. בעקבות וויליאם ג'יימס, המאמר מתאר את הקשר החזק בין מצבי הגוף ותחושותיו הראשוניות, לבין הרגשות האנושיים, שבדרך כלל משוייכים לרמה מחשבתית גבוהה.[65] המאמר מתאר, במודל שלו, איך נוצר רגש, איך הוא נקלט וכיצד הוא מעובד. (חשוב לומר כי הוא מדבר על רגש היכול להווצר מגירוי חיצוני או גם משחזור פנימי שלו.) כשמגיע גירוי מתחיל תהליך היררכי לולאתי (שיש בו משובים רבים) שניזון ממצב הגוף ושמשפיע אוטומטית על מצב הגוף באמצעות אזורי מוח הפועלים במהירות (גרעינים בגזע המוח, תלמוס, אמיגדלה). לאחריהם מתחיל עיבוד קוגניטיבי איטי יותר (שוב, שיש בו היזון חוזר רב), שמטפס עד לקליפת המוח, ומפעיל חזרה את הגוף ונותן לו (לגירוי) ערך ומשמעות. התהליך ההיררכי הזה יכול להיות, בחלקים רבים, לא מודע, מתחת לסף ההכרה המודעת. המאמר כלל איננו מתייחס לשינה, אבל הדגש על מצבי גוף לא מודעים והשפעתם על הרגשות מאפשרים לייחס זאת גם לשינה.

 

רגשות בעוברים

מצד אחד אומרים Trevarthen & Delafield-Butt[66]: There is now evidence that human emotions of pleasure and pain are expressed by the fetus by gestures of the hands and expressions of the face (Reissland & Kisilevsky, 2015).

אבל מן הצד השני אין הכרח לפרש תנועות אלה כבטוי לרגשות.

ובכל זאת נראה כי התאור המדוייק יותר של תנועות והבעות אלה המקרבים אותם לרגשות הוא:

It is rather obvious that the neonate is able to scream and cry and can even slightly lift the corners of the mouth as if smiling. However, these do not appear to be true emotions (Sroufe, 1996; however, see Izard, 1991). In fact, smiling, as well as screaming and crying can be produced from brainstem stimulation even with complete forebrain transection or destruction. Hence, neonatal and premature infant ‘‘smiling’’ or distress reactions to noxious stimulation (e.g. heel lance) are also likely brainstem mediated, particularly in that they may be triggered in the absence of any obvious stimulus source and following forebrain destruction or lack of development (anencephaly). However, as brainstem maturation continues in a caudal–rostral arc, at term and over the following weeks and months, the immature hypothalamus (which sits atop the midbrain), and thus the forebrain, increasingly contributes to and gains control over these behaviors.[67]

קשה בהחלט לזהות רגשות בעולמו הפנימי של העובר. כאמור, הביטוי החיצוני הוא סימן גופני הנתון לפרשנות. הדרך העקיפה שנמצאה לזהות רגשות אצל עוברים, כתהליך פסיכולוגי פנימי, היא על ידי זיהוי של הקשר בין התנאים והנסיבות שיכולים לעורר רגשות בזמן ההריון, לבין גילוי של רגשותיהם אחרי לידתם.

מרתה אן-בל ואחרים קושרים בין רגשות לקוגניציה תחת המושג 'וויסות עצמי' (self regulation).[68] We proposed that cognition and emotion, traditionally considered as separate processes, are dynamically linked and work together to process information and execute action…….. cognition and emotion development are best considered with a conceptualization that integrates the two processes to describe complex, multilevel development of self-regulatory processes.

הכותבים מחברים בין מושג ההתכוונות, שראינו קודם, לבין הוויסות העצמי. שלוש מערכות נוטלות חלק בוויסות שימת הלב המכוונת המשפיעה על הרגשות: המעוררת, המכוונת והפועלת. הוויסות העצמי הוא שליטה פנימית המערבת מחשבות, רגשות, התכוונות וביטוי חיצוני פעיל. הוויסות העצמי מושפע ממרכיבים גנטיים, אפי-גנטיים (תזונת האם בהריון, לחץ ומתח של האם בהריון, צריכת סמים וכו') המשפיעים זה על זה בזמן התפתחות העובר, והמשפיעים על דרך ההתפתחות של מערכת העצבים.[69] עוברים המתפתחים תחת מצבי לחץ ומתח מבטאים, אחרי לידתם, כעס שיכולת הוויסות והשליטה על הכעס שלהם היא נמוכה מילדים שהתפתחו כעוברים אצל אם רגועה ונינוחה.

גם שינה משפיעה על יכולת הוויסות העצמי. המאמר מתייחס בעיקר לשינה אצל תינוקות ומתאר מחקרים רבים הקושרים בין שינה לבין יכולת הוויסות העצמי.[70] לשינה יש גם תפקיד חשוב בהתפתחות מסלולי פעולה במוח המכינים את התינוק ללמידה של סביבתו ואת ההתייחסות הרגשית לחוויות שלו. המאמר אמנם איננו מדבר על השינה אצל העוברים, אך מתוך חשיבות השינה להתפתחות, אפשר להבין כי גם לשנת העובר תפקיד חשוב בהקשרים המתוארים.

 

רגשות בשינה

 

 

Consciousness without feelings cannot survive עמ’ 10

Consciousness without emotions cannot communicate עמ’11

 

 

 

האם זה קורה בשינה?

 

 

 

 

 

 

 

אבחון יחסים, כמו בין דמות לרקע

 

 

אבחון יחסי זמן – קודם ואחר כך

 

 

אבחון בין דומים

 

 

אבחון בין אני ללא אני

המחקר היכול לתמוך ביכולת הקוגניטיבית "המתוחכמת" המפרידה בין האני לאחר הוא מחקר בעוברים תאומים.

