Kobiety, mężczyźni, mózgi i (nie)cała reszta

1. Kobiety, mężczyźni, mózgi i (nie)cała reszta Włodzisław Duch Katedra Informatyki Stosowanej Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń, PL Google: W Duch Wojna płci, Toruń, 16.04.2008

2. (Neuro)kongitywizacja Powoli udaje się nam zrozumieć naturę ludzką. • Wszystkie dziedziny ulegają „kognitywizacji”: • Neurofilozofia, filozofia umysłu. • Psychologia (neuro)kognitywna. • Lingwistyka (neuro)kognitywna. • Nowe dziedziny: • Kognitywna matematyka, fizyka. • Kognitywna historia, antropologia, socjologia. • Kognitywna ekonomia i neuromarketing. • Neuroestetyka, Neuroetyka, Neuroteologia. • Gender studies? • + Wiele innych dziedzin ... bez zrozumienia siebie nie da się naprawdę rozumieć! Studia kognitywistyczne?

3. Kognitywna rewolucja Wiele dziedzin nauki przechodzi Kognitywną Rewolucję! Jaki jest sens życia? Nie wiem, wysiadły komputery Popularna wiedza jest jeszcze na niskim poziomie …

4. F.J. Gall na przełomie 19 w. zauważył, że kształt czaszki decyduje o zdolnościach, a 1000 przypadków potwierdziły to przekonanie. => Kranioskopia: mierzenie kształtu czaszki i określanie zdolności. Oto mapa 27 ośrodków: kochliwości, pobożności, dumy, humoru … W sprawach płci też tylko się nam wydawało … Czy mogę poprzestać na niepewności, czy muszę się zdeklarować? Niepewność pozwala się uczyć, pewność znacznie uczenie utrudnia (widać to na modelach). Jeśli zdajemy sobie sprawę z tego, jak łatwo się samemu oszukiwać, możemy uniknąć fanatyzmu (naukowego i nie tylko). Skąd coś wiemy? Niezwykle ważne pytanie: skąd coś wiemy? Przykład: cudowna dieta dr K, chińska medycyna ludowa (bardzo popularna w Singapurze) i inne cuda medyczne. Skąd wiemy, że działa? Skąd wiemy, że nasze opinie odpowiadają rzeczywistości?

5. Lwy i lwice Samce: do 270 kg, średnio 180 kg, samice do 180 kg, średnio 125 kg. Samce żyją w rodzinach patriarchalnych, 1-3 samców kontroluje 10-20 samic i ich potomstwo. Samce odpoczywają 20 godzin dziennie, jedzą prawie godzinę i chodzą około dwóch godzin. Lwice polują, ale to samce jedzą najwięcej (chociaż potrafią chować pożywienie przed samcami jak są głodne). Ale … byt kształtuje zachowanie (oraz świadomość). W rezerwacie Selinda lwy regularnie polują na hipopotamy i słonie. Zabicie tak dużych zwierząt wymaga wyjątkowej siły, w rezultacie to samce łączą się w grupy, mając zwykle jedną samicę dla zabawy. U lwów i lwic naliczono około 8% homoseksualnych kopulacji.

6. Biologia płci • Czemu dwie płci? • Czy mężczyźni są potrzebni? • Jeden z problemów biologii ewolucyjnej: czemu tylko dwie płci? • Dwie płci przyspieszają adaptację do zmiennych warunków środowiska, krzyżowanie jest bardziej efektywne niż mutacje, dając większe szanse w wyścigu z wirusami i pasożytami. • Więcej płci umożliwia jeszcze większe zróżnicowanie ale zwiększa koszty udanej reprodukcji; modele matematyczne biologii populacyjnej pokazują, że dwie płci są optymalnym rozwiązaniem. • Organizmy jednopłciowe są prymitywne: bakterie, grzyby, rzadko inne. • Większość ryb rafowych zmienia płeć przynajmniej raz w życiu. • Hermafrodytyzm występuje u roślin, robaków, małż, ryb i ludzi. • Istnieją trzy-płciowe śpiewające ryby, oraz mrówki (Pogonomyrmex), których królowa płodzi potomstwo z 2 rodzajami samców, by spłodzić robotnice i królowe, do przetrwania kolonii potrzebne są 3 linie DNA.

