Mokslo ir technologijų pasaulis

Jonas Kubilius, studijuodamas matematiką ir fiziką prestižiniame Masačusetso technologijos institute (Massachusetts Institute of Technology - MIT) JAV atrado savo sritį - neuromokslus. Nors toks kelias, kaip pats juokavo, - tarsi važiavimas iš Vilniaus į Kauną per Šiaulius.

Matematikų sūnus, tikimybinės skaičių teorijos kūrėjo, ilgamečio Vilniaus universiteto (VU) rektoriaus akademiko Jono Kubiliaus vaikaitis, studijuodamas MIT, dirbo žymios neuromokslininkės prof. Nancy Kanwisher laboratorijoje, tačiau rado laiko ir aktoriaus meistriškumo kursams. Vaidino universiteto teatre ir net profesionalioje scenoje. Baigęs bakalauro studijas, dar metus liko dirbti laboratorijoje, kad įgytų daugiau patirties, o šių metų spalį pradėjo neuromokslų doktorantūrą Liuveno universitete Belgijoje.

„Atsibuvau, - apie Ameriką kalbėjo J.Kubilius. - Laikui bėgant pradėjo patikti ten gyventi, tad nutariau, kad negerai. Neketinau likti Amerikoje. Baigęs visas studijas, norėjau grįžti į Lietuvą. Tačiau jei taip šaknis įleidi vienoje vietoje, grįžti pasidaro labai sunku. Kitas dalykas, grįžau į Europą, nes pavargau toli skraidyti į namus. Kai esi šioje Atlanto pusėje, lengviau palaikyti ryšius, bendradarbiauti su lietuviais.“

Peršokant magistrantūrą

JAV po bakalauro studijų galima rinktis dvejų metų magistrantūrą arba penkerių metų doktorantūrą. Europoje pirmiausia reikia baigti dvejų metų magistro studijas ir tik tada - ketveri doktorantūros metai.

J.Kubilius, ketverius metus sėkmingai atidirbęs MIT neuromokslų tyrimų laboratorijoje, norėjo iš karto stoti į doktorantūrą. Ne tik dėl laiko švaistymo - magistro studijos kainuoja. Liuveno universitete jis pirmuosius metus derins studijas: vienų metų dirbtinio intelekto magistro programą ir eksperimentinės psichologijos doktorantūrą.

MIT vilnietis studijavo nemokamai. Ten labai brangios studijos ir universitetas, atsižvelgdamas į tėvų gaunamas pajamas, padeda tiems, kurie negali susimokėti. Svarbu įstoti. Ir mokytis, kaip pripažino Jonas, nebuvo lengva.

Šokti operoje

„Įvairių žmonių yra. Kai kurie mėgsta įsitraukti į vieną dalyką. Aš kitoks. Mėgstu įvairias veiklos sritis. Jos atsveria viena kitą, papildo, - kalbėjo J.Kubilius. - Moksle daug individualaus darbo, o teatre - ir vaidyba, ir režisūra yra bendravimas.“

MIT studentas ne tik vaidino universiteto teatre, bet ir režisavo. Pastatė porą spektaklių, o paskutiniais studijų metais buvo pakviestas vaidinti net profesionalioje scenoje „Walker Art Center“ teatre Mineapolyje.

„Šokau operoje, - juokėsi pašnekovas. - Nei dainuoti, nei šokti nemoku, bet pakvietė. Režisieriui pasirodė įdomūs mano judesiai - ne plastiški, o tokie, sakykim, nuoširdūs, laužyti. Šokant su balerina atrodė kaip opozicija. Vaidinome pilnai keturių šimtų žiūrovų salei. Opera, manau, gana vykusi, buvo sukurta pagal vieną žymiausių Gertrudos Stein romanų „The Making of Americans“ („Amerikiečių būdas“), 900 puslapių knygą, ir dainavo joje profesionalūs solistai.“

Atskirk stalą nuo kėdės

Nuo antro kurso J.Kubilius pradėjo dirbti neuromokslų tyrimų laboratorijoje. Pasisekė, kaip pats pripažino, kad prof. N.Kanwisher mėgsta žmones truputį iš šalies, ypač tuos, kurie turi matematikos ar programavimo žinių. Leido pamėginti, gerai ėjosi, tad pasiliko.