 

In the period between 14 and 22 weeks gestational age, there is development of sensitivity to distinguish the body of the self from the body of a twin other, and, as the psychiatrist Alessandra Piontelli (1992) has shown, twin fetuses display differences of temperament, which persist through childhood.

Development of consciousness Colwyn Trevarthen and Jonathan Delafield-Butt p8

 

Early Hum Dev. 2012 Mar;88(3):129-34. doi: 10.1016/j.earlhumdev.2011.07.011. Epub 2011 Aug 5.

Fetal behavior in normal dichorionic twin pregnancy.

Mulder EJ1Derks JBde Laat MWVisser GH.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378378211002349

 

 

Wired to Be Social: The Ontogeny of Human Interaction

Umberto Castiello ,Cristina Becchio,Stefania Zoia,Cristian Nelini,Luisa Sartori,Laura Blason,Giuseppina D'Ottavio,Maria Bulgheroni,Vittorio Gallese

PLoS ONE 5(10): e13199.

doi:10.1371/journal.pone.0013199

https://journals.plos.org/plosone/article/file?id=10.1371/journal.pone.0013199&type=printable

 

 

הבנת מנגנון סיבה ותוצאה

 

 

ניבוי

מה זה ניבוי?

ניבוי הוא הכנה לפעולה שנעשית מתוך אינטראקציה בין גירויים חיצוניים מהסביבה, לבין תבניות חשיבה (או מודלים מנטליים) המנחות כיצד לפעול במצב נתון. זהו שילוב של bottom-up של קליטת נתוני הסביבה, עם top-down של המודלים המסבירים ומפרשים את משמעות הנתונים והפעילות שצריכה להתבצע בנתונים העכשוויים. התהליך ההדדי הזה ניתן לתאור על פי ההסקה הבסיאנית (Bayesian inference). כלומר, הידע הקודם (תבניות החשיבה) מעומת כל העת אל מול הגירויים הנכנסים, ואנו מתקנים כל העת את השגיאות האפשריות בהבנת משמעות הנתונים. המשמעות קושרת בין פעולה (סיבה) לתוצאותיה האפשריות. זו פעולה שחוזרת על עצמה אל מול כל נתון חדש מהסביבה ומעדכנת את מה שאנו מסיקים מן הנתונים.[71] למשל, חולה המבקר אצל רופא המנסה לברר באיזה מחלה מדובר (התבנית). הרופא בוחן את תוצאות הבדיקות שנעשו לחולה, ועם כל בדיקה ובדיקה הוא מנסה לאמת או לדייק את האבחנה שלו על המחלה (התבנית). זהו תהליך רצוף המשלב את הידע הקודם של הרופא עם המידע החדש שהוא מקבל מכל בדיקה שנעשתה, וחיפוש של המערכת הסיבתית, המביאה לאבחון נכון יותר של המחלה.

האם יש ניבוי כבר אצל תינוקות ועוברים?

מכיון שראינו כי כי ניבוי הוא שילוב של תפיסה של גירויים חיצוניים מהסביבה עם תבניות קוגניטיביות שקיימות כבר במוח, נשאלת השאלה, האם גם לתינוקות צעירים ולעוברים, שאולי תבניות החשיבה שלהם עדיין לא התגבשו, יכולה להיות פעילות של ניבוי דו-סיטרית והדדית כזו?

ניסוי שנערך בתינוקות בני שנה, מצא כי קיימת אצלם יכולת של ניבוי.[72] לתינוקות אלו הושמעו גירויים קוליים לא צפויים ונבדק אופן העיבוד של גירויים אלו. במחקר זה נמצא כי התינוק מסתמך על שתי מערכות המשלימות זו את זו לחיזוי: ציפיות (תבניות), והגברה עצבית לאירועים לא צפויים. מסתבר שכבר תינוקות בני שנה משתמשים בהפרות של הציפיות הללו כסימנים ספציפיים ללמידה וחקירה של תבניות החשיבה שלהם. השאלות המתלוות לבדיקה זו הם באיזו רמת הכרה נעשית הלמידה הזו? האם וכמה שימת לב מעורבת בה? איזה אזורי מוח פעילים בזמן למידה כזו? המאמר מנסה לענות על שאלות אלו והוא מפריד בין רמות הכרתיות שונות של עיבוד המידע.

However, whether or not infants require conscious access to learn statistical relationships remains a question for future research. Indeed, it remains possible that infants rely on non-conscious mechanisms of learning, even for the mapping of cross-modal elements, while they express a conscious response to novel or surprising events.

any effects of prediction were the result of top-down mechanisms rather than sensitivity to local, low-level regularities or adaptation effects.

קיים גם מחקר שנעשה על תינוקות בני 3 חודשים בלבד.[73] מחקר זה מראה גם בני 3 חודשים מבצעים תהליכים של למידה המבוססים על הסקה בסיאנית. הם מפתחים תבניות של סדיריות ומגיבים לשיבוש בתבניות אלו באמצעות למידה. המאמר מתאר את המנגנון המוחי המטפל בלמידה כזו. האם תהליך כזה קורה אפילו לצעירים משלושה חודשים? איך והיכן הם גיבשו את תבניות החשיבה שלהם? כיצד הם עשו זאת? התשובה שאני מוביל אליה היא כי תהליך הלמידה והניבוי מתרחש כבר אצל עוברים וגם בזמן השינה. זה מה שהם עושים בשנתם.

האם יש ניבוי בשינה?