7. Tożsamość płciowa U ryb mamy bardzo zróżnicowane formy. U ssaków, w tym ludzi, tylko męska i żeńska? Ile naprawdę jest mężczyzny w mężczyźnie, a ile kobiety w kobiecie? • Ile mamy płci? Zależy na co patrzeć! • płeć genetyczna, określana na podstawie chromosomów; • płeć gonadalna: jądra, jajniki lub formy obojnacze; • płeć germinatywna (wytwarzanie gamet); • płeć genitalna (zewnętrzne narządy płciowe); • płeć hormonalna (androgeny vs. estrogeny); • płeć fenotypowa (drugorzędne cechy, np. owłosienie ciała, piersi itp.); • płeć mózgu (różnice w budowie mózgu); • płeć psychiczna, rola i własna identyfikacja; • preferencje seksualne, hetero, homo, bi, cała gama parafilii.

8. Płeć genetyczna Zwykle są pary chromosomów: XY (męski) lub XX (żeński). Y jest wyraźnie mniejszy. Możliwe są dodatkowe chromosomy: XYY, supermęski (zespół Jacoba, 1:850), agresywni osobnicy; XXY, zespół Klinefeltera (1:500), rzadsze 48,XXXY, 49,XXXXY, XXX, nadkobiecy (1:1000), X, zespół Turnera (1:2500). Nie ma pojedynczego Y, taka mutacja prowadzi do śmierci zarodka. W 2006 roku pierwszym przypadkiem uznania legalnego statusu osoby interseksualnej został(a) Alex McFarlane z Australii (XXY). W Polsce kilkanaście tysięcy osób nie da się jednoznacznie zakwalifikować do jednej z dwóch płci.

9. Więcej płci! Natura eksperymentuje, inaczej nie byłoby ewolucji. Guevedoche w Dominikanie to mutacja wyjątkowo szeroko rozpowszechniona (1:90), rodzą się z męskimi chromosomami XY, wyglądają jak dziewczynki, w okresie dojrzewania pojawiają się u nich męskie narządy. Wynika to z mutacji genu 5-alfa-reduktazy, enzymu zamieniającego testosteron w silniej działający dihydrotestosteron (DHT). Simbari z Wyżyn Wschodnich Papui określają takie przypadki jako "Kwolu-aatmwol" (kobiety przemieniające się w mężczyzn). W Indiach od ponad 2000 lat istnieje ruch Hijra osób interseksualnych (około 5-6 mln), mężczyzn o cechach kobiet (merm, rzadziej ferm), od 2005 roku trzecia płeć oznaczona jako E figuruje w ich dokumentach. Amerykańscy Indianie z przynajmniej 130 plemion uznawali osoby o męskim i żeńskim duchu w jednym ciele (Two-Spirit people). W Tajlandii nazywają się kathoey , mają osobne toalety. Trzecia płeć rozpoznana została już w starożytnej Mezopotamii, Egipcie, Indiach, Grecji i kulturach Ameryki Południowej.

10. Umysł i ciało Ludzki umysł jest ideą ludzkiego ciała (Spinoza, 1678). Rozróżnienie płci daje się zauważyć już około 6 tygodnia. Różne ciała, różne mózgi, więc różne zachowania. Damasio A, W poszukiwaniu Spinozy, Rebis 2005. Moir A, Jessel D, Płeć mózgu. PIW Warszawa 1994. Brizendine L, Mózg kobiety, VM Group 2006. Obraz świata mężczyzn jest odmienny od obrazu świata kobiet. Wychowanie ma duży wpływ, ale istnieją też uwarunkowania biologiczne, których nie należy ignorować (Pinker 2004). Czemu tak późno zaczęto badać wpływ biologii na działanie umysłu? Wszyscy ludzie są równi! Duch dominuje nad materią! Amerykańskie "equal opportunity" jest podstawą sprawiedliwości społecznej, ale z równości wobec prawa nie wynika identyczność ludzi.

