Synchronizacja umysłów? Dla gatunków społecznych to pestka

Neuronauka kolektywna, jak nazywają tę dziedzinę niektórzy praktycy, to szybko rozwijająca się gałąź badań. Jej podstawowym odkryciem jest fakt, że podczas rozmowy lub wspólnego doświadczenia fale mózgowe ludzi się synchronizują. Neurony w korespondujących ze sobą obszarach aktywują się w tym samym czasie, tworząc pasujące do siebie wzory jak tancerze. Ośrodki słuchu i wzroku w mózgu reagują na kształt, dźwięk i ruch w podobny sposób, podczas gdy obszary wyższego rzędu zachowują się podobnie podczas bardziej wymagających zadań, takich jak przypisywanie znaczeń czemuś widzianemu lub słyszanemu. „Nadawanie na tych samych falach”, co inna osoba, jest widoczne w aktywności mózgu.

Taka aktywność sprzyja bogactwu i złożoności relacji społecznych na wyższych poziomach. Na przykład w szkole, gdy nauczyciel prowadzi lekcje, wzorce przetwarzania mózgowego uczniów zaczynają się dopasowywać do wzorców nauczyciela, a im lepsze dopasowanie, tym lepsze wyniki nauczania. Fale neuronalne w pewnych obszarach mózgu ludzi słuchających występu muzycznego odpowiadają falom wykonawcy – im lepsza synchronizacja, tym większa przyjemność. Zakochani wykazują lepszą synchronizację mózgów niż znajomi, podobnie jak bliscy przyjaciele w porównaniu z osobami, których wzajemne więzy są luźniejsze.

Ale jak dochodzi do synchronizacji? Wiele aspektów tego zjawiska pozostaje zagadką – nawet naukowcy czasem określają je słowem „magia”. Prostym wyjaśnieniem może być fakt, że spójność aktywności mózgów jest następstwem wspólnych doświadczeń lub tego, że słyszymy lub widzimy to samo. Jednak z najnowszych badań wynika, że synchronizacja może być czymś więcej. Weizhe Hong, neuronaukowiec z UCLA (University of California w Los Angeles) uważa, że tylko zaglądając do mózgów osób uczestniczących w interakcji, możemy zacząć „w pełni zrozumieć, co się dzieje”.

Naukowcy wykrywają synchronizację u ludzi i zwierząt oraz mapują jej przebieg – rytm, zgranie i nasilenie – aby lepiej zrozumieć, jakie korzyści mogą z niej wynikać. Znajdują dowody na to, że synchronizacja mózgów stanowi przygotowanie do interakcji i zaczynają uznawać ją za wyznacznik relacji. Biorąc pod uwagę, że zsynchronizowane doświadczenia są często przyjemne, badacze podejrzewają, że jest to zjawisko korzystne: pomaga wchodzić w interakcje i być może ułatwia ewolucję społeczności. Ten nowy rodzaj badań mózgu może również wyjaśnić, dlaczego nie zawsze możemy się z kimś zgrać lub dlaczego izolacja społeczna jest szkodliwa zarówno dla zdrowia fizycznego, jak i psychicznego.

Rezonans

Te kuszące perspektywy skłoniły mnie w grudniu minionego roku do założenia szpitalnego fartucha i położenia się w tubie skanera czynnościowego jądrowego rezonansu magnetycznego (fMRI) w Harvard University. Zgodnie z instrukcją starałam się pozostać całkiem nieruchoma, z głową w kołysce i z kciukiem na przycisku alarmowym. Było tak niewygodnie, jak mnie ostrzegano.

„Wszystko w porządku?” – spytał stłumiony głos z pokoju kontrolnego obok.

„Jest ok” – skłamałam.

Wtedy w moich słuchawkach zabrzmiał inny, mocniejszy głos: „Słyszysz mnie?”

To był Sid. Miał być moim partnerem w rozmowie przez następną godzinę.

Przedstawiliśmy się. Powiedziałam, że jestem dziennikarką naukową. On pracował w laboratorium neuronauki społecznej w Dartmouth College. Komunikowaliśmy się przez Internet, leżąc w urządzeniach do obrazowania mózgu, oddalonych od siebie powyżej 200 km.