המאמר של Sid Kouider שהוזכר לעיל, מזכיר גם מחקרים שנעשו על תינוקות ישנים, והוא אומר כי גם בשנתם תינוקות מפעילים תהליכי ניבוי מקומיים ואוטומטיים. טענה זו תואמת את המחקרים שנעשו במבוגרים שגם הם מגיבים בשנתם לגירויים לא שיגרתיים, אבל הם עושים זאת ברמת עיבוד "נמוכה". ניבוי ברמה "גבוהה" יותר מצריכה הכרה מלאה יותר.[74]

במאמר תיאורטי Sleep and Dreaming in the Predictive Processing Framework מדגישים המחברים את מנגנוני הניבוי בשינה.[75] אמנם עיקר המאמר עוסק בחלומות, אבל הוא טוען כי "הארכיטקטורה הקוגניטיבית המניעה את המנגנון מתפיסה-לפעולה בערות, היא פעילה גם בשינה." גם חלומות הוא סוג של תהליך ניבוי (ללא קליפת המוח הקדמית, הרציונלית). החלומות, ללא קליטת מידע חיצוני, מנבאים תסריטים "פרועים" אפשריים רבים לכיוונים שונים.[76]

האם יש ניבוי בשינה של עובר?

מחקרים על תינוקות שזה עתה נולדו מגלים כי הם רגישים לשינויים שנעשו בגירויים שמיעתיים. הם לא רק מזהים שינויים בסולמות טונים (למשל, סטייה מרצף של צלילים עולים בגובה הצליל), אלא גם סטיות במרווחים בין צלילים.[77] לפיכך, על פניו נראה כי יכולת כזו קיימת גם כמה ימים (ואולי שבועות?) לפני הלידה.

קשה לדעת בדיוק מהי הדרך שבה נרכשה יכולת הניבוי ועד כמה היא קשורה לשינה המרובה של העוברים.

 

 

 

אבחון בין דמיון וזיכרון למציאות

 

 

 

 

 מודל פנימי כזה יכול להיות מתואר גם  במילים 'חוויה סובייקטיבית' שאיננה כוללת בהכרח גם מודעות עצמית. ראה:  [1]

Andrew B. Barron, and Colin Klein 2016. What insects can tell us about the origins of consciousness. | PNAS | May 3, 2016 | vol. 113 | no. 18. Pp 4900-4908.  https://www.pnas.org/content/pnas/113/18/4900.full.pdf.

In vertebrates the capacity for subjective experience is supported by integrated structures in the midbrain that create a neural simulation of the state of the mobile animal in space. This integrated and egocentric representation of the world from the animal’s perspective is sufficient for subjective experience. Structures in the insect brain perform analogous functions. Therefore, we argue the insect brain also supports a capacity for subjective experience.

מאמר זה מעלה את השאלה החשובה מה אנו מגדירים כהכרה. הגדרות שונות תוארו בהמשך דברי וגם אצל (ראה שם במיוחד טבלה 1):

Richard Brown, Hakwan Lau, and Joseph E. LeDoux. 2019. Understanding the Higher-Order Approach to Consciousness.

Trends in Cognitive Sciences, September 2019, Vol. 23, No. 9 pp. 754-768. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364661319301615?via%3Dihub#bb0435

[2] GL Sternbach. 2000. The Glasgow coma scale. The Journal of emergency medicine Volume 19, Issue 1, Pages 67–71

https://doi.org/10.1016/S0736-4679(00)00182-7

[3] Laureys, S. (2005). The neural correlate of (un)awareness: lessons from the vegetative state. Trends Cogn. Sci. 9, 556–559. doi: 10.1016/j.tics.2005.10.010

ראה גם אתר אינטרנט, עשיר בחומרים מחקריים, של ג'ון קילסטרום (John Kihlstrom) מאוניברסיטת ברקלי, שם הוא מציג מופעים (או ממדים או הגדרות) שונים של הכרה כמו: עירות (wakefulness), עירנות פעילה (awareness), שימת לב, פעילות של זכרון העבודה, קוואליה, התכוונותיות, ועוד.

https://www.ocf.berkeley.edu/~jfkihlstrom/ConsciousnessWeb/index.htm

[4] Dehaene S, Kerszberg M, Changeux JP 1998 A neuronal model of a global

workspace in effortful cognitive tasks. Proc Natl Acad SciUSA 95:14529 –14534

וראה פיתוח של מודל זה:

Stanislas Dehaene, and Jean-Pierre Changeux. 2011. Experimental and Theoretical Approaches

to Conscious Processing. Neuron 70, April 28, 2011. pp 200-227.

https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0896-6273%2811%2900258-3

unified self  וראה גם כיצד מודל זה מגדיר את

Ryan Smith. 2017.  A neuro-cognitive defense of the unified self. Consciousness and Cognition 48 (2017) 21–39.

https://www.researchgate.net/profile/Ryan_Smith31/publication/309591632_A_neuro-cognitive_defense_of_the_unified_self/links/5d6ce405a6fdcc547d722077/A-neuro-cognitive-defense-of-the-unified-self.pdf

[5] ניסוח אחר של פעילות ויכולות קליפת המוח מונה את הפעולות: השהיית תגובה בהתאם להקשר, תכנון ארוך טווח, המשגה, הערכה, אינטגרציה בין תהליכים, ייצוג והפשטה.

[6] HUGO LAGERCRANTZ AND JEAN-PIERRE CHANGEUX. 2009. The Emergence of Human Consciousness: From Fetal to

Neonatal Life. PEDIATRIC RESEARCH: Vol. 65, No. 3. pp 255-260.

https://www.nature.com/articles/pr200950.pdf

חשוב להעיר כי המחברים מסבירים כי השינה המרובה של העובר והתינוק הם מצבי חוסר הכרה כי "עדיין" לא בשלה ההתפתחות להכרה מלאה. כלומר השינה היא מנגנון המאפשר התפתחות, מתוך אזורים ומבנים "נמוכים" בגזע המוח, אבל אין בה מרכיבי הכרה בשלים.

בהמשך אתנגד לתפיסה זו.