11. Tradycja ... Tradycyjny punkt widzenia wielu kultur: duch w maszynie, homunkulus. „Ja” podejmuję świadomie decyzje dzięki wolnej woli. • S. Pinker: Tabula Rasa. Spory o naturę ludzką (The modern denial of human nature) 2002 (tł. GWP 2004). • Tabula Rasa (J. Locke), nie ma płci biologicznej, jest tylko kulturowa. • Szlachetny Dzikus (J.J. Rousseau), człowiek jest dobry z natury … • Duch w maszynie (Kartezjusz), czyli sam decyduję o wszystkim.

12. Dymorfizm płciowy w podwzgórzu Największe różnice damsko-męskie występują w podwzgórzu, kontrolującym hormony, cykle miesięczne i zachowania seksualne. • Jądra SDN (SexuallyDimorphicNucleus) obszaru preoptycznego (SDN-POA) zaangażowane są u zwierząt w reakcje seksualne na wszystkich etapach, 4 jądra INAH-1 do INAH-4 u ludzi. • Męskie jądra INAH-2 i 3 są >2x większe niż u kobiet, ich wielkość skorelowana jest z poziomem testosteronu w okresie płodowym. • Zmienne w różnym okresie życia. • Wielkość tych jąder u baranów skorelowana jest z ich orientacją seksualną (ok. 8% woli barany od owiec). • U mężczyzn homoseksualnych wielkość tych jąder ~ jak u kobiet. • Uszkodzenia mogą zmienić preferencje seksualne zwierzęcia; może to wynikać z reakcji na zapachy, są w nich neurony wydzielające aromatazę, enzym zamieniający androgeny w estrogeny.

13. Zapachy i nerw zerowy Informacje na temat sygnałów z narządów zmysłów dochodzą przez 12 par nerwów czaszkowych, informacje węchowe przez nerw I. Nerw zerowy podłączony jest do ludzkiego odpowiednika narządu przylemieszowego, który u wielu zwierząt ma receptory feromonów i dopiero w latach 1990 został jednoznacznie opisany u ludzi. Grupa komórek narządu przylemieszowego w jamie nosowej łączy się z jądrem przedwzrokowym podwzgórza. Przerwanie nerwu zerowego u chomików powoduje utratę zainteresowania partnerem, a stymulacja u różnych zwierząt wywołuje reakcje seksualne – jak jest u ludzi? Wieloryby i delfiny nie mają węchu (nos zastąpiła im dziura oddechowa na grzbiecie), ale mają nerw zerowy, konieczny do szukania partnerów.Kobiety wybierają zapach koszul osobników maksymalnie odmiennych. Spekulacje: środki antykoncepcyjne i zapachowe mogą zaburzać normalne działanie systemu doboru partnera, w efekcie przyczyniając się do wzrostu liczby niedobranych par.

14. Hormony Podwzgórze (0.003% masy mózgu) i przysadka wydzielają hormony, regulujące stan organizmu, jego rozwój, wpływając na nastroje i emocje. • Androgeny, męskie hormony płciowe, głównie testosteron.Zaburzenia tożsamości płciowej wynikają ze zbyt dużej dawki testosteronu w rozwoju dziewczynek i zbyt małej chłopców. • Estrogeny, żeńskie hormony płciowe, grają też istotną rolę w męskich mózgach (szczególnie estradiol, powstający z testosteronu). Psychoneuroendokrynologia: hormonyneuronypsychika. Homeostaza u mężczyzn i cykliczne zmiany w poziomie estrogenu, progesteronu i testosteronu. Skłonność do agresji skorelowana jest z poziomem androgenów, ale kluczową rolę gra tu serotonina (neurotransmiter). Estrogeny stymulują produkcję oksytocyny i dopaminy w okresie dojrzewania, wywołując potrzebę bliskości i uruchamiając związane z nią mechanizmy nagrody.