Nad każdym z nas migały na ekranach instrukcje. Naszym zadaniem było wspólne opowiedzenie historyjki na zadany temat naprzemiennymi 30-sekundowymi etapami. Temat brzmiał: „Grupa dzieci spotyka kosmitów”.

Zaczęłam mówić o szkolnej wycieczce, która w parku zobaczyła spektakularne lądowanie – hałas i jaskrawe światła statku kosmicznego obcych. Sid kazał kilku śmielszym dzieciom, zachęconym przez chłopca o imieniu Kevin, podejść bliżej. Ja dodałam dziewczynkę Annabel, która dotknęła palcem jednego z kosmitów. Sid rzucił kilka uwag na temat dawnych kontaktów między różnymi światami.

W końcu licznik na ekranie nade mną dał znać: 4…, 3…, 2…, 1… – czas się skończył. Pojawiły się nowe instrukcje. Teraz każde z nas musiało stworzyć własną historyjkę w 30-sekundowych sekwencjach. Pomiędzy swoimi odcinkami słuchaliśmy rozwijającej się opowieści drugiej osoby. Kiedy to się skończyło, oboje musieliśmy opowiedzieć wszystkie trzy historie – naszą wspólną i te, które wymyśliliśmy osobno.

Historyjka, którą stworzyliśmy razem z Sidem, nie była zbyt oryginalna. Mój solowy występ – o dzieciaku, który wpadł w tarapaty – był jeszcze mniej ciekawy. Ale jedno okazało się znamienne: wspólna praca była dla mnie znacznie przyjemniejsza niż indywidualna – do tego stopnia, że zapomniałam o swoim dyskomforcie. Kiedy następnego dnia spotkałam Sida w Dartmouth, potwierdził to samo. Jemu też bardziej podobało się opowiadanie historii ze mną niż samemu.

Wydawało się to pasować do koncepcji neuronaukowczyni z Dartmouth, Thalii Wheatley, która zorganizowała to pionierskie badanie. Podczas gdy Sid i ja wykonywaliśmy swoje zadania, Wheatley, postdoc JD Knotts i Adam Boncz z Research Center for Natural Sciences w Budapeszcie obserwowali eksperyment z pokojów kontrolnych na Harvardzie i w Dartmouth, a to, co i kiedy Sid i ja powiedzieliśmy i co wtedy działo się w naszych mózgach, rejestrowały komputery. Skanery fMRI, w których byliśmy, śledziły zmiany w przepływie krwi w mózgach, ściśle korelujące ze zmianami aktywności neuronów. Wyniki takiego obrazowania pośrednio określają, gdzie w mózgu coś się dzieje. Na przykład kora słuchowa powinna być aktywna podczas słuchania, podobnie jak obszary w płacie skroniowym, które uczestniczą w przetwarzaniu i rozumieniu języka.

Później zespół badawczy zajął się obszernym zbiorem wygenerowanych danych z nadzieją dostrzeżenia korelacji w zmianach w dwu mózgach podczas interakcji, a nawet pojawienia się czegoś nowego. „Gdy rozmawiamy ze sobą, tworzymy w pewnym sensie pojedynczy nadmózg, którego nie da się zredukować do sumy jego części; podobnie jak tlen i wodór łączą się, tworząc wodę – coś wyjątkowego, czego nie można rozpatrywać jako sumy tlenu i wodoru” – uważa Wheatley.

Przynajmniej taka jest koncepcja. By dostrzec „coś szczególnego”, naukowcy porównają aktywność mózgów mojego i Sida oraz innych par poddawanych badaniu sekunda po sekundzie, woksel po wokselu, w trakcie naszej sesji z opowiadaniem, szukając oznak koherencji. Wezmą też pod uwagę kwestionariusze z opiniami wypełniane przez nas po badaniu (z pytaniami w rodzaju: „jak bardzo podobała ci się historyjka, którą tworzyłeś ze swoim partnerem?”). Takie analizy wymagają czasu, ale za mniej więcej rok, jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, pojawią się pierwsze wyniki.

