U eksperimentima provedenima na miševima, znanstvenici su pratili aktivnost senzornog (osjetnog) korteksa tijekom jednostavnih zadataka vezanih uz percepciju zvuka i dodira. Rezultati (nedavno objavljeni kao članak u znanstvenom časopisu Nature) upućuju na to da neuronske promjene nastupaju već u ranim fazama izlaganja podražajima, dok sama ponašajna prilagodba dolazi s odgodom.

Središnji zaključak studije glasi: mozak je brži od ponašanja. Drugim riječima, kortikalni sustavi oblikuju nove obrasce aktivnosti, pa čak i cijele operativne modele ponašanja, dok sama životinja još uvijek izgleda kao da još ništa nije usvojila i naučila.

Senzorni korteks kao upravljač, a ne samo usmjerivač

Tradicionalno se osjetni korteks smatra pasivnim primateljem informacija iz okoline, s funkcijom obrade signala primljenih iz receptora vida, sluha, dodira i slično. Međutim, ova studija pokazuje da je njegova uloga daleko aktivnija: korteks ne samo da obrađuje podražaje, već sudjeluje u donošenju odluka i usmjeravanju ponašanja u procesu učenja.

Pritom se uloga osjetnog korteksa više ne može svesti na funkciju jednostavnog „usmjerivača“ koji sortira i prenosi podatke prema višim moždanim centrima, već se mora prepoznati njegova izravna uključenost u regulaciju ponašajnih odluka, i to u stvarnom vremenu. U nekim slučajevima, čak i kod jednostavnih uvjetovanih zadataka, upravo se u osjetnom korteksu bilježe prvi obrasci neuronske anticipacije i pripreme za akciju.

To ukazuje da je vrijeme za reinterpretaciju temeljnih neurobioloških modela učenja, prema kojima se očekuje da nakon promjene u ponašanju slijedi promjena u živčanom sustavu (dakle, da prvo percipiramo i stičemo vještine, a potom ih „usađujemo“ u mozak i memoriramo. Sada se čini da bi ponašanje moglo biti samo površinski odjek već uspostavljenih neuronskih transformacija koje ostaju nevidljive oku promatrača – a često i samom ispitaniku.

Drugim riječima, osjetni korteks ne samo da obrađuje svijet, nego i predlaže reakcije na njega – daleko prije nego što te reakcije postanu vidljive.

Kognitivna šutnja prije izgovorene rečenice

Fenomen prema kojem mozak usvaja informaciju bez vidljivih vanjskih znakova podsjeća na stanje koje se u neuroznanosti ponekad naziva „kognitivna šutnja” – fazu u kojoj se unutar mozga odvijaju kompleksni procesi obrade, povezivanja i predviđanja, ali ih ne prate nikakve očite manifestacije poput govora, pokreta ili ponašajnih odgovora. U toj tišini neuralnih mreža može se nalaziti srž najvažnijih procesa učenja i adaptacije.

Ako se rezultati ove studije potvrde i kod primata, a zatim i u ljudi, otvorit će se prostor za promjenu paradigme u načinu na koji se procjenjuje kognitivni napredak – bilo u edukaciji, terapiji ili rehabilitaciji. Umjesto da se znanje i oporavak procjenjuju isključivo na temelju vanjskih odgovora, sve više bi se pozornosti moglo usmjeriti na praćenje same neurodinamike, odnosno procesa unutar moždanih mreža koji prethode bilo kakvoj izraženoj akciji.

U kliničkoj praksi, osobito u neurorehabilitaciji i logopediji, odluke o učinkovitosti terapije često se temelje na opažanjima ponašanja – koliko pacijent može ponoviti riječ, pomaknuti ud, usmjeriti pažnju ili pratiti uputu. Međutim, ako se zna da se neuronske reorganizacije mogu odvijati i prije vidljivih pomaka, tada odsutnost odgovora ne mora nužno značiti odsutnost učenja.

Osobitu vrijednost ova spoznaja može imati u radu s osobama koje ne komuniciraju govorom (privremeno ili trajno su neverbalne) – primjerice, u stanjima nakon moždanog udara, kod djece s poremećajem iz spektra autizma, u ranom razvoju jezika ili kod pacijenata u posttraumatskim stanjima. Praćenje moždane aktivnosti u takvim slučajevima može otkriti potencijalne obrasce učenja i integracije informacija koji nisu odmah opažljivi, ali ukazuju na to da se mozak reorganizira i adaptira.

Na razini sustava, ovakva bi saznanja mogla potaknuti razvoj dijagnostičkih alata i protokola koji ne ovise isključivo o ponašanju, već o detekciji internih procesa – primjerice, putem EEG-a visoke rezolucije, funkcionalne neurovizualizacije ili algoritama za dekodiranje uzoraka kortikalne aktivnosti.

