Kaip jūsų smegenys nesąmoningai atpažįsta kasdienius modelius: įžvalgos apie automatinius mąstymo procesus

Kaip jūsų smegenys nesąmoningai atpažįsta kasdienius modelius: įžvalgos apie automatinius mąstymo procesus

Žmogaus smegenys nuolat atpažįsta kasdienės patirties modelius ir gali tai padaryti be sąmoningas mąstymas, kaip studija 1 rodo. Šis tyrimas analizavo žmonių, kuriems dėl medicininių priežasčių į smegenis buvo implantuoti elektrodai, nervinę veiklą.

Tyrimas rodo, kad pagrindinių smegenų regionų neuronai sujungia informaciją apie tai, kas vyksta ir kada tai vyksta. Tai leidžia smegenims atpažinti įvykių modelius laikui bėgant. Tai padeda smegenims numatyti būsimus įvykius, teigia autoriai. Rezultatai buvo paskelbti šiandien žurnaleGamtapaskelbta.

„Smegenys daro daug dalykų, kurių mes nežinome“, – aiškina Norvegijos mokslo ir technologijos universiteto Trondheime neurologas Edvardas Moseris. „Tai ne išimtis“.

Duomenų perteklius

Kad suprastų mus supantį pasaulį, smegenys turi apdoroti informacijos antplūdį: kas vyksta, kur vyksta ir kada tai vyksta. Tyrimo autoriai norėjo ištirti, kaip smegenys laikui bėgant organizuoja šią informaciją – tai buvo esminis žingsnis Mokymasis ir atmintis.

Mokslininkų grupė ištyrė 17 Epilepsija sergantys žmonės, kurie ruošėsi chirurginiam gydymui. Šie elektrodai leido autoriams tiesiogiai įrašyti atskirų neuronų aktyvumą keliuose smegenų regionuose.

Šie regionai apėmė Hipokampas ir entorininė žievė, esantys atmintyje ir navigacija dalyvauja. Šiose srityse yra laiko ir vietos ląstelės, kurios veikia kaip vidinis kūno laikrodis ir GPS sistema, koduodamos laiką ir vietas. „Visa išorinė informacija, kuri patenka į mūsų smegenis, turi būti filtruojama per šią sistemą“, – sako Itzhak Fried, Kalifornijos universiteto Los Andžele tyrimo bendraautorius ir neurologas.

Veidų paradas

Norėdami pasiruošti pagrindiniam eksperimentui, tyrėjai kiekvienam dalyviui rodė įvairius veidų atvaizdus. Kiekvienam dalyviui mokslininkai nustatė šešis Veidai, kurie stipriai suaktyvino vieną dalyvio smegenų neuroną. Pavyzdžiui, dalyvis gali turėti neuroną „vyras su akiniais nuo saulės“, taip pat neuroną „moteris skrybėlėje“ ir dar keturis, kurių kiekvienas teikia pirmenybę tam tikram veidui.

Komanda sudėliojo kiekvieno dalyvio šešias nuotraukas į trikampį, po vieną paveikslėlį kiekviename kampe ir po vieną nuotrauką iš abiejų pusių. Kiekvienas vaizdas buvo sujungtas linijomis, kertančiomis trikampio kraštines ir jo vidų.

Eksperimentinio tyrimo metu dalyviai peržiūrėjo veido vaizdų seriją. Paprasta taisyklė padiktavo vaizdų tvarką: po kiekvieno veido sekė kitas veidas, sujungtas su juo trikampiu (žr. „Rašto atpažinimas“). Pavyzdžiui, jei pirmasis paviršius buvo apatiniame kairiajame trikampio kampe, antrasis paviršius būtų vienas iš dviejų jo artimiausių kaimynų: trikampio pagrindo centre arba kairiosios trikampio pusės centre. Eksperimentuotojai šios taisyklės dalyviams neatskleidė. Be to, kiekvieno bandymo metu dalyviai buvo išsiblaškę, kai jiems buvo užduodami klausimai apie vaizdų turinį.

Eksperimento metu kiekvieno dalyvio hipokampo ir entorinalinės žievės neuronai pamažu ėmė reaguoti ne tik į pateiktą veidą, bet ir į veidus, tiesiogiai sujungtus su juo trikampyje. Kai dalyvių paklausė, ar jie pastebėjo piešinį vaizdų eilės tvarka, jie atsakė, kad to nepastebėjo. Nepaisant to, jų smegenų ląstelės išmoko modelį, parodydamos, kad smegenys gali atpažinti modelius be sąmoningo supratimo. Per pertraukas tarp bandymų dalyvių „veido“ neuronai atkūrė tai, ką jie išmoko, ir perėjo modelius savarankiškai, nebūdami stimuliuojami.

"Tai yra kažkas, kas nėra aiškus, bet numanomas. Ir smegenys iš esmės tai aptinka labai greitai, ir mes galime stebėti šiuos pokyčius atskirose ląstelėse", - sako Friedas.

Į ateitį orientuoti neuronai

Autoriai nustatė, kad neuronai taip pat gali numatyti, kurie vaizdai pasirodys toliau. Tai rodo, kad smegenys išmoksta numatyti būsimus įvykius pagal išmoktus modelius.

„Faktas, kad tai vyksta be išorinių paskatų, yra tikrai įdomus“, – sako Mattas Jonesas, Bristolio universiteto (JK) neurologas. "Daugelis rezultatų nepaprastai atitinka graužikų tyrimų prognozes ir pabrėžia, kaip hipokampo grandinės išsivystė, kad sudarytų mūsų pažinimo žemėlapius", - priduria jis.

Supratimas, kaip smegenys organizuoja informaciją apie įvykių sekas, gali turėti svarbių klinikinių pritaikymų. Pavyzdžiui, galėtumėte Atminties gerinimo terapija Friedas aiškina, kad siekiama skatinti specifinius nervinius modelius, vaizduojančius svarbius prisiminimus. "Galiausiai tai susiję su dalykų sujungimu laiku. Tai iš tikrųjų yra atminties esmė."

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

   Straipsnis
   
   Google Scholar

Atsisiųskite nuorodas