„Neuromokslai - į eksperimentinę psichologiją panaši mokslo šaka, tyrinėjanti nervų sistemos veikimo principus ir ieškanti įvairių sąryšių, - pasakojo pašnekovas. - Vieni tiria gyvūnų nervines ląsteles, kiti, tarp jų ir aš, dirba su žmonėmis, mėgindami sukurti modelį, kaip veikia mūsų smegenys. Norint suprasti, kaip smegenys veikia, reikia nustatyti, kaip jose kinta aktyvumas. Kur smegenys dirba aktyviau, parodo per funkcinio magnetinio rezonanso skenavimą išmatuojami pokyčiai, šiuo atveju - kraujo apytakos. Galima pamatyti, kaip viskas vyksta, sakysim, vieno kubinio milimetro tikslumu, ir atsižvelgiant, kaip kinta aktyvumas, kurti modelį.“

Bendroji laboratorijos kryptis buvo tirti tas smegenų sritis, kurios atsakingos už veidų, vietų, daiktų atpažinimą. JAV nacionalinės mokslų akademijos narė N.Kanwisher, viena žymiausių neuromokslininkių pasaulyje, prieš daugiau kaip dešimt metų apibūdino veidų atpažinimo sritį. Pirmą kartą buvo atrasta smegenų sritis, kuri atlieka tik vieną funkciją. Anksčiau tokių sričių žmogaus smegenyse nebuvo žinoma. Paaiškėjo, kad viena sritis apdoroja, pavyzdžiui, tik veidų, kita - tik vietų atpažinimo informaciją, todėl mėginama tirti, ką konkrečiai jos daro.

„Jei būtų galima sukurti modelį, kaip veikia visos mūsų smegenys, toks dirbtinis intelektas, tolygus žmogaus, labai daug kur praverstų. Aišku, iškiltų ir daug moralinių, etinių problemų, - kalbėjo J.Kubilius. - Bet tai labai sudėtinga užduotis. Mūsų rega yra labai galinga ir jai kol kas jokios kompiuterinės programos negali prilygti.“

Sakysim, mums atrodo visai natūralu atpažinti stalą ar kėdę. Pasak tyrinėtojo, problema nėra tokia paprasta, nes į žmogaus akis patenka labai daug informacijos. Kaip kompiuteriui sugrupuoti, kad, pavyzdžiui, visi tie kampai priklauso stalui, o ten yra visai kiti kampai - kėdės? Pirmiausia verta išsiaiškinti, kaip tai daro žmogus. Kaip tam tikroje smegenų srityje atpažįstamas, tarkim, veidas arba kaip jis atskiriamas nuo kėdės. Pamažu ištyrus tokius dalykus ir viską sudėjus į vieną didelį modelį, jau būtų galima jį taikyti praktinėms užduotims.

Plastiškos smegenys

Kita tyrimų kryptis, pasiūlyta tiesioginio J.Kubiliaus darbo vadovo dr. Danielo Dilkso, susijusi su žmogaus smegenų plastiškumu, t. y. ar greitai ir lengvai jos gali kisti. Pavyzdžiui, kai ką nors išmokstame, nauja informacija išsaugoma smegenyse keičiantis jungčių tarp neuronų stiprumui. Vadinasi, jos pakinta.

„Tokie pokyčiai kaip prisiminimų ar naujo gebėjimo išsaugojimas intuityviai suvokiami. O ar gali kisti mūsų rega, tiksliau, už ją atsakingos smegenų sritys?“ - klausė tyrinėtojas.

Pavyzdžiu jis pasitelkė tokį sutrikimą kaip centrinės tinklainės dalies degeneravimas. Yra žmonių, kurių akies tinklainė iš dalies suirusi. Dėl ligos žūsta dalis fotoreceptorių, kurie priima į akis ateinančią šviesą, ir žmogus nebemato viso vaizdo, tiksliau, jo centre atsiranda tarsi skylė. Toks žmogus, matydamas pakraščiuose, ilgainiui išmoksta prisitaikyti: žiūrėti ne tiesiai į objektą, o truputį aukščiau. „Skylė“ pasislenka į viršų ir žmogus, žiūrėdamas virš objekto, jį mato.

„O kas nutinka smegenyse? Ką per tą laiką, kol neturėjo vaizdinės informacijos, veikė neuronai? Gal dalis jų, kaip ir fotoreceptorių, žuvo? - vieną po kito klausimus kėlė jaunasis mokslininkas. - Jei gyvi, labai gerai. Sakysim, išmokstame pagydyti tą ligą ir jau žinome, kad žmogus matys, nes tos smegenų ląstelės gyvos. Jos laukia informacijos.“

D.Dilksui pavyko nustatyti, kad tie neuronai iš tikrųjų gyvi ir, negaudami informacijos, pradeda atlikti šalutines funkcijas - apdoroti informaciją, patenkančią iš nepažeistosios akies dalies, todėl matomas objektas pailgėja į pažeidimo pusę. Užuot padėję, kaip juokavo J.Kubilius, tie tinginiaujantys neuronai pridirba. Iškreipia informaciją ir žmogus pradeda matyti ne taip, kaip yra.