וראה גם  Zelazo, P. D. 2010. Development: Consciousness from Birth to Adulthood. In Encyclopedia of Consciousness (pp. 221-229). Elsevier Inc.. https://doi.org/10.1016/B978-012373873-8.00024-4

זלאזו ממשיך לתאר את שלבי ההתפתחות שהחשוב מביניהם הוא, כאמור, המודעות העצמית והיכולת הרפלקטיבית המביאות לתחושת העצמי ובעקבותיה להבנת תחושת האחר – theory of mind.

ראה גם את נקודת המבט האבולוציונית של התפתחות ההכרה, החשיבה והמודעות האנושית בספרו החשוב של מרלין דונלד

Donald Merlin. 1991. Origins of the Modern Mind: three stages in the evolution of culture and cognition. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press.

[7]  Tim Bayne, Jakob Hohwy, and Adrian M. Owen .2016. Are There Levels of Consciousness?

Trends in Cognitive Sciences, June 2016, Vol. 20, No. 6. pp 405-413.

https://owenlab.uwo.ca/pdf/2016%20-%20Bayne%20-%20TICS%20-%20Are%20there%20levels%20of%20consciousness1.pdf

[8] Edelman, D. B., and Seth, A. K. (2009). Animal consciousness: a synthetic approach. Trends Neurosci. 32, 476–484. doi: 10.1016/j.tins. 2009.05.008

[9] Giulio Tononi, Melanie Boly, Marcello Massimini and Christof Koch. 2016. Integrated information theory: from consciousness to its physical substrate. Nature Reviews Neuroscience volume 17, pages450–461.

https://www.nature.com/articles/nrn.2016.44

וראה שם הפניות לגירסאות קודמות של התאוריה, ולספרות הענפה הדנה בה.

[10] Oizumi M, Yanagawa T, Amari S, Tsuchiya N and Fujii N (2012). Measuring the level of consciousness based on the amount of integrated information. Conference Abstract: ACNS-2012 Australasian Cognitive Neuroscience Conference.

https://www.frontiersin.org/10.3389/conf.fnhum.2012.208.00075/event_abstract

[11] כדוגמה נוספת לשינה אפשר להביא את הגדרת ה'חיים' שבמבוא לאחד מספרי הלימוד החשובים בביוכימיה (בניסוח שלי): חיים הם ארגון של מערכת רבת מרכיבים הקולטת אנרגיה, מעבדת אותה ומשתמשת בה לצורך של תפקודים מוגדרים כמו חישה ותגובה לסביבה, הכפלה עצמית ויכולת להשתנות לאורך זמן בתהליך של אבולוציה הדרגתית.    על פי איזה קריטריונים מוגדרים ומחולקים כאן מרכיבי החיים?

[12] Jang SH, Kwon HG .2015. "The direct pathway from the brainstem reticular formation to the cerebral cortex in the ascending reticular activating system: A diffusion tensor imaging study". Neurosci. Lett. 606: 200–203. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2015.09.004

[13] Damasio Antonio. 1999. The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the Making of Consciousness. New York: William Morris Agency.

.ובעברית: 2003. ההרגשה של מה שקורה: גוף ורגש ביצירת התודעה. ירושלים: מכון ברנקו וייס לטיפוח החשיבה

[14] גרוי עצבי חריג שמפורש בשלב מתקדם ככאב, נקרא כאב נוציצפטיבי. Nociception

[15] Philip Winn. 2012. Putting the brain into brainstem. Physiology News / Autumn 2012 / Issue 88. Pp. 29-32.

https://scholar.google.co.il/scholar?hl=iw&as_sdt=0%2C5&q=Putting+the+brain+into+brainstem+January+2012+P.+Winn&btnG=

[16] J. Parvizi, A. Damasio. 2001. Consciousness and the brainstem. Cognition 79 pp.135-159.

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.851.8108&rep=rep1&type=pdf

[17] Merker Bjorn. 2007. Consciousness without a cerebral cortex: a challenge for neuroscience and medicine. Behav Brain Sci. 2007 Feb;30(1):63-81; discussion 81-134.

https://pdfs.semanticscholar.org/3db9/c2f8ca0bc9d73532f2e950a1ecfe7063064d.pdf?_ga=2.192583530.1931779783.1574166524-1046779927.1506427299

[18] במאמרם של כריסטוף קוך ואחרים המנסים לאתר את הבסיס הנוירולוגי של ההכרה הם כותבים:

The brainstem reticular formation, paramedian thalamus and perhaps parts of the postero-medial cortex are likely to provide the background conditions for full consciousness. By serving as activating influences and cortical hubs, they enable effective interactions among the cortical areas that directly contribute conscious content.

Christof Koch, Marcello Massimini, Melanie Boly and Giulio Tononi. 2016..Neural correlates of consciousness: progress and problems.

NATURE REVIEWS | NEUROSCIENCE. VOLUME 17 | MAY 2016

https://www.nature.com/articles/nrn.2016.22.pdf

שם הם טוענים כי ההכרה (לפחות מרכיב העוררות ושימת הלב שבה) נמצאת ב"אזור החם":

Hot zone- A temporo-parietal-occipital zone of the posterior cerebral cortex where the best current anatomical candidates for full and content-specific neural correlates of consciousness in the human brain are located

וראה מאמר המשך:

Melanie Boly, Marcello Massimini, Naotsugu Tsuchiya, Bradley R. Postle, Christof Koch, Giulio Tononi. 2017. Are the Neural Correlates of Consciousness in the Front or in the Back of the Cerebral Cortex? Clinical and Neuroimaging Evidence.

