Karl Friston ja vapaan energian periaate
Karl Friston on neurotieteilijä ja vapaan energian periaatteen luoja, joka asiantuntijoiden mukaan voi mullistaa aivotutkimuksen. Ennen tämän teoreettisen käsityksen kehittämistä Friston oli tullut tunnetuksi siitä, että hän oli kehittänyt tehokkaan tekniikan aivojen kuvantamistulosten analysoimiseksi ja aivokuoren toiminnan eri näkökohtien selvittämiseksi.
Fristonia pidetään tärkeimpänä aivotutkijana viimeisten 25 vuoden aikana. Maaliskuussa 2010 hän yllätti kaikki esittelemällä vapaan energian periaatteen Euroopan parlamentin järjestämässä Brain Awareness Week -tapahtumassa.
“Neuronit ovat herkän ja elegantin muotoisia soluja, sielun salaperäisiä perhosia, joiden siipien räpyttely kenties jonain päivänä selventää henkisen elämän salaisuuden.”
-Santiago Ramon ja Cajal-
Uskotaan, että vapaan energian periaate mahdollistaa suurenmoisen yhtenäisen teorian aivoista, joka ilmaistaan matemaattisessa laissa. Tällä hetkellä, vaikka aivojen kartoittamisessa on edistytty paljon, ei ole vieläkään selvää, kuinka sen osat ovat integroituneet. Fristonin teoria menee tähän suuntaan.
Bayes-päättelyä
Bayesiläinen tilastotiede on todennäköisyyteen perustuva malli. Sen esitti englantilainen pappi nimeltä Thomas Bayes 1700-luvulla. Tässä artikkelissa emme sukella aiheeseen yksityiskohtaisesti, mutta Bayesin periaatteet ovat kuitenkin olennainen osa vapaan energian teoriaa ja tästä syystä annamme niistä joitakin perustietoja.
On tehty kokeilu, joka havainnollistaa Bayesin teoriaa. Huoneessa on useita laatikoita, joista kolme neljäsosaa on punaisia ja neljäsosa sinisiä. Laatikoissa on poletteja. Punaisten laatikoiden poleteista 80 prosenttia on punaisia ja 20 prosenttia sinisiä. Sinisten laatikoiden poleteista 80 prosenttia on sinisiä ja 20 prosenttia punaisia.
Kokeen osallistujien silmät sidotaan, heidät johdetaan laatikon luo ja heitä pyydetään ottamaan laatikosta poletteja. Henkilön on pääteltävä, minkä värinen on laatikko, josta hän ottaa poletteja. Yleisesti ottaen tästä kokeesta päätellään, että ihmisillä on a priori -päätelmä. Esimerkiksi: “On todennäköisempää, että saan punaisen laatikon, koska punaisia laatikoita on enemmän”.
Tämä a priori -päättely testataan sitten, kun henkilö on ottanut ulos poletit. Jos hän on ottanut esiin enemmän sinisiä poletteja kuin punaisia, hän todennäköisesti muuttaa päätelmäänsä näin: “ Koska olen ottanut enemmän sinisiä poletteja, laatikko on todennäköisesti sininen”. Tätä kutsutaan todennäköisyysfunktioksi. Fristonin vapaan energian periaate väittää, että aivot toimivat tällä tavalla.
Vapaan energian periaate
Professori Karl Friston Wellcome Trust Center for Neuroimaging -keskuksesta ehdotti vapaan energian teoriaansa vuonna 2010. Se pyrkii selittämään aivojen toimintaa ja perustuu kahteen perusperiaatteeseen. Ensimmäinen sanoo, että aivot tekevät jatkuvasti ennusteita maailmasta, eivätkä ne koskaan lakkaa tekemästä sitä.
Toinen periaate ehdottaa, että aivot soveltavat Bayesin päättelyä tehdäkseen näistä ennusteista johdonmukaisia. Ne ennakoivat kokemuksia (a priori -päättely) ja säätävät ennusteita sen perusteella, mitä ne korostavat sekä varmistavat käytännössä. Fristonin mukaan tämän tavoitteena on välttää yllätyksiä niin tehokkaasti kuin mahdollista.
Kyse ei ole siitä, että aivot eivät pidä yllätyksistä, vaan siitä, että jos aivot voivat välttää yllätyksiä, ne säästävät energiaa toiminnassaan. Kaikki, mikä on odottamatonta, pakottaa aivot työskentelemään kovemmin. Siksi “ennakoimalla” mitä tapahtuu tai ei tapahdu ja hyödyntämällä sitä mitä olemme oppineet, vältämme kuluttamasta enemmän energiaa kuin on tarpeen.
Kokeilu
Glasgow’n yliopiston psykologian laitoksen ja Frankfurtin Max-Planckin aivotutkimusinstituutin tutkijat suorittivat kokeen, joka näyttää tukevan vapaan energian periaatetta. Tutkijat lähtivät siitä ajatuksesta, että aivot “ennustavat” tehokkaasti, jotta ne säästäisivät energiaa.
Otetaanpa esimerkki: Kun lähestyt työpöytääsi, sinulla on jo kuva siitä mielessäsi. Sinun ei tarvitse katsoa jokaista esinettä tietääksesi niiden olevan siellä, mutta melkein katsomatta ojennat kätesi ja otat kynän, jonka jätät aina samaan paikkaan. Huomiosi kiinnittyy kynään tai työpöytään vain, jos siellä on jotain uutta tai sopimatonta, tai jos kynä ei ole odotetulla paikallaan.
Tämän ajatuksen testaamiseen tutkijat käyttivät 12 vapaaehtoista. Heitä pyydettiin tuijottamaan kuvaa tietokoneen näytöllä, kun samalla skanneri tarkkaili heitä. Kiinteän kuvan alapuolelle ja yläpuolelle ilmestyi kaksi liikkuvaa pistettä, jotka sitten katosivat ja ilmestyivät uudelleen. Sitten näytölle ilmestyi uusi piste, joka pyöri näytöllä satunnaisesti.
Tutkijat havaitsivat, että aivojen aktiivisuus on alhaisempi, kun siinä on ennustettavia elementtejä, tässä tapauksessa kiinteä kuva ja pisteet kuvan ylä- ja alapuolella. Toisaalta aivot ovat aktiivisemmat, kun ennalta arvaamaton ärsyke ilmaantuu, tässä tapauksessa satunnaisesti liikkuva piste. Tämä todistaa vapaan energian periaatteen perustan.
Kaikki lainatut lähteet tarkistettiin perusteellisesti tiimimme toimesta varmistaaksemme niiden laadun, luotettavuuden, ajantasaisuuden ja pätevyyden. Tämän artikkelin bibliografia katsottiin luotettavaksi ja akateemisesti tai tieteellisesti tarkaksi.
Aponte, E. A. (2015). ¿Es el principio de la energía libre una teoría normativa o descriptiva de la cognición? Pensamiento y Cultura, 18(1), 6-45.