Nie tylko fmri i nie tylko ludzie

Pierwsze badanie hiperskaningowe (dwie osoby i dwa fMRI) przeprowadzono w Baylor College of Medicine w Houston. Neuronaukowiec Read Montague, obecnie pracujący w Virginia Polytechnic Institute and State University, umieścił dwie osoby w osobnych skanerach fMRI i zarejestrował aktywność ich mózgów podczas prostej gry konkurencyjnej. Cel tego eksperymentu ograniczony był do wykazania wykonalności jednoczesnego śledzenia aktywności dwóch mózgów i identyfikacji przeszkód technicznych. Wyniki opublikowano w 2002 roku. Od tego czasu metodę hiperskanowania ulepszono i rozszerzono na inne rodzaje urządzeń.

Podobnie jak fMRI, także czynnościowa spektroskopia bliskiej podczerwieni (fNIRS) umożliwia śledzenie zmian poziomu tlenu we krwi. Ponieważ utlenowanie wzrasta wraz z zapotrzebowaniem na energię, naukowcy mogą wykorzystać tę metodę do śledzenia aktywności mózgu. Stosując nadajniki i detektory światła korzysta się w tym przypadku z faktu, że bogata w tlen krew reaguje na światło inaczej niż mniej natlenowana. Wprawdzie fNIRS jest tańsza i łatwiejsza w stosowaniu, a także mniej stresująca dla badanych niż fMRI, ale też dostarcza mniej informacji, ponieważ badanie ogranicza się do zewnętrznych warstw mózgu.

Z kolei elektroencefalografia (EEG), inny rodzaj skanowania, pozwala głównie ocenić koordynację, rejestrując szybkość i sekwencje zmian aktywności – bardziej to, kiedy, a nie gdzie ta aktywność się pojawia. Fale w mózgu podobnie jak fale na wodzie cyklicznie wznoszą się i opadają szybciej lub wolniej. Pięć rodzajów fal – alfa, beta, gamma, delta i theta – różni się między sobą częstotliwością i amplitudą i oznacza różne stany mózgu. Częstotliwość od 0,5 do 4 Hz odpowiada falom delta, występującym w głębokim, spokojnym śnie. Inne fale są szybkie i nierówne – czuwanie i świadoma aktywność są zwykle związane z falami beta (około 13–30 Hz) i gamma (około 30–100 Hz).

Nowe badania, podobne do prowadzonych przez Wheatley, mają na celu wyjście poza poprzednie ustalenia, czyli na przykład sprawdzenie, czy tworzenie przez pary ciekawszych, bardziej zawiłych historyjek wiąże się ze ściślejszą korelacją aktywności mózgów. Aby odkryta synchronizacja mogła zostać uznana za „dodatkową” przy wspólnym opowiadaniu, korelacje między mózgami „nie mogą być po prostu takie, jak w przypadku ludzi mówiących lub słuchających i rozumiejących się nawzajem na poziomie językowym; to musi być coś więcej”, mówi współprowadzący badania Boncz.

W celu ustalenia neuronowych podstaw interakcji mózgów, neuronaukowcy zwrócili uwagę także na zwierzęta, u których możliwe jest bardziej wnikliwe badanie szczegółów neurobiologicznych niż u ludzi. Wśród badanych ssaków społecznych najbardziej intrygują – i zaskakują – kłócące się, przytulające się do siebie i pikujące nietoperze.

Mózg nietoperza

Nietrudno trafić do laboratorium Michaela Yartseva na University of California w Berkeley. Małe, czarne, plastikowe skrzydła nietoperza przypięte są do ściany obok tabliczki z jego nazwiskiem, jakby trzepotały koło drzwi. Tu zawsze jest Halloween i tu w roku 2019 Yartsev i Wujie Zhang, odbywający staż podoktorski, pierwsi wykazali, że aktywności mózgów nietoperzy synchronizują się tak samo, jak ludzkich. Chociaż naukowcy od dawna badali zbiorowe zachowania zwierząt, od owadów po ssaki, nigdy nie sięgali w tym celu do poziomu mózgu.

Przełomowe badanie Yartseva wykazało prawdopodobnie najprostszy z wielu przejawów synchronizacji: silny sygnał świadczący o interakcji społecznej, który u nietoperzy występuje tylko wtedy, gdy są razem.