Journal of Neuroscience 4 October 2017, 37 (40) 9603-9613;

https://www.jneurosci.org/content/jneuro/37/40/9603.full.pdf

[19]Andrew B. Barron, and Colin Klein 2016. What insects can tell us about the origins of consciousness. | PNAS | May 3, 2016 | vol. 113 | no. 18. Pp 4900-4908.  https://www.pnas.org/content/pnas/113/18/4900.full.pdf.

there is good evidence that subcortical structures underlie the basic capacity for subjective experience in humans. This is not to say that the cortex is unimportant for conscious experience, of course. Rather, the proposal is that subcortical structures support the basic capacity for experience

[20] Melanie Boly, Anil K. Seth, Melanie Wilke, Paul Ingmundson, Bernard Baars,

Steven Laureys, David B. Edelman and Naotsugu Tsuchiya. 2013. Consciousness in humans and non-human animals: recent

advances and future directions. Front. Psychol., 31 October 2013 | https://doi.org/10.3389/fpsyg.2013.00625

 

[21] Kouider, S. 2009. Neurobiological Theories of Consciousness. In Banks, W. (Ed.) Encyclopedia of Consciousness. Elsevier, vol. 2, 87-100.

[22] Zeki Semir.2007.  A theory of micro-consciousness. In: Velmans M and Schneider S (eds.) The Blackwell Companion to Consciousness, pp. 580–588. Oxford: Blackwell

[23]Dehaene, S. Lau,H. Kouider, S .2017. What is consciousness, and could machines have it?  Science 358, pp 486–492. 27 October 2017

https://sidkouider.com/wp-content/uploads/2018/06/ExternalLink_Dehaene-et-al_Science_2017.pdf

[24] Ran R. Hassin. 2013. Yes It Can: On the Functional Abilities of the Human Unconscious. Perspectives on Psychological Science 8(2) pp. 195–207. https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/1745691612460684.

[25] Christof Koch and Naotsugu Tsuchiya. 2006. Attention and consciousness: two distinct brain processes. TRENDS in Cognitive Sciences Vol.11 No.1. pp 16-22.

http://selfpace.uconn.edu/class/ccs/KochTsuchiya2007AttnCcs.pdf

וראה אבחנה בין משימות המאפשרות קליטה ועיבוד  גירויים ללא הכרה ומודעות, לבין משימות המצריכות מודעות.

Matthews J, Schro¨der P, Kaunitz L, van Boxtel JJA, Tsuchiya N. 2018. Conscious access in the near absence of attention: critical extensions on the dual-task paradigm. Phil. Trans. R. Soc. B 373: 20170352.  http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2017.0352

[26] J. F. Kihlstrom. 2009. unconscious cognition.  In Banks, W. (Ed.) Encyclopedia of Consciousness. Elsevier, vol. 2 pp 411-421.

[27] van Gaal, S., & Lamme, V. A. F. (2012). Unconscious High-Level Information Processing: Implication for Neurobiological Theories of Consciousness. The Neuroscientist, 18(3), 287–301. https://doi.org/10.1177/1073858411404079

[28] Kouider, S.  De Gardelle, V. Sackur, J and Dupoux, E. 2010. How rich is consciousness? The partial awareness hypothesis. in: Trends in Cognitive Sciences 14 pp 301–307.

https://www.cell.com/trends/cognitive-sciences/fulltext/S1364-6613(10)00091-4?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1364661310000914%3Fshowall%3Dtrue

[29] על תבניות כתבתי הרבה. למשל: https://dovsimchon.wordpress.com/2018/04/24/%D7%A9%D7%99%D7%A8-%D7%94%D7%9C%D7%9C-%D7%9C%D7%AA%D7%91%D7%A0%D7%99%D7%95%D7%AA-%D7%97%D7%A9%D7%99%D7%91%D7%94/

[30] Koch, Christof (1 January 2014). "Is Consciousness Universal?". Scientific American.

https://www.scientificamerican.com/article/is-consciousness-universal/

[31] ראה פיתוח של עמדה זו Pepperell, Robert. 2018. Consciousness as a Physical Process Caused by the Organization of Energy in the Brain. Frontiers in Psychology. 9. 10.3389/fpsyg.2018.02091

.https://www.researchgate.net/publication/328680645_Consciousness_as_a_Physical_Process_Caused_by_the_Organization_of_Energy_in_the_Brain

[32] Inducing Task-Relevant Responses to Speech in the Sleeping Brain

Sid Kouider,Thomas Andrillon, Leonardo S.Barbosa, LouiseGoupil, Tristan A.Bekinschtein

Current Biology 24, 2208–2214, September 22, 2014

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982214009944

 

[33] חסרון זה טופל במאמר המשך של חלק מהמחברים של המאמר הראשון, ואחרים, בו הם מנסים לדייק את היחס בין שלבי השינה השונים לבין היכולת של קליטת מידע חיצוני ועיבוד שלו:

Neural Markers of Responsiveness to the Environment in Human Sleep. Thomas Andrillon, Andreas, Trier Poulsen, Lars Kai Hansen, Damien Le´ger, and Sid Kouider. The Journal of Neuroscience, June 15, 2016 • 36(24):6583– 6596.

[34]ראה גם

Legendre, G., Andrillon, T., Koroma, M. et al. Sleepers track informative speech in a multitalker environment. Nat Hum Behav 3, 274–283 (2019) doi:10.1038/s41562-018-0502-5

שם כותבים המחברים:

we demonstrate that the sleeping brain amplifies meaningful speech compared to irrelevant signals. However, the amplification of relevant stimuli was transient and vanished during deep sleep.

[35] מוכרת התופעה של התגובה של הישן לקריאה בשמו, בשונה מקולות אחרים. (כפי שגם מוזכר במאמרים הנ"ל)

[36] ראה Humans can learn new information during sleep

Anat Arzi, Limor Shedlesky, Mor Ben-Shaul, Khitam Nasser, Arie Oksenberg, Ilana S Hairston, Noam Sobel Nature Neuroscience volume15, pages1460–1465 (2012)  https://www.nature.com/articles/nn.3193 2012

המאמר שואל בהקשר זה שאלה חשובה ומוכרת: היכן נעצרת הפעולה? האם יש כאן מנגנון אוטומטי עצבי, ומהו? ובמילים אחרות, היכן נמנעת הקוגניציה מלהתבטא בהתנהגות חיצונית? מהו המחסום המוטורי?