15. Rozwój Czy naczelne mają podobne preferencje co ludzie? Makaki, 11 samców i 23 samice z Yerkes National Primate Research Center, Atlanta, dostały do wyboru zabawki, samochodziki, pluszaki i szmaciane lalki: samce znacznie chętniej wybierały „męskie” zabawki, samice bawiły się w równym stopniu wszystkimi. • Dwa etapy kształtowania mózgu: • Rozwój: uaktywnij geny, wytwórz białka, buduj mózg i ciało, nie mając w DNA dostatecznie szczegółowej informacji. • Apoptoza: usuń niepotrzebne neurony i połączenia. • Do 8 tygodnia płodu nie ma różnic, blokowanie testosteronu daje zawsze osobniki żeńskie, nawet jeśli są XY – a co z bliźniakami K/M? • Na etapie apoptozy męskie mózgi tracą więcej połączeń, kobiece mózgi rozwijają się szybciej, zwłaszcza w aspekcie społecznym. • Dlaczego dziewczyny chodzą w szkole razem do łazienki?

16. Różnice budowy mózgu Różnice damsko-męskie występują też w: • gęstości, wielkości neuronów i całego mózgu, połączeniach; • kora prawej półkuli mózgu samców jest grubsza niż u samic; • kora lewej półkuli, szczególnie obszarów językowych, jest grubsza u samic, wpływa na to chromosom X i poziom testosteronu. • Istotne różnice odkryto w zakrętach kory, których objętość jest silnie skorelowana z inteligencją: czołowym (BA 10, 46, 9), skroniowym (BA 21, 37, 22, 42), ciemieniowym (BA 43, 3), potylicznym (BA 19) oraz białej materii w okolicach BA 39 (prawy skroniowy zakręt środkowy), u kobiet więcej materii białej, mniej szarej. • Inteligencja mierzona testami była podobna, więc te same funkcje realizowane są w nieco odmienny sposób u kobiet i u mężczyzn. • Funkcje językowe są u kobiet bardziej w przedniej części lewego płata skroniowego, dzięki czemu rzadziej cierpią na afazje. • Prawy płat ciemieniowy > lewy u kobiet, odwrotnie u mężczyzn.

17. Funkcje: podsumowanie Kobiety: • Wykazują większą empatię, umiejętność współdziałania. • Zręczniejsze manualnie, wrażliwsze na zapachy. • Lepsze w testach rachunkowych. • Dostrzegają ogólne podobieństwo, brakujące elementy. • Lepsze wyniki w testach lingwistycznych (rzędu 0.1-0.5σ) • Szybciej zdobywają umiejętności językowe, łatwiej tworzą słowa. • Mężczyźni: • Wykazują większą precyzję rzutów. • Szybszą rotację mentalną (większy lewy płat ciemieniowy). • Mają lepszą orientację przestrzenną (rzędu 0.8σ). • Większe zdolności matematyczne i geometryczne (rzędu 0.5σ). • Częściej cierpią na autyzm, który uznawany jest czasami za krańcową postać męskiego mózgu (Baron-Cohen).

18. Różnice: emocje • "Kobieca intuicja" może być wynikiem lepszej integracji struktur mózgu, kojarzenia informacji werbalnych i wizualnych. • Różnice wydają się zależeć od poziomu androgenów/estrogenów. • Reakcje emocjonalne u kobiet podobne są w obu półkulach, u mężczyzn silniejsze są w półkuli prawej. • Ile jest procentowo wybitnych pianistek (lewa i prawa ręka pracuje niezależnie), a ile skrzypaczek (silna koordynacja obu rąk)? W orkiestrach jest znaczna przewaga skrzypaczek, wśród pianistów odwrotnie, ale trudno jest znaleźć wiarygodne oceny procentowe. • Kobietom łatwiej wysłowić uczucia dzięki lepszej integracji. • Zadania abstrakcyjne u mężczyzn to głównie rola prawej półkuli (u kobiet obu); nieco lepsze wyniki osiągnąć można patrząc na zadanie w lewym polu widzenia, czyli po lewej stronie! • Kobiety silniej reagują na bodźce zmysłowe, informacje niewerbalne. • Mężczyźni potrzebują hierarchii, reguł ustalających miejsce w grupie.