Nietoperze zasiedlają parter w miejscu, które Yartsev – neuronaukowiec, ale także inżynier – nazywa „jaskinią nietoperzy”. Mieszka tam blisko 300 nietoperzy owocożernych w dwu koloniach – w jednej samce, w drugiej samice. Ściany kolonijnych pokoi są czarne, a w każdym do sufitu przymocowane są panele z siatki; siatka rozciagnięta jest też w całym pomieszczeniu. Z sufitu zwisają porcje kantalup i jabłek oraz niebieskie plastikowe konstrukcje, na których nietoperze mogą się bawić.

Yartsev zainteresował się nietoperzami owocożernymi ze względu na ich umiejętności głosowe i ruchowe, ale szybko zdał sobie sprawę, że oferują one również wgląd w społeczność. Nietrudno to zrozumieć, obserwując, jak nietoperze spędzają czas. Chociaż mają dużo przestrzeni, te brązowoszare ssaki długości 6–8 cali zwykle tworzą gromady uczepione siatki. Naukowcy mają nadzieję wyjaśnić, w jaki sposób w trakcie „dialogu” mózgi nietoperzy się zmieniają, wchodząc w interakcję, a być może nawet tworzą coś nowego.

W naturze te towarzyskie zwierzęta w nocy szukają pożywienia, a przez większość dnia śpią w dużych, zatłoczonych koloniach w jaskiniach lub na drzewach – czasem obok setek lub tysięcy innych nietoperzy. W ciasnocie kłócą się o jedzenie, miejsce do spania i pokrywanie samic.

Za pokojami kolonijnymi w Berkeley znajduje się duża hala lotów do przeprowadzania eksperymentów. Z Yartsevem obserwujemy, jak magistranci wypuszczają przyniesione w dwóch plastikowych pojemnikach nietoperze. W pokoju kontrolnym obok zwierzęta pojawiają się w postaci punktów na ekranach komputerów – wyglądają jak zdalnie sterowane piłeczki do ping-ponga, które krążą po pokoju i czasem się zatrzymują.

Badanie swobodnie latających nietoperzy, tak jak robi to Yartsev, wymaga dużej precyzji. Ponieważ nietoperze spędzają wiele czasu stłoczone i bardzo szybko latają, niełatwo je identyfikować, aby na przykład ustalić, który nietoperz wydał głos. By śledzić lokalizację, zachowanie i aktywność mózgu zwierząt, naukowcy wyposażyli salę lotów w 16 kamer i liczne anteny ukryte w małych białych pudełkach.

W niewielkich transponderach umieszczonych na szyi każdego nietoperza zamontowano mikrofony, które umożliwiają ustalenie, który nietoperz wydał głos, a kamery wykrywają jego lokalizację z dokładnością do centymetra. Aktywność mózgu jest monitorowana za pomocą elektrod, odbierających dane z różnych obszarów mózgu i przekazujących je do miniaturowych rejestratorów umocowanych na głowie nietoperza. Po zakończeniu doświadczenia dane z rejestratorów są zapisywane i analizowane.

W prowadzonym w 2019 roku eksperymencie synchronizacji Yartsev i Zhang do śledzenia zachowania nietoperzy i aktywności ich mózgów przez około 100 minut zastosowali m.in. elektrofizjologiczne badanie bezprzewodowe. Zauważyli, że zachowanie zwierząt było z grubsza skorelowane – miały tendencję do jednoczesnego odpoczynku i aktywności. Ich aktywne okresy obejmowały zachowania społeczne i pozaspołeczne, jak na przykład walka lub wzajemna lub osobista pielęgnacja.

Aby porównać aktywność mózgów, naukowcy analizowali spektrogram całej aktywności fal mózgowych. Nietoperze wyróżniało to, że amplituda i udział fal o wysokiej częstotliwości (30–150 Hz) były większe podczas aktywnego zachowania, a tych o niskiej częstotliwości (1–29 Hz) podczas spoczynku. Zaskoczeniem był wyraźnie widoczny wysoki poziom międzymózgowej synchronizacji między nietoperzami, zwłaszcza w zakresie wysokich częstotliwości. Wzorce były tak podobne, że badacze początkowo nie mogli uwierzyć w to, co widzieli. „Mamy sygnał numer jeden i sygnał numer dwa. Oba idealnie do siebie pasują. Korelacja jest ewidentna. Tak było zawsze, gdy dochodziło do interakcji społecznych” – wspomina Yartsev.