וראה גם עבודת הדוקטורט של  Thomas Andrillon

Thomas Andrillon. 2016. The sleeping brain at work : perceptual processing and learning in human sleep. Dissertation for the degree of Doctor in Philosophy. École Doctorale Cerveau Cognition Comportement.

file:///C:/Users/thu2866/Downloads/The_sleeping_brain_at_work_perceptual_processing_a.pdf

NNT : 2016PSLEE004

[37] As we said earlier, slow-waves tend to be more global at sleep onset and more local afterwards (Siclari et al., 2014a). Yet, we found in Studies 5 and 9 that indexes of responsiveness to the environment were stronger at the beginning of NREM sleep cycle and disappeared with slow-waves becoming more numerous but more local. First of all, it should be reminded that in light NREM sleep, although slow-waves comprise mostly K-complexes which are global but discrete events, the vast majority of light NREM sleep is deprived of slow-waves (>80% by definition (Iber et al., 2007)). We showed in Study 5 that the integrated processing of information was possible only when such slow-waves were absent. Second, the apparition of local slow-waves in deep NREM sleep does not mean that sleep is lighter. On the contrary, in deep NREM sleep, slow-waves are more numerous, appear in trains, SWA is higher but slow-waves tend to be more local (Siclari et al., 2014a). This spatial fragmentation of slow-waves could be due to the breakdown of cortico-cortical connectivity taking place in NREM sleep (Massimini et al., 2005). This loss of connectivity would similarly impair the processing of information in brain regions not showing slow-waves. Thus, the relationship between local sleep and information processing is complex and a difference should be drawn between ‘systemic’ local sleep (that could stem from a loss of connectivity within the brain) and induced local sleep (that could traduce a stimulusdriven local awakening allowing information processing).(Thomas Andrillon. p 323)

[38] Marc Alain Zu¨ st, Simon Ruch, Roland Wiest, and Katharina Henke. 2019. Implicit Vocabulary Learning during Sleep Is Bound to Slow-Wave Peaks. Current Biology 29, 541–553, February 18, 2019.

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)31672-5

 

[39]וראה גם Thien Thanh Dang-Vu, Manuel Schabus, Martin Desseilles, Geneviève Albouy, Mélanie Boly, Annabelle Darsaud, Steffen Gais, Géraldine Rauchs, Virginie Sterpenich, Gilles Vandewalle, Julie Carrier, Gustave Moonen, Evelyne Balteau, Christian Degueldre, André Luxen, Christophe Phillips, Pierre Maquet. 2008. Spontaneous neural activity during human slow wave sleep. PNAS  September 30, 2008  vol. 105  no. 39. pp 15160–15165. https://www.pnas.org/content/pnas/105/39/15160.full.pdf

[40] Jennifer M. Windt, Tore Nielsen, and Evan Thompson. 2016. Does Consciousness Disappear in Dreamless

Sleep? Trends in Cognitive Sciences, December 2016, Vol. 20, No. 12.

https://www.researchgate.net/profile/Tore_Nielsen/publication/309295726_Does_Consciousness_Disappear_in_Dreamless_Sleep/links/5bcb3b91a6fdcc03c7975b0b/Does-Consciousness-Disappear-in-Dreamless-Sleep.pdf

[41] הם מתייחסים שם גם למחקרים של מצבי תחילת השינה.

ובהקשר זה ראה

Cognitive processing during the transition to sleep. L. Goupil, T.A. Bekinschtein

Archives Italiennes de Biologie, 150: 140-154, 2012.

יש ללחוץ כדי לגשת אל a2b27d16850b01bb3cd0f31d8735edfdb08b.pdf

מיון מדוייק יותר של שלב 1 של כניסה לשינה הכוללת אבוד של תפיסת המציאות החיצונית, תחילת דמיונות דמויי חלום, תנועה מוטורית ללא כוונה ( על פי Hori T., Hayashi M., Morikawa T. Topographical EEG changes and the hypnagogic experience. pp. 237-253. In: Ogilvie R.D. and Harsh J.R. (Eds.). Sleep Onset: Normal and Abnormal Processes. Washington DC, American Psychological Association, 1994.)

[42] Horovitz, S. G., Braun, A. R., Carr, W. S., Picchioni, D., Balkin, T. J., Fukunaga, M., & Duyn, J. H. (2009). Decoupling of the brain's default mode network during deep sleep. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106(27), 11376–11381.  doi:10.1073/pnas.0901435106

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2708777/pdf/zpq11376.pdf

[43] Nir, Y., Massimini, M., Boly, M., and Tononi, G. Sleep and consciousness. In: Neuroimaging of Consciousness. Springer 2013 [Book Chapter]

וראה מאמר המשך:

Francesca Siclari, Giullio Tononi.  Local aspects of sleep and wakefulness. Current Opinion in Neurobiology

Volume 44, June 2017, Pages 222-227

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959438816302410

 

וראו גם Nir, Y., Le Van Quyen, M., Tononi, G., and Staba, R. Microelectrode studies of human sleep. In Single Neuron Studies of the Human Brain., G. Kreiman, M. Cerf, U. Rutishauser, and I. Fried, eds. MIT press, 2014 [Book Chapter]

[44]גם מצב הפוך מתואר במחקר: שינה חלקית בזמן עירות. ראה:

Thomas Andrillon, Jennifer Windt , Tim Silk , Sean P. A. Drummond , Mark A. Bellgrove and Naotsugu Tsuchiya. 2019. Does the Mind Wander When the Brain Takes a Break? Local Sleep in Wakefulness, Attentional Lapses and Mind-Wandering. Front. Neurosci., 13 September 2019 | https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00949

[45] Lara M. Wierenga, Bob Oranje, Sarah Durston. 2017. Brain and behavioral development. In: Hopkins, B., Geangu, E., & Linkenauger, S. (Eds.). (2017). The Cambridge Encyclopedia of Child Development. Cambridge: Cambridge University Press. 2nd edition. Pp. 565-575. https://doi.org/10.1017/9781316216491.091.