Toliau mėginta išsiaiškinti, ar galima panašiai iškreipti sveiko žmogaus regą. Pasirodo, galima. Vienoje mūsų tinklainės dalyje, iš kurios išeina regos nervas, perduodantis informaciją į smegenis, fotoreceptorių, kurie priima vaizdinę informaciją, nėra. Vadinasi, natūraliai turime „skylę“ savo regoje. Paprastai jos nepastebime, nes viena akis kompensuoja kitos akies vadinamąją akląją dėmę. Tačiau vieną akį užmerkus, nedidelė skylė mūsų regoje atsiranda ir ją galima pastebėti. Kaip parodė D.Dilkso ir kolegų eksperimentas, smegenų ląstelės, kurios turėtų priimti informaciją iš jos, nieko negaudamos, taip pat imasi „padėti“ gretimiems neuronams apdoroti gaunamą vaizdinę informaciją. Tik tokie pokyčiai grįžtami - tereikia atmerkti abi akis.

„Fundamentalus klausimas, ar greitai gali pasikeisti neurono funkcija ir jis imasi pašalinių darbų. Atsakius į jį, galima matyti, kaip lengvai mūsų smegenys, pati rega gali keistis, - kalbėjo tyrinėtojas. - Mūsų eksperimentais nustatyta, kad tokiems pokyčiams užtenka mažiau nei vienos sekundės.“

Kitu žvilgsniu

Liuveno universitete suformuotas gana stiprus Europos neuromokslų branduolys. Be to, šiemet laboratorija gavo labai gerą finansavimą septyneriems metams. Jei darbas bus sėkmingas, Belgijos vyriausybė ir toliau finansuos. Tyrimų kryptis, kaip sakė J.Kubilius, panaši, tik rega domimasi šiek tiek kitu - geštaltpsichologijos aspektu.

Pagal geštaltpsichologijos (vok. „Gestalt“ - pavidalas, forma, figūra) teoriją žmogus nesąmoningai sujungia visus suvokiamus dalykus į tam tikras grupes, papildydamas trūkstamas detales. Sujungimas vyksta remiantis įvairiomis taisyklėmis: trūkstamų dalių papildymu, panašių daiktų grupavimu, vienų daiktų priskyrimu kitiems, simetrija ir t. t. Jei pavyktų praturtinti regos modelį tokiomis savybėmis, kompiuteris sugebėtų atlikti kur kas sudėtingesnes užduotis nei iki šiol, kai, pavyzdžiui, sukurtos programos leidžia iš nuotraukų atpažinti žmones.

Lietuvoje eksperimentinės psichologijos tradicija, tarpukariu pradėta Jono Vabalo-Gudaičio, sovietmečiu buvo sunykusi ir dabar tik pradeda atsigauti. J.Kubilius neslėpė, kad pats savęs klausė, ką galėtų veikti, grįžęs po studijų. Lietuvoje funkcinio magnetinio rezonanso skenavimo kol kas niekas nesiėmė, tad nėra ir kur grįžti. Vis dėlto nutarė, kad reikėtų ieškoti lietuvių, kurie taip pat domisi neuromokslais, ir pamažu kurti neuromokslų tradiciją Lietuvoje.

„Žinoma, galima paklausti, o kam Lietuvai to reikia, - svarstė pašnekovas. - Mano galva, tokie neuromoksliniai tyrimai yra vieni svarbiausių, nes leidžia tiesiogiai pažinti žmogaus veikimą. Tai padeda mums suvokti, kaip gydyti tokius sutrikimus kaip Alzheimerio liga ar šizofrenija bei kas yra mūsų sąmonė ir kaip ją įgyvendinti kompiuteryje.“

Kita vertus, Lietuvoje, J.Kubiliaus manymu, yra puikios sąlygos ugdyti neuromokslų specialistus. Daug gabių moksleivių domisi mokslais, tik jų netraukia fizika, matematika, molekulinė biologija ar biochemija, nes yra pernelyg toli nuo žmogaus ir gyvenimo pažinimo. Taip buvo, kaip prisipažino pašnekovas, ir jam pačiam. O tyrinėdamas žmogų iš karto gali matyti darbo prasmę: aš toks esu, aš taip veikiu.

Pernai dalyvaudamas Pasaulio lietuvių mokslo ir kūrybos simpoziume Čikagoje, jaunasis mokslininkas skaitė paskaitą ir užmezgė ryšius su VU Filosofijos fakulteto dėstytojais. Žiemą jie pasikvietė skaityti paskaitos. Šią vasarą J.Kubilius dėstė Nacionalinėje moksleivių akademijoje ir Lietuvos jaunųjų mokslininkų sąjungos stovykloje. Šį rudenį, prieš išvykdamas į Belgiją, dar kelias paskaitas skaitė VU psichologams pirmakursiams.

„Tyrimai svarbu, o dėstyti irgi labai įdomu, tačiau dėl kita ko, - kalbėjo pašnekovas. - Kartais tokie tarsi iš medžio iškritus studentų klausimai apie tai, ką dėstai, priverčia susimąstyti, ar negalima visko paaiškinti ir kitaip, nei iki šiol manei. Taip man tarsi suteikiama proga pamatyti įsigalėjusias mokslines teorijas nauju naiviu žvilgsniu.“