Kiedy Yartsev i Zhang powtórzyli eksperyment, pozwalając badanej parze nietoperzy swobodnie latać w identycznych, ale osobnych pomieszczeniach i w innej grupie, korelacje zanikły. Nie było synchronizacji w aktywności mózgów nawet wtedy, gdy naukowcy włączali w dwu pomieszczeniach te same głosy innych nietoperzy. Zauważono też, że korelacje wzrastały, gdy nietoperze wchodziły w interakcje, a równocześnie wzrost korelacji poprzedzał wzrost interakcji społecznych, co świadczy o tym, że korelacja mózgów ułatwia interakcję.

Yartsev i Zhang doszli do wniosku, że w interakcjach społecznych jest coś szczególnego. Synchronizacja może być przejawem wspólnego przetwarzania poznawczego, czyli sygnalizacji chemicznej i elektrycznej w mózgu, która pozwala jednostkom zrozumieć otoczenie, komunikować się i uczyć.

Neuron po neuronie

Badanie synchronizacji między pasmami fal mózgowych jest jednym ze sposobów zrozumienia, co dzieje się między wchodzącymi w interakcję mózgami. Inną metodą jest przyjrzenie się aktywności określonych neuronów. „Nasze mózgi nie są przecież dosłownie szarą masą; składają się z pojedynczych neuronów, które robią różne rzeczy i mogą działać dwukierunkowo” – mówi Hong z UCLA. Hong i jego współpracownicy byli jednymi z pierwszych, którzy szczegółowo badali interakcje mózgów – neuron po neuronie. To, co odkryli, ujawniło większą złożoność tego zjawiska.

Podobnie jak Yartsev, Hong początkowo wątpił, czy synchronizacja międzymózgowa, którą jego zespół zaobserwował u zwierząt – w tym przypadku u myszy – istotnie nią była. Przed lekturą prac na temat synchronizacji u ludzi powiedział Lyle’owi Kingsbury’emu – wówczas swojemu studentowi, głównemu prowadzącemu badania, a obecnie odbywającemu staż podoktorski na Harvard University – że coś musi być tu nie tak. Nie było. Wykorzystując technikę zwaną mikroendoskopowym obrazowaniem wapnia, która mierzy zmiany indukowanej w neuronach fluorescencji, obserwowali setki neuronów równocześnie. Ustalili, że u par myszy wchodzących w interakcję, synchronizacja pojawia się podczas trwania interakcji. Co więcej, synchronizacja w mysich mózgach powstaje w dwu wyodrębnionych populacjach komórek w korze przedczołowej, które Hong nazywa komórkami „własnymi” i „obcymi”. Pierwsza populacja koduje własne zachowanie, druga zachowanie innego osobnika. „Suma aktywności własnych i obcych komórek jednego mózgu jest skorelowana z sumą aktywności drugiego” – mówi Hong.

To, co zauważono, wykracza poza wcześniejsze badania nad tzw. neuronami lustrzanymi, które reprezentują zarówno siebie, jak i innych (na przykład kiedy widzę, jak rzucasz piłką, aktywuje to w moim mózgu grupę neuronów lustrzanych, które również byłyby aktywowane, gdybym sam to robił). W przeciwieństwie do tego, komórki własne i obce odkryte przez Honga i Kingsbury’ego, kodują tylko zachowanie jednej lub drugiej strony. Wszystkie trzy rodzaje komórek – lustrzane, własne i obce – tworzyły regularne układy w mysich mózgach.

Z badań na myszach wynikła też inna rola synchronizacji: dzięki niej przewidywane są skutki przyszłych interakcji. Podobnie jak nietoperze, myszy cieszą się swoim towarzystwem i śpią skulone w grupie, ale należą do gatunków hierarchicznych, co oznacza, że jedne osobniki dominują nad innymi. Hong i Kingsbury wykorzystali to, przeprowadzając standardowy eksperyment zwany testem rurowym, który przypomina sytuację, gdy dwie drużyny piłkarskie próbują dotrzeć pod bramkę przeciwnika. Naukowcy umieścili dwie myszy na końcach wąskiej rury i obserwowali, jak się do siebie zbliżają. Tę, która zaszła dalej, uznawano za dominującą.

