Kā jūsu smadzenes zemapziņā atpazīst ikdienas modeļus: ieskats automātiskajos domāšanas procesos

Kā jūsu smadzenes zemapziņā atpazīst ikdienas modeļus: ieskats automātiskajos domāšanas procesos

Cilvēka smadzenes pastāvīgi atpazīst modeļus ikdienas pieredzē, un tās var to izdarīt bez tā apzināta domāšana, kā pētījums 1 rāda. Šajā pētījumā tika analizēta to cilvēku nervu aktivitāte, kuriem medicīnisku iemeslu dēļ smadzenēs tika implantēti elektrodi.

Pētījums parāda, ka galveno smadzeņu reģionu neironi apvieno informāciju par notiekošo un kad tas notiek. Tas ļauj smadzenēm atpazīt notikumu modeļus laika gaitā. Tas palīdz smadzenēm paredzēt gaidāmos notikumus, saka autori. Rezultāti tika publicēti šodien žurnālāDabapublicēts.

"Smadzenes dara daudzas lietas, par kurām mēs nezinām," skaidro Edvards Mozers, neirozinātnieks no Norvēģijas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes Tronheimas. "Šis nav izņēmums."

Datu pārpalikums

Lai saprastu apkārtējo pasauli, smadzenēm ir jāapstrādā informācijas plūdi: kas notiek, kur tas notiek un kad tas notiek. Pētījuma autori vēlējās izpētīt, kā smadzenes laika gaitā organizē šo informāciju, kas ir būtisks solis Mācīšanās un atmiņa.

Pētnieku komanda pētīja 17 Cilvēki ar epilepsiju, kuri gatavojās ķirurģiskai ārstēšanai. Šie elektrodi ļāva autoriem tieši reģistrēt atsevišķu neironu aktivitāti vairākos smadzeņu reģionos.

Šajos reģionos ietilpa Hipokamps un entorinālā garoza, tie, kas atrodas atmiņā un navigācija ir iesaistīti. Šajās zonās ir laika un vietas šūnas, kas darbojas kā ķermeņa iekšējais pulkstenis un GPS sistēma, kodē laiku un atrašanās vietas. "Visa ārējā informācija, kas nonāk mūsu smadzenēs, ir jāfiltrē caur šo sistēmu," saka Itzhak Fried, pētījuma līdzautors un neirologs no Kalifornijas universitātes Losandželosā.

Seju parāde

Lai sagatavotos galvenajam eksperimentam, pētnieki katram dalībniekam parādīja dažādus seju attēlus. Katram dalībniekam zinātnieki identificēja sešus Sejas, kas spēcīgi aktivizēja vienu neironu dalībnieka smadzenēs. Piemēram, dalībniekam var būt neirons “vīrietis saulesbrillēs”, kā arī neirons “sieviete cepurē” un vēl četri, un katrs dod priekšroku noteiktai sejai.

Komanda katra dalībnieka sešus attēlus sakārtoja trijstūrī ar vienu attēlu katrā stūrī un vēl vienu attēlu katrā pusē. Katru attēlu savienoja līnijas, kas šķērsoja trīsstūra malas un tā iekšpusi.

Eksperimentālā izmēģinājumā dalībnieki apskatīja sejas attēlu sēriju. Vienkāršs noteikums noteica attēlu secību: katrai sejai sekoja cita seja, kas ar to bija savienota trīsstūrī (skatiet sadaļu "Rakstu atpazīšana"). Piemēram, ja pirmā skaldne ir trijstūra apakšējā kreisajā stūrī, otrā skaldne būtu viena no tās divām tiešajām kaimiņvalstīm: seja trijstūra pamatnes centrā vai seja trijstūra kreisās malas centrā. Eksperimenta dalībnieki šo noteikumu dalībniekiem neatklāja. Turklāt dalībnieku uzmanību novērsa tas, ka katra izmēģinājuma laikā viņiem tika uzdoti jautājumi par attēlu saturu.

Eksperimenta laikā neironi katra dalībnieka hipokampā un entorinālajā garozā pamazām sāka reaģēt ne tikai uz uzrādīto seju, bet arī uz sejām, kas ar to tieši savienotas trīsstūrī. Kad dalībniekiem jautāja, vai viņi ir pamanījuši zīmējumu attēlu secībā, viņi atbildēja, ka nav. Tomēr viņu smadzeņu šūnas iemācījās šo modeli, parādