Tre ganger tre ganger tre millimeter. Det er det minste området som Siri Leknes og hennes kolleger av nevroforskere normalt kan skjelne når de tar bilde av hjernen.

Det vil si – det er ikke et vanlig fotografi. Bildene hentes ut av en stor, støyende trommel som forsøkspersonen ligger inni, Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI.

Den viser oksygenet i blodet når det skyller gjennom de mest aktive områdene hjernen.

- Det vi ser, er en etterdønning, sier Leknes. Hun viser meg bilder av spøkelsebleke mønstre på en skjerm.

- Det tar fire til seks sekunder fra nervecellene fyrer av, til de får ny forsyning av oksygenrikt blod. Det er dette vi ser. Og så trekker vi fra disse sekundene og regner oss tilbake.

Rådata fra netthinnen

Tilbake til et lite glimt, for eksempel. Et glimt av et synsinntrykk, i et vitenskapelig forsøk.

- Vi viser et bilde i 18 millisekunder til forsøkspersonen. Det er under grensen for hva vi oppfatter bevisst, men nok til at synssenteret i hjernen kan fange det opp, sier Leknes.

Hun har blant annet studert slike mønstre i sin doktorgrad, og arbeider videre med dem som forsker på Institutt for psykologi ved Universitetet i Oslo.

Vi sitter i den skarpe høstlufta i Forskningsparken. Siri Leknes bøyer seg over dataskjermen, slik at den skarpe sola ikke skal ødelegge kontrasten.

- På dette fMRI-bildet av hjernen er vi nær de rene rådata fra netthinnen, forklarer hun.

Rett fra bildebrikken, så å si.

Å tolke tolkninger

Men viser du bildet av et kryss, så ser du ikke et kryss i hjernen. Så enkelt er det ikke.

Derfor vakte det oppsikt da japanske forskere i 2008 klarte å tolke hjernemønstrene. De kunne se i hjernen hva forsøkspersonen så. Gjenskape det som et bilde. Diffust, men gjenkjennelig.

Siden 2008 har forskerne kommet ett skritt lengre. De lærer å tolke mer enn rådata fra sansene, mer enn mønstre på netthinnen. De lærer å tolke tolkninger.

I 2008 klarte Yoichi Miyawaki og kollegene hans å gjenskape synsinntrykk fra fMRI-skanninger av hjernen. Til venstre i videoen sees synsinntrykkene, og til høyre de tolkede fMRI-skanningene.
 

Ser smerte

- Som for eksempel smerte. Smerte er ikke sanselige rådata, på samme måte som syn. Vi kan ikke finne en primær smertecortex i hjernen, på samme måte som en primær synscortex.

- Det betyr at når du trekker til deg hånda fra den varme kokeplata, skjer det før hjernen din har rukket å tolke opplevelsen som smerte, sier Leknes.

Det betyr også at når forskere fra amerikanske Stanford University School of Medicine tidligere i høst klarte å tolke smerteopplevelse ut fra fMRI-bilder, så hadde de kommet ett skritt nærmere å lese tolkninger ut av hjernebilder. Og tolkninger er tanker.

• Les om Stanford-forskernes funn: Vondt som bare 3

Si meg heller hva du tenker

- Da åpner det seg skremmende muligheter, sier Leknes.

- Det skremmende ligger i at hjerneforskeren kan overprøve pasienten. Hvis du sier at du ikke har vondt, skal jeg kunne putte deg inn i en skanner og si at jo, det har du? Skal jeg ikke høre på deg?

Eksemplet kan virke konstruert, men det er nok av andre situasjoner hvor eiendomsretten over egne tanker kan bli truet.

Hva om reklamebyråer kan se når annonsen gir deg lyst til å kjøpe en vare? Hva om en dommer kan dømme deg for hva du tenker, framfor hva du sier?

Du eier din tanke

Og eksemplene er ikke hentet ut av luften.

Såkalt neuromarketing har vært brukt av blant andre Google, Disney og det amerikanske fjernsynsselskapet CBS for å vurdere publikums tanker om annonser, ifølge New York Times.

- Hjerneavbildning har også vært brukt som støttebevis i rettssaker, omtrent som en løgndetektor, forteller Leknes.

I jussen er ”habeas corpus” et viktig prinsipp. Du eier din egen kropp, i den forstand at den ikke kan stenges inne bak fengselsgitteret uten en fast tidsramme for lov og dom.

Kan vi bli nødt til å formulere en ”habeas mens” – du eier din egen tanke?