[46] Przemyslaw Tomalski. 2017. Cognitive neuroscience. In: Hopkins, B., Geangu, E., & Linkenauger, S. (Eds.). (2017). The Cambridge Encyclopedia of Child Development. Cambridge: Cambridge University Press. 2nd edition. Pp. 576-581.

https://www.cambridge.org/core/books/cambridge-encyclopedia-of-child-development/C2C37B38988A7B4BE0DD3BE7C701DE69

[47]  המאמר מפנה גם לאתר העוסק במחקר ההתפתחות המוחית-קוגניטיבית Developing Human Connectome Project.

http://www.developingconnectome.org/

[48] Trevarthen, C., & Delafield-Butt, J. T. 2017. Development of consciousness. In B. Hopkins, E. Geangu, & S. Linkenauger (Eds.), Cambridge Encyclopedia of Child Development. 2nd Edition. (pp. 821-835). Cambridge: Cambridge University Press.

https://www.researchgate.net/publication/320759520_Development_of_Consciousness

[49] Fetal cognition is embodied and enactive, regulated by sensations generated in the moving body, and by sensory contingences of contacts with the immediate, tangible environment.

[50] HUGO LAGERCRANTZ AND JEAN-PIERRE CHANGEUX. 2009. The Emergence of Human Consciousness: From Fetal to

Neonatal Life. PEDIATRIC RESEARCH: Vol. 65, No. 3. pp 255-260.

https://www.nature.com/articles/pr200950.pdf

[51]  A. F. Kalverboer & A. Gramsbergen (Eds.),2001. Handbook of brain and behavior in human development. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic.

Alessandra Piontelli. 2014.Development of Normal Fetal Movements. Milan: Springer‏

מחקר אחר דוחה את התנועות המכוונות מטרה של העובר לשבוע 22 להריון.

Stefania Zoia · Laura Blason · Giuseppina D’Ottavio · Maria Bulgheroni · Eva Pezzetta · Aldo Scabar · Umberto Castiello. 2007. Evidence of early development of action planning in the human foetus: a kinematic study. Exp Brain Res. 176(2). Pp. 217-226. https://www.researchgate.net/profile/Stefania_Zoia/publication/6926655_Evidence_of_early_development_of_action_planning_in_the_human_foetus_A_kinematic_study/links/00b495368019b2e879000000/Evidence-of-early-development-of-action-planning-in-the-human-foetus-A-kinematic-study.pdf

[52] C. Del Rio-Bermudez and Blumberg M. S. ACTIVE SLEEP PROMOTES FUNCTIONAL CONNECTIVITY IN DEVELOPING SENSORIMOTOR NETWORKS.

Bioessays. 2018 Apr; 40(4): e1700234.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6247910/

וראה מאמר קודם של מרק בלומברג הנוגע יותר לבני אדם ומציע (באופן תאורטי ופחות ניסויי) כי התנועות בזמן שנת rem מבצעות כיול וכיול מחדש של התנועתיות ללא קשר הכרחי לקורטקס ולתפקיד המחשבתי המודע שלו.

Mark S. Blumberg. Developing Sensorimotor Systems in Our Sleep. Curr Dir Psychol Sci. 2015 Feb 1; 24(1): 32–37.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4414046 /

[53] Sean Hill, Giulio Tononi, and M. Felice Ghilardi. Sleep improves the variability of motor performance

Brain Research Bulletin. Volume 76, Issue 6, 15 August 2008, Pages 605-611

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2494731/

[54] Victor Smetacek. Recalibrating sleep: Is recalibration and readjustment of sense organs and brain–body connections the core function of sleep?

Medical Hypotheses. Volume 75, Issue 4, October 2010, Pages 401-404

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306987710001829

[55] Christel Gudberg and Heidi Johansen-Berg.Sleep and Motor Learning: Implications for Physical Rehabilitation After Stroke

Front Neurol. 2015; 6: 241.

Published online 2015 Nov 24. doi: 10.3389/fneur.2015.00241

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4656813/

[56] ראה

,Edvard I. Moser, Emilio Kropff ,and May-Britt Moser. 2008. Place Cells, Grid Cells,and the Brain’s Spatial Representation System. Annu. Rev. Neurosci. 2008. 31:69–89.

https://pdfs.semanticscholar.org/ad6f/b35857ea67e61d24b7dbcf07305113aaf229.pdf?_ga=2.135050930.2056705193.1561013696-1046779927.1506427299

וראה גם עבודותיה של Kate Jeffery. למשל: Kate Jeffery.2015. Spatial Cognition: Entorhinal Cortex and the Hippocampal Place-Cell Map. Current Biology. Volume 25, Issue 24, 21 December 2015, Pages R1181-R1183

[57] Delafield-Butt, J. T., & Gangopadhyay, N. (2013). Sensorimotor intentionality: The origins of intentionality in prospective agent action. Developmental Review, 33(4), pp.399–425.

https://doi.org/10.1016/j.dr.2013.09.001

[58]  ראה הערה 1.