19. Budowa mózgu • Podział funkcji półkul mózgowych i lokalizacja funkcji poznawczych u kobiet nie tak wyraźna jak u mężczyzn. • Splenium, płat tylnej części spoidła wielkiego jest większy u dorosłych kobiet niż u mężczyzn (trudno to jednak dobrze zmierzyć). • Uszkodzenia mózgu powodują odmienne skutki u kobiet i mężczyzn. • U kobiet integracja półkul mózgu jest większa, uszkodzenie lewej półkuli trzykrotnie rzadziej powoduje problemy z mową. • Uszkodzenie prawej półkuli wpływa wyraźnie silniej na mężczyzn. • Niektóre funkcje są bardziej zlokalizowane u kobiet, np. związane z ortografią i gramatyką, inne mniej, np. reakcje na bodźce słuchowe i wzrokowe są bardziej zróżnicowane u chłopców. • Sprawność funkcji zwykle rośnie wraz z ich lokalizacją. • Mężczyznom łatwiej jest mówić i analizować mapę.

20. Język • Różnice aktywności mózgu w zadaniach na określenie, czy wysłuchane bądź przeczytane słowa są po pierwszej spółgłosce identyczne (np. has-jazz, pint-mint), lub czy się rymują. • Cyjan: obszary wspólne, różowy: tylko dziewczynki. • STG: zakręt skroniowy dolny górnyIFG: zakręt czołowy dolnyITG: zakręt skroniowy dolny Ling: zakręt językowatyCun: klinek

21. Neurony lustrzane U naczelnych i niektórych ptaków kora czołowa przedruchowa jak i kora dolnej części płata ciemieniowego zawiera neurony aktywne zarówno w czasie własnego działania jak i obserwacji podobnego działania innych. Prawdopodobne funkcje: rozumienie intencji: inne neurony reagują na „uchwyć i połóż” a inne na „uchwyć i zjedz”. Empatia: u ludzi przednia część wyspy i kora dolnoczołowa (IFC) reaguje zarówno na emocje własne jak i obserwowane u ludzi, im silniejsze jest poczucie empatii (kobiety!) tym silniej (Jabbi i inn, NeuroImage, 2006) Język: IFC jest blisko obszaru Broca, rozumienie gestów i mowy może być ze sobą powiązane. Teoria innych umysłów, autyzm to uszkodzenie neuronów lustrzanych?

22. Empatia Jackson i inn, Neuroimage (2005) ACCgra rolę w analizie i zachowaniach związanych z unikaniem bolesnych zdarzeń, łącząc funkcje uwagi i oceny by określić jak istotna jest emocjonalna wartość zdarzenia i jaki mu nadać priorytet. Kora wyspy AIC otrzymuje informacje o sygnałach bólu monitorując fizjologiczny stan ciała; ACC i AIC reagują na cudzy jak i własny ból.

23. Jakie Ja? A. Damasio, The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the Making of Consciousness (1999), „Tajemnica świadomości” (2000). Elementy „ja” można rozpatrywać na kilku poziomach: • Proto-ja: informacje o środowisku wewnętrznym, płynące z pnia mózgu oraz podwzgórza; nie są uświadamiane ale pozwalają na utrzymanie homeostazy. • Świadomość rdzenna (core): świadomość aktualnych zdarzeń, istnieje nawet w przypadku całkowitej amnezji następczej, przytomność tutaj i teraz, poczucie istnienia. • Świadomość rozszerzona, pamięć autobiograficzna. • Inne podziały: • Świadomość pierwotna i refleksyjna • Świadomość dostępowa i fenomenalna (N. Block)

24. Samorozpoznawanie G.G. Gallup, Self-recognition in primates: A comparative approach to the bidirectional properties of consciousness. American Psychologist 32: 329-38 (2002); Dotychczas rozpoznawały się szympansy, orangutany, goryle, słonie, delfiny. Koncepcja „ja” => zdolność do empatii, rozumienia stanów mentalnych innych istot. Test kierunku spojrzenia: jeśli jedzenie wskazuje dwóch ludzi, jeden z przepaską na oczach, to szympans zwykle wybiera wskazówki tego bez przepaski. Odczytywanie stanu umysłu innych istot pozwala na przewidywania. Czy ze zdolności do odczytywania stanu innych zrodziła się samoświadomość?