U konačnici, pojam „kognitivne šutnje“ mogao bi se sve više promatrati ne kao problem, nego kao aktivna faza rada mozga, u kojoj se postavljaju temelji budućih odgovora. Tišina mozga u tom kontekstu ne označava prazninu, već na još neosvijetljenu pozornicu koja na kojoj se već odvijaju pripreme za idući čin.

Implikacije za umjetnu inteligenciju i neurotehnologiju

Umjetna inteligencija danas uči pretežno putem eksplicitnog nadziranog učenja, oslanjajući se na goleme količine ponuđenih podataka i ponavljanja. Modeli poput dubokih neuronskih mreža zahtijevaju tisuće ili milijune primjera kako bi stekli funkcionalno znanje, a pritom rijetko razvijaju istinsku fleksibilnost ili sposobnost generalizacije iz ograničenih iskustava. Nasuprot tome, biološki mozak – čak i mozak miša – sposoban je formirati korisne, prediktivne modele ponašanja nakon svega nekoliko izlaganja novim podražajima, često bez ikakve potrebe za neposrednim djelovanjem ili povratnom informacijom.

Ovakva sposobnost implicira prisutnost unutarnje simulacije, odnosno mogućnosti da mozak stvara i testira ponašajne strategije u 'neuralnom nacrtu' prije nego što ih isproba u stvarnosti. To bi, u kontekstu razvoja umjetne inteligencije, moglo predstavljati ključni smjer: izgradnja sustava koji ne samo da prepoznaju obrasce, već ih predviđaju i procjenjuju u odsustvu eksplicitne povratne sprege.

S druge strane, ovi nalazi potvrđuju i naglašavaju korisnost neurotehnologija koje bilježe moždanu aktivnost u realnom vremenu – poput BCI (brain-computer interface) sustava, neuromodulacijskih uređaja i algoritama za dekodiranje mentalnih stanja. Razumijevanje toga kada i kako mozak formira „tihu reprezentaciju“ znanja može omogućiti preciznije ciljanje neurostimulacije te bolju prilagodbu uređaja koji se oslanjaju na predikciju korisnikove namjere ili kognitivnog stanja.

U dugoročnijoj perspektivi, razlika između biološkog i umjetnog učenja mogla bi potaknuti razvoj hibridnih sustava, u kojima se principi plastičnosti i anticipacije preuzeti iz neuroznanosti integriraju u arhitekture strojnog učenja. Takvi sustavi ne bi učili tek kao rezultat eksplicitne nagrade, već bi – poput mozga – učili iz onoga što još nije viđeno, ali se može naslutiti.

Terapijske mogućnosti

• Kod neurodegenerativnih bolesti kao što je Alzheimerova demencija, rana detekcija promjena u moždanoj aktivnosti može omogućiti intervenciju i prije pojave kliničkih simptoma
• U rehabilitaciji nakon moždanog udara, praćenje aktivnosti korteksa može ukazati na napredak i kada ga pacijent još ne može verbalizirati ili pokazati
• Primjena u psihoterapiji i učenju može uključivati alatne sustave za neurofeedback ili prediktivno praćenje procesa usvajanja vještina

Mozak ispred ponašanja

Studija s Johns Hopkinsa jasno pokazuje da mozak stvara unutarnje modele i oblikuje obrasce ponašanja u pozadini, znatno prije nego što se ti procesi manifestiraju na vanjskoj, opažajnoj razini. Ponašanje je, u ovom slučaju, zakašnjeli pokazatelj unutarnje reorganizacije – površinska posljedica dubokih promjena koje se odvijaju u neuralnim mrežama bez vanjske pompe ili prepoznatljivih znakova.

Ova asimetrija između stvarnog učenja i njegove vanjske ekspresije nameće važnu korekciju u pristupu procjeni znanja, napretka ili terapijskog odgovora. Nepostojanje vidljivih rezultata ne implicira stagnaciju, nego može označavati fazu inkubacije, u kojoj se u mozgu već odvijaju procesi reorganizacije i pripreme. Učenje, dakle, nije nužno linearno ni transparentno – ono se često zbiva u valovima, s odgođenim odjekom u ponašanju.

U svijetu koji sve češće zahtijeva trenutačne učinke, kvantificirane metrike i brze povratne informacije, ovakvi nalazi podsjećaju na to da se stvarna adaptacija, bilo u učenju, oporavku ili razvoju vještina, često odvija izvan dosega očiju i instrumenata. Prava neuroplastičnost nije spektakularna, nego tiha, uporna i strukturna.

Ako bi se ovakva saznanja uzela u obzir u obrazovanju, psihoterapiji, rehabilitaciji ili razvoju tehnologije, moguće bi bilo redefinirati pojam napretka u učenju i neuralnoj funkcionalnosti – ne kao nešto što se odmah vidi i može odmah mjeriti, nego kao proces koji se rađa u šutnji, ali ima dalekosežne posljedice. Upravo ta „tiha snaga mozga“ čini razliku između pukog reagiranja i stvarnog razumijevanja.