[59] Jessica A. Grahn and Matthew Brett. 2007. Rhythm and Beat Perception in Motor Areas of the Brain. Journal of Cognitive Neuroscience 19:5, pp. 893–906.

http://www.jessicagrahn.com/uploads/6/0/8/5/6085172/38.pdf

 

    גם השפעה הפוכה של תנועתיות המשפיעה על תפיסת הקצב נמצאה אצל תינוקות בני 7 חודשים (וזה רלוונטי לטענה שלנו)[60]

Jessica Phillips-Silver and Laurel J. Trainor. 2005. Feeling the Beat: Movement Influences Infant Rhythm Perception. Science 308 (5727), pp.1430.

https://science.sciencemag.org/content/308/5727/1430.abstract

[61] Grahn JA. 2009. The role of the basal ganglia in beat perception: neuroimaging and neuropsychological investigations.  וראה Annals of the New York Academy of Sciences. 2009 Jul;1169: pp. 35-45.

https://nyaspubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1749-6632.2009.04553.x

[62]  ג'וזף לדו .Joseph LeDoux 2006. [המקור באנגלית [1998 'המוח הרגשי' . תל אביב: עם עובד.

ראה גם:

Simon C. Moore & Mike Oaksford.(eds.) 2002. Emotional Cognition From brain to behavior. Amsterdam, The Netherlands: John Benjamins Publishing Company. https://www.jbe-platform.com/content/books/9789027297846

ראה גם: Righi S, Pierguidi L (2015) Current Perspectives in the Intersection between Emotion and Consciousness. Clinical Depression.  Volume 1 • Issue 1. https://www.omicsonline.org/open-access/current-perspectives-in-the-intersection-between-emotion-and-consciousness-cdp-1000e103.pdf

[63] Damasio, A., Carvalho, G. 2013. The nature of feelings: evolutionary and neurobiological origins. Nat Rev Neurosci 14, pp. 143–152 . https://www.nature.com/articles/nrn3403#citeas

ראה עבודה עדכנית יותר המתמקדת בגזע המוח:

Venkatraman A, Edlow BL and Immordino-Yang MH (2017) The Brainstem in Emotion: A Review. Front. Neuroanat. volume 11: article 15. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnana.2017.00015/full

[64] Ryan Smith, Richard D. Lane. The neural basis of one’s own conscious and unconscious emotional states. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 57 (2015) 1–29. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26363579#

[65] Therefore the present model can

account for evidence of non-cognitive causes of emotion, resulting from either pre-conceptual, perceptually-based appraisals or

from direct subcortical stimulation. Such mechanisms are capable, in principle, of triggering body states and felt emotions in the

absence of higher cognitive processing

 48ראה הערה [66]

[67] R. Joseph. 2000. Fetal Brain Behavior and Cognitive Development. Developmental Review 20, pp 81–98.

https://pdfs.semanticscholar.org/3574/39f63f652f3529bae08e64ca6c25e58552ff.pdf

[68] MA Bell, CD Wolfe, A Diaz, R Liu. 2019. Cognition and Emotion in Development‏. In: LoBue, Vanessa, Perez-Edgar, Koraly, Buss, Kristin A. (Eds.) Handbook of Emotional Development. Springer Nature Switzerland. Pp. 375-403.

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-17332-6_15

[69]  ראה גם Reissland, N., & Kisilevsky, B. (Eds.) (2015). Fetal development: Research on brain and behavior, environmental influences, and emerging technologies. London, UK: Springer.

[70]  ראה מחקריו של אברהם שדה מאוניברסיטת תל-אביב https://www.tau.ac.il/profile/avisa

[71] A generative model “[…] aims to capture the statistical structure of some set of observed inputs by inferring a causal matrix able to give rise to that very structure” Andy Clark. 2016. Surfing Uncertainty, Prediction, Action, and the Embodied Mind. New York: Oxford University Press. p 21.

https://global.oup.com/academic/product/surfing-uncertainty-9780190217013?cc=us&lang=en&#

[72] Sid Kouider, Bria Long, Lorna Le Stanc, Sylvain Charron, Anne-Caroline Fievet, Leonardo S. Barbosa & Sofie V. Gelskov. 2015. Neural dynamics of prediction and surprise in infants. Nature Communications volume 6, Article number: 8537

https://www.nature.com/articles/ncomms9537

[73] Anahita Basirat, Stanislas Dehaene , Ghislaine Dehaene-Lambertz. 2014.  A hierarchy of cortical responses to sequence violations in three-month-old infants. Cognition 132. 2.  pp 137–150.  https://doi.org/10.1016/j.cognition.2014.03.013

[74] Melanie Strauss, Jacobo D. Sitt, Jean-Remi King, Maxime Elbaz, Leila Azizi, Marco Buiatti, Lionel Naccache, Virginie van Wassenhove, and Stanislas Dehaene.2015. Disruption of hierarchical predictive coding during sleep. PNAS March 17, 2015 112 (11) E1353-E1362; first published March 3, 2015 https://doi.org/10.1073/pnas.1501026112

[75] Bucci A. & Grasso M. (2017). Sleep and Dreaming in the Predictive Processing Framework. In T. Metzinger & W. Wiese (Eds.). Philosophy and Predictive Processing: 6. Frankfurt am Main: MIND Group.  doi: 10.15502/9783958573079

https://philpapers.org/archive/BUCSAD-3.pdf

[76] Dreaming = A process of hypothesis testing through perception-action loops under the constrained, altered neurophysiological conditions of sleep.

[77] A kind of auditory ‘primitive intelligence’ already present at birth

Vanessa Carral  Minna Huotilainen  Timo Ruusuvirta  Vineta Fellman  Risto Näätänen  Carles Escera

First published: 24 June 2005 https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2005.04144.x

Newborn infants process pitch intervals

February 2009Clinical neurophysiology: official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology 120(2):304-8

DOI: 10.1016/j.clinph.2008.11.020

פרסם תגובה או השאר עקבות: Trackback URL.

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת גוגל

אתה מגיב באמצעות חשבון Google שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: