Πώς ο εγκέφαλός σας αναγνωρίζει υποσυνείδητα τα καθημερινά μοτίβα: Πληροφορίες για τις αυτόματες διαδικασίες σκέψης

Πώς ο εγκέφαλός σας αναγνωρίζει υποσυνείδητα τα καθημερινά μοτίβα: Πληροφορίες για τις αυτόματες διαδικασίες σκέψης

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αναγνωρίζει συνεχώς μοτίβα στις καθημερινές εμπειρίες και μπορεί να το κάνει χωρίς αυτό συνειδητή σκέψη, σαν μελέτη 1 δείχνει. Αυτή η έρευνα ανέλυσε τη νευρική δραστηριότητα ανθρώπων που είχαν εμφυτευμένα ηλεκτρόδια στον εγκέφαλό τους για ιατρικούς λόγους.

Η μελέτη δείχνει ότι οι νευρώνες σε βασικές περιοχές του εγκεφάλου συνδυάζουν πληροφορίες για το τι συμβαίνει και πότε συμβαίνει. Αυτό επιτρέπει στον εγκέφαλο να αναγνωρίζει τα μοτίβα των γεγονότων με την πάροδο του χρόνου. Αυτό βοηθά τον εγκέφαλο να προβλέψει τα επερχόμενα γεγονότα, λένε οι συγγραφείς. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν σήμερα στο περιοδικόΦύσηδημοσιευμένο.

«Ο εγκέφαλος κάνει πολλά πράγματα που δεν γνωρίζουμε», εξηγεί ο Edvard Moser, νευροεπιστήμονας στο Νορβηγικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας στο Τρόντχαϊμ. «Αυτό δεν αποτελεί εξαίρεση».

Υπέρβαση δεδομένων

Για να κατανοήσουμε τον κόσμο γύρω μας, ο εγκέφαλος πρέπει να επεξεργαστεί μια πλημμύρα πληροφοριών: τι συμβαίνει, πού συμβαίνει και πότε συμβαίνει. Οι συγγραφείς της μελέτης ήθελαν να εξετάσουν πώς ο εγκέφαλος οργανώνει αυτές τις πληροφορίες με την πάροδο του χρόνου - ένα κρίσιμο βήμα Μάθηση και μνήμη.

Η ερευνητική ομάδα μελέτησε 17 Άτομα με επιληψία που ετοιμάζονταν για χειρουργική θεραπεία. Αυτά τα ηλεκτρόδια επέτρεψαν στους συγγραφείς να καταγράψουν απευθείας τη δραστηριότητα μεμονωμένων νευρώνων σε πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου.

Σε αυτές τις περιοχές περιλαμβάνονταν οι Ιππόκαμπος και το ενδορινικό φλοιό, αυτά στη μνήμη και το πλοήγηση εμπλέκονται. Αυτές οι περιοχές περιέχουν κύτταρα χρόνου και τόπου, τα οποία λειτουργούν ως το εσωτερικό ρολόι του σώματος και το σύστημα GPS κωδικοποιώντας την ώρα και τις τοποθεσίες. «Όλες οι εξωτερικές πληροφορίες που εισέρχονται στον εγκέφαλό μας πρέπει να φιλτράρονται μέσω αυτού του συστήματος», λέει ο Itzhak Fried, συν-συγγραφέας της μελέτης και νευρολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες.

Παρέλαση προσώπων

Για να προετοιμαστούν για το κύριο πείραμα, οι ερευνητές έδειξαν σε κάθε συμμετέχοντα μια ποικιλία από εικόνες προσώπων. Για κάθε συμμετέχοντα, οι επιστήμονες προσδιόρισαν έξι Πρόσωπα που ενεργοποίησαν έντονα έναν μόνο νευρώνα στον εγκέφαλο του συμμετέχοντος. Για παράδειγμα, ένας συμμετέχων μπορεί να έχει έναν νευρώνα «άνδρας με γυαλιά ηλίου» καθώς και έναν νευρώνα «γυναίκα με καπέλο» και τέσσερις άλλους, που ο καθένας προτιμά ένα συγκεκριμένο πρόσωπο.

Η ομάδα τακτοποίησε τις έξι εικόνες κάθε συμμετέχοντα σε ένα τρίγωνο, με μια εικόνα σε κάθε γωνία και μια άλλη εικόνα σε κάθε πλευρά. Κάθε εικόνα συνδεόταν με γραμμές που διέσχιζαν τις πλευρές του τριγώνου και το εσωτερικό του.