Co zaskakujące, wyższe poziomy synchronizacji występowały między myszami, które znajdowały się w hierarchii dalej od siebie, a niższe między zbliżonymi rangą (chińscy naukowcy odkryli w 2015 roku podobną zależność u ludzi: poziom synchronizacji neuronowej był wyższy między przywódcami a ich zwolennikami niż wśród zwolenników). Kiedy Hong i Kingsbury poznali wpływ hierarchii na wynik swojego eksperymentu, mogli wykorzystać zaobserwowane poziomy synchronizacji, przewidując, która mysz będzie dominować i o ile dalej zajdzie w określonym czasie podczas interakcji.

Niewiele wiemy o hierarchiczności u nietoperzy, ale jest oczywiste, że towarzystwo niektórych osobników jest szczególnie pożądane. Zespół Yartseva zauważył, że większość ich nietoperzy się skupia, jednak niektóre zajmują miejsca w pewnym oddaleniu. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy istnieją różnice w poziomach korelacji w mózgach, jako reakcji na głos nietoperzy ze skupiska i spoza niego. Tym razem oprócz aktywności mózgu w zakresie częstotliwości fal mózgowych rejestrowano także aktywność poszczególnych neuronów równocześnie w mózgach czterech nietoperzy, gdy latały w grupach po cztery, pięć i osiem. Badanie przeprowadzone w 2021 roku przez Maimona Rose’a i Boaza Styra z zespołu Yartseva wykazało, że kiedy jeden nietoperz wydaje głos, wywołuje to zbiorowe sprzężenie mózgowe u wszystkich słyszących go nietoperzy. I podobnie jak u myszy, odrębne zestawy neuronów uaktywniały się w zależności od tego, który nietoperz w grupie się odezwał, co oznacza, że poszczególne neurony w mózgach nietoperzy zakodowały tożsamość, przy czym jedne z nich reprezentowały siebie, a inne towarzyszy. Sygnały były tak wyraźne, że naukowcy mogli stwierdzić, który nietoperz wydaje głos, obserwując tylko aktywności neuronów. Korelacja między mózgami występowała u wszystkich nietoperzy, ale wyraźnie silniejsza była wtedy, gdy głos pochodził od nietoperzy ze skupiska.

Badania nietoperzy i myszy technicznie bardzo się różniły, ale równocześnie „były zaskakująco podobne; to ekscytujące w nauce, kiedy inne prace są niezależnym wsparciem wniosków, do których sami doszliśmy” – zauważa Hong.

Poza synchronizacją

Cel najnowszych badań z udziałem ludzi – takich jak te, do których zaprosiła mnie Wheatley – jest szerszy niż tylko dogłębne zbadanie synchronizacji. Wheatley, która wraz z czterema innymi badaczami z Dartmouth tworzy uczelniane Konsorcjum ds. Interakcji Umysłów (Consortium for Interacting Minds), uważa, że pytanie o to, kiedy jesteśmy zsynchronizowani z kimś innym, jest „dość ograniczonym sposobem podejścia do więzi dwóch umysłów”. Zdaniem Boncza bardziej interesujące byłoby sprawdzenie, czy mózgi mogą dopasowywać się na poziomie rozumienia. „Uważamy, że może istnieć synchronizacja, jeśli ludzie na przykład rozumieją różne bodźce w ten sam sposób, jeśli mają jakieś wspólne rozumienie znaczeń na wyższym poziomie”.

Wstępne dowody z badania, w którym brałam udział, wskazują na synchronizację między oddziałującymi ze sobą mózgami i, co bardziej intrygujące, na to, że korelacje w niektórych obszarach mózgu – szczególnie w płacie ciemieniowym – są silniejsze podczas wspólnego tworzenia historyjki niż w czasie jej równoległego opowiadania. „Aktywność tego obszaru jest istotna dla pamięci i narracji, czyli w naszym przypadku wydaje się pasować” – mówi Wheatley.

