Głodny królik siedzi w klatce wyposażonej w dwa pedały i dwa karmniki. Naciśnięcie lewego pedału uruchamia jeden karmnik z marchewką. Naciśnięcie prawego — drugi. Gdy zwierzę uczy się tej zależności, elektrody rejestrują aktywność pojedynczych neuronów w jego mózgu.
Część komórek reaguje wyłącznie na naciśnięcie lewego pedału. Inne uaktywniają się tylko przy prawym. Są jednak i takie, które włączają się przy obu. Odpowiadają na abstrakcyjną kategorię: „pedał”. Jak zauważa Konstantin Anochin, pojęcie to nigdy wcześniej nie istniało w ewolucyjnej historii królika. Anochin — neurobiolog, członek Rosyjskiej Akademii Nauk i dyrektor Instytutu Zaawansowanych Badań nad Mózgiem Uniwersytetu Moskiewskiego — opowiedział o tym doświadczeniu w programie Myśl jak naukowiec, przywołując badania z laboratorium swojego nauczyciela, Wiaczesława Szurkowa. Kategoria ta powstała dosłownie na oczach badaczy w trakcie treningu zwierzęcia.
Anochin twierdzi, że nasz mózg nieustannie robi dokładnie to samo ze wszystkim wokół nas. Krzesła, stoły czy drzewa nie istnieją w świecie fizycznym jako wyodrębnione byty. Z punktu widzenia fizyki nie stanowią niezmienników, ponieważ żadne podstawowe parametry fizyczne nie powtarzają się w każdym krześle. Tę tożsamość wytwarza dopiero układ nerwowy.
W jaki sposób? Pojedynczy neuron zostaje włączony w jedno zachowanie organizmu, potem w drugie, a z czasem w kolejne. W dzieciństwie uczestniczy w zabawie i nauce, w młodości służy innym zadaniom, a w dorosłości — jeszcze innym. Zdaniem Anochina komórka w ciągu całego życia wchodzi w skład przynajmniej kilku takich układów, a w rzeczywistości — tysięcy. Za każdym razem seria trwałych zmian utrwala sposób, w jaki neuron został powiązany z daną funkcją. Po wielu takich cyklach komórka „zapomina” o tym, co było unikalne dla poszczególnych czynności, a zachowuje jedynie ich wspólny mianownik. W ten sposób powstaje neuron wyspecjalizowany w barwie czerwonej. Wóz strażacki, róża, czapka czy arbuz — dla komórki nie ma znaczenia, jaki obiekt jest jej nośnikiem.
Zaczynamy odróżniać obiekty, przedmioty, krzesła, stoły, drzewa, które nie istnieją w świecie fizycznym. Z punktu widzenia fizyki nie są one niezmiennikami.
Мы начинаем различать объекты, предметы, стулья, столы, деревья, которые не существуют в физическом мире. С точки зрения физики они не инварианты.
— Konstantin Anochin, Think Like a Scientist, 74:16
Im głębiej sięgamy w strukturę układu nerwowego, tym bardziej abstrakcyjne stają się zadania neuronów. Te na niższych piętrach analizują natężenie światła, prążek, krawędź czy pojedynczą barwę. Położone głębiej reagują na całe konfiguracje tych cech. Na samym końcu tej hierarchii pojawia się konkretny człowiek. Nie gra roli, co ma na sobie ani gdzie stoi. Nie ma nawet znaczenia, czy widzimy jego twarz, czy słyszymy jego głos w słuchawce telefonu. Choć sygnały zmysłowe są zupełnie różne, pobudzają te same, głęboko ukryte komórki.
To wyznacza zarazem granice zasięgu takich neuronów. Komórki tworzące owe reprezentacje działają lokalnie. Tworzą grupy o zbliżonych wejściach i wyjściach, skupione w określonym rejonie anatomicznym — w asocjacyjnych polach kory mózgowej lub w układzie limbicznym, powiązanym z konkretnymi emocjami.
Zapisy aktywności ludzkiego mózgu w dużej mierze pokrywają się z tym obrazem. W opublikowanym w czerwcu 2024 roku w serwisie bioRxiv preprincie D. E. Dijksterhuis wskazuje, że komórki wyspecjalizowane w rozpoznawaniu konkretnego rzeczownika uaktywniają się ponownie pod wpływem zaimków, które się do niego odnoszą. Zaimek „to” pobudza neuron dostrojony do danego obiektu. Z kolei preprint Kathariny Karkowski z października 2025 roku wnosi istotne uzupełnienie: ludzkie neurony pojęciowe wykazują zróżnicowaną siłę reakcji, wpisując się w krzywe dostrojenia semantycznego. Nie działają jak proste przełączniki dwustanowe.
Warto spojrzeć z tej perspektywy na doświadczenie z królikiem. W gromadzonym przez milion lat doświadczeniu ewolucyjnym jego gatunku pojęcie pedału po prostu nie istniało. Wystarczyło jednak kilka sesji w klatce, by w mózgu zwierzęcia wyodrębnił się neuron odpowiedzialny za rzecz, której świat nie zawierał, dopóki nie wytworzyła jej własna biografia królika.
Każdy z nas, czytając te słowa, siedzi na czymś, co neurony złożyły w całość z tysięcy drobnych doświadczeń z całego życia. Prawa fizyki nigdy nie stworzyły żadnego krzesła.