Σε μια πειραματική δοκιμή, οι συμμετέχοντες είδαν μια σειρά από εικόνες προσώπου. Ένας απλός κανόνας υπαγόρευε τη σειρά των εικόνων: κάθε πρόσωπο ακολουθήθηκε από ένα άλλο πρόσωπο συνδεδεμένο με αυτό σε ένα τρίγωνο (βλ. «Αναγνώριση μοτίβων»). Για παράδειγμα, αν η πρώτη όψη ήταν αυτή στην κάτω αριστερή γωνία του τριγώνου, η δεύτερη όψη θα ήταν ένας από τους δύο άμεσους γείτονές της: η όψη στο κέντρο της βάσης του τριγώνου ή η όψη στο κέντρο της αριστερής πλευράς του τριγώνου. Οι πειραματιστές δεν αποκάλυψαν αυτόν τον κανόνα στους συμμετέχοντες. Επιπλέον, οι συμμετέχοντες αποσπάστηκαν με ερωτήσεις σχετικά με το περιεχόμενο των εικόνων κατά τη διάρκεια κάθε δοκιμής.

Κατά τη διάρκεια του πειράματος, οι νευρώνες στον ιππόκαμπο και τον ενδορινικό φλοιό κάθε συμμετέχοντος άρχισαν σταδιακά να ανταποκρίνονται όχι μόνο στο παρουσιαζόμενο πρόσωπο, αλλά και σε πρόσωπα που συνδέονται άμεσα με αυτό στο τρίγωνο. Όταν οι συμμετέχοντες ρωτήθηκαν αν είχαν παρατηρήσει ένα μοτίβο στη σειρά των εικόνων, είπαν ότι δεν είχαν παρατηρήσει. Ωστόσο, τα εγκεφαλικά τους κύτταρα έμαθαν το μοτίβο, δείχνοντας ότι ο εγκέφαλος μπορεί να αναγνωρίσει μοτίβα χωρίς συνειδητή επίγνωση. Στα διαλείμματα μεταξύ των δοκιμών, οι νευρώνες «προσώπου» των συμμετεχόντων έπαιξαν ό,τι είχαν μάθει και πέρασαν από τα μοτίβα ανεξάρτητα χωρίς να διεγείρονται.

"Αυτό είναι κάτι που δεν είναι σαφές, αλλά σιωπηρό. Και ο εγκέφαλος το εντοπίζει ουσιαστικά πολύ γρήγορα, και μπορούμε να παρατηρήσουμε αυτές τις αλλαγές σε μεμονωμένα κύτταρα", λέει ο Fried.

Νευρώνες προσανατολισμένοι στο μέλλον

Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι οι νευρώνες μπορούσαν επίσης να προβλέψουν ποιες εικόνες θα εμφανίζονταν στη συνέχεια. Αυτό υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλος μαθαίνει να προβλέπει μελλοντικά γεγονότα με βάση τα μαθημένα μοτίβα.

«Το γεγονός ότι αυτό συμβαίνει χωρίς εξωτερικά κίνητρα είναι πραγματικά ενδιαφέρον», λέει ο Matt Jones, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Πολλά από τα αποτελέσματα είναι αξιοσημείωτα συνεπή με τις προβλέψεις από την έρευνα για τρωκτικά και τονίζουν πώς τα κυκλώματα του ιππόκαμπου έχουν εξελιχθεί για να δομήσουν τους γνωστικούς μας χάρτες», προσθέτει.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος οργανώνει πληροφορίες σχετικά με αλληλουχίες γεγονότων θα μπορούσε να έχει σημαντικές κλινικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, θα μπορούσατε Θεραπείες Ενίσχυσης Μνήμης στοχεύουν στην προώθηση συγκεκριμένων νευρικών μοτίβων που αντιπροσωπεύουν σημαντικές αναμνήσεις, εξηγεί ο Fried. "Τελικά πρόκειται για τη σύνδεση των πραγμάτων μεταξύ τους στον χρόνο. Αυτή είναι πραγματικά η ουσία της μνήμης."

1. Tacikowski, P., Calendar, G., Ciliberti, D. & Fried, I. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07973-1 (2024).

   Αρθρο
   
   Google Scholar

Λήψη παραπομπών