Ale pojawiają się też pytania o wpływ treści historyjki na stopień dopasowania oraz o to, czy poziom zadowolenia każdej pary ze współpracy wiąże się z mniejszym lub większym stopniem synchronizacji. Podobnie jak Sid i ja, większość osób wolała opowiadanie wspólne niż indywidualne opowieści, ale nie dotyczyło to wszystkich. Czy zsynchronizowane mózgi są bardziej kreatywne? A może po prostu lepiej się bawią? Odpowiedzi wymagają dalszej analizy.

Jednym z wyzwań tego badania jest zrozumienie generowanego ogromu danych. Podobnie jak pierwsi astronomowie inicjowali mapowanie konstelacji na wypełnionym gwiazdami niebie, tak naukowcy muszą znaleźć porządek w pozornym chaosie, nadając mu matematyczny sens. Zdaniem Wheatley pomiar synchronizacji jest stosunkowo prosty, ponieważ wiemy, jak to wykonać. Natomiast potem naukowcy starają się dopasować do siebie dane, aby określić, w jakim stopniu poszczególne części mózgów reagują jednocześnie, czy ich aktywność następuje i kończy się w tym samym momencie.

Badanie hiperskaningowe to tylko jeden ze sposobów badania przez Wheatley procesu synchronizacji. Inna metoda zastosowana przez nią i Beau Sieversa z Harvardu i Stanford University ujawnia wpływ konwersacji na synchronizację wzorców aktywności mózgowych. 49 osób obejrzało nieznane fragmenty niemych filmów, a następnie podzieliło się na kilkuosobowe grupy, aby omówić to, co obejrzały. Każdą grupę poproszono o osiągnięcie konsensu, co do tego, o czym były filmy.

Po rozmowach grupy ponownie oglądały te same oraz nowe fragmenty tych samych filmów. Dzięki tej drugiej rundzie oglądania dalsza dyskusja doprowadziła do zgody, a wzorce aktywności mózgowej w grupie się wyrównały. U wszystkich członków grupy konwersacyjnej występowała taka sama aktywność obszarów mózgu odpowiedzialnych za widzenie, pamięć i rozumienie języka. „Rozmówcy jako grupa zestrajają swoje mózgi” – podsumował Sievers.

Dzięki takim badaniom zaczynamy rozumieć, w jaki sposób nasze mózgi sprzyjają interakcjom społecznym, które są tak istotne w życiu każdej osoby. Bez synchronizacji i nieobjętych nią głębszych form więzi, jesteśmy bardziej narażeni na niestabilność psychiczną i zły stan zdrowia fizycznego. Dzięki synchronizacji i innym rodzajom interakcji neuronalnych ludzie uczą się i nauczają, nawiązują przyjaźnie i romanse, współpracują i dyskutują. Nawiązywanie kontaktów jest koniecznością, a synchronizacja jest jednym ze sposobów, w jaki nasze mózgi nam w tym pomagają.

Współpraca i rozmowa były tym, co Sid i ja robiliśmy w odrębnych skanerach, kiedy wspólnie tworzyliśmy historyjkę. Bardziej imponująca niż nasza była jednak kreatywność innej pary, która była badana wcześniej – Caitlyn Lee, absolwentki z laboratorium Wheatley, oraz Lorie Loeb, profesorki informatyki w Dartmouth. Jako miejsce akcji swojej historyjki wybrały nie park, jak my, ale nieznany krajobraz. Podczas jednej ze swoich rund Lee powiedziała: „Drzewa, na które dzieci się wspinały, wyglądały naprawdę dziwnie. Ziemia zaczęła się unosić”. Wtedy jej czas się skończył, i podjęła wątek Loeb, mówiąc: „Wydawało się, że stwór wziął oddech”. To było dokładnie to, o czym myślała Lee, czyli że dzieci chodzą po samym kosmicie. „Naprawdę poczułam, jakbyśmy pisały tę samą stronę” – mówi Lee.

Gdy słuchałyśmy tego opowiadania, Wheatley zwróciła się do mnie: „Myślę, że na pewnym poziomie musi to być synchronizacja”.