25. Jak szukać reprezentacji Ja? Kelley i inn. JCN 14, 785-704, 2002; oceny cech osoby odnoszone do: siebie, prezydenta Busha, lub ocena – czy pisane dużymi literami?

26. Gdzie realizowane są funkcje Ja? Kelley i inn. 2002, wyniki fMRI

27. Gdzie dokładniej jest Ja? C.L. Heatherton i inn, Medial prefrontal activity differentiates self from close others. Social Cognitive & Affective Neuroscience 1, 18-25, 2006. Oceny odnoszące się do siebie i bliskich osób różnią się w sposobie aktywacji grzbietowej przyśrodkowej kory przedczołowej (DMPFC) i przedniej części kory zakrętu obręczy (AC). Reprezentacja neuronalna „ja” odróżnia się od reprezentacji innych, chociaż jest podobna do reprezentacji osób bliskich. „Ja” w relacji do innych = rola społeczna.

28. Czy Ja jestem przyczyną działania? Farrer & Frith, Experiencing Oneself vs Another Person as Being the Cause of an Action: The Neural Correlates of the Experience of Agency Neuroimage 15, 596, 2002. Świadomość własnego działania (rysowania dźojstikiem) związana jest z aktywnością przedniej części wyspy (AIC), a świadomość, że uczestniczy się biernie i inna osoba wykonuje ruchy z aktywacją dolnej kory ciemieniowej (IPC). AIC: integracja wielomodalnych informacji zmysłowych związanych z własnym wolicjonalnym działaniem. IPC: reprezentacja ruchu w układzie niezależnym od własnego położenia?

29. Różne ‘Ja’ w mózgu Northoffi inn, Self-referential processing in our brain - a meta-analysis of imagingstudies on the self. Neuroimage 31, 440, 2006 CMS, Cortical Midline Structures, korowe struktury przyśrodkowe, są siedliskiem procesów odnoszących się do „ja” w testach werbalnych, przestrzennych, emocjonalnych, rozpoznawania twarzy. Dobrze ukryte, rzadko ulegają uszkodzeniom, pośredniczą w komunikacji pomiędzy układem limbicznym, pniem mózgu i korą. Proto-ja: ciało, autobiograficzne ja: pamięć; społeczne ja: relacje.

30. Intencje w mózgu Hayens i inn, Current Biology 2007: dostaniesz za chwilę dwie liczby, możesz je dodać lub od siebie odjąć ... a aktywność przyśrodkowej kory czołowej mi pokaże, jakie są Twoje intencje ...

31. Czy „Ja” podejmuje decyzje? B. Libet i inn. The Volitional Brain: Towards a Neuroscience of Free Will. Imprint Academic 2000 Klasyczne doświadczenia Libeta: stymulacja palca odczuwana jest 500 ms przed stymulacją kory. Obserwacja potencjałów gotowości RP 300 ms przed wrażeniem podjęcia decyzji o naciśnięciu przycisku, najpierw są plany ruchu, potem decyzja a nie odwrotnie. Czy wola ma prawo weta? Wątpliwe. Trevarna & Miller 2002, inni. Doświadczenia z TMS: chociaż 80% wybiera stymulowaną rękę, wybór odczuwany jest jako „wolny”.

32. WWW (Google “Duch”) => referaty Wykłady: Jak działa mózg. Neuropsychologia komputerowa. Wstęp do kognitywistyki Dziękuję za uwagę.