- Jeg mener at selv om den tiltalte er pedofil eller terrorist, så kan vi ikke overprøve hva han sier med hva vi ser at han tenker, uansett hvor gode metodene våre blir, sier Leknes.

- Det at man for eksempel ser mønstre som tyder på seksuell opphisselse om personen får se bilder av barn, betyr jo ikke nødvendigvis at personen vil begå overgrep i fremtiden.

- Kan hende skyldes hjerneaktiviteten i disse områdene helt andre tanker. Selv de mest nøyaktige av våre metoder vil ha en betydelig feilmargin, understreker hun.

Men metodene blir raskt bedre. Derfor mener hun at det haster med å risse opp de etiske retningslinjene for bruk av hjerneskanning.

Flere nivåer

Men forbedringene er også et framskritt. De gir løfte om nye behandlingsmetoder. Leknes har selv forsket på hvordan smertebehandling kan bli bedre når vi forstår hjernen på flere nivåer, fra det fysiske opp til tolkede sanseinntrykk, tanker og følelser.

For hva skjer med en helt typisk pasient som får smerter nederst i ryggen? Jo, pasienten blir redd for å bevege seg. Bevegelse gjør vondt.

Jo mindre pasienten beveger seg, desto mer vondt får han. Og passiviseringen går etter hvert ut over det sosiale livet, og dermed over selvbildet.

- Det hjelper med samtaleterapi for å bedre selvbildet. Det hjelper med sosial trening. Det hjelper å trene fysisk. Og det hjelper med smertedempende medisiner. De beste smertebehandlingene hjelper folk på alle nivåene, understreker Leknes.

Fjerner fordommer

Målet er altså en ny tverrfaglighet, der hjerneforskere, fysioterapeuter, leger, psykologer og andre kan arbeide sammen.

- Hjerneavbildningsteknikker kan gi mye bedre forståelse av psykiske sykdommer, at de har et fysisk fundament i hjernen.

- Det kan bidra til å fjerne fordommer rundt slike lidelser, sier Leknes.

Linjer trekkes oppover

Men selv om tanker og følelser er laget av nerveimpulser, vil vi noensinne forstå akkurat på hvilken måte? Vil vi kunne bruke de laveste nivåene til å forklare de øverste?

Forskerne er allerde i ferd med å bygge sammen de nederste nivåene.
- Det gjøres forsøk der impulsene fra enkelte nerveceller kartlegges, i rotter eller under hjerneoperasjoner.

- Disse veldig detaljerte observasjonene kan brukes til å forutsi hva man vil se på grupper av nerveceller i tilsvarende fMRI-bilder ett nivå høyere. Så vi er i ferd med å trekke forbindelseslinjer oppover, sier Leknes.

Men selv om hun fortsatt er oppslukt av mulighetene for en stadig dypere forståelse av hjernen, og gleder seg til å arbeide med det i mange år framover, ser hun grenser for forståelsen.

Den rosa klumpen

- De fleste nevroforskere vil vel si at vi aldri kan få en modell som forklarer hele kompleksiteten i hjernen. Den modellen måtte jo være like kompleks som hjernen, og da ville vi aldri klare å forstå modellen, sier Leknes.

- Hvordan kan materie bli det som vi kaller for ånd? Det spørsmålet tror jeg ligner litt på ett som jeg har diskutert med en venninne. Hun er kosmolog, og forklarer universet som uendelig og ekspanderende.

- Men hvordan kan noe ekspandere, hvis det er uendelig? Det må jo ekspandere i noe? Og da må det jo likevel ha en ende – der universet slutter dette noe begynner?

- Her opplever jeg at en vanlig forståelse opphører, og at det til sist blir nødvendig å akseptere modellen uten en grundig forståelse. Slik sett likner denne typen forståelse mer på religion enn på vanlige vitenskapelige forklaringer, mener Leknes.

- Derfor mener jeg at denne typen spørsmål er av samme typen som: Hvordan kan en rosa klump med nerveceller være basis for at vi sitter her og hører vinden rasle i løvet?

Referanse:

Siri Graff Leknes: Pain, pleasure and relief, Thesis submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy at the University of Oxford, January 2008
Yoichi Miyawaki et.al: Visual Image Reconstruction from Human Brain Activity using a Combination of Multiscale Local Image Decoders, Neuron, Volume 60, Issue 5, 915-929, 10 December 2008, doi:10.1016/j.neuron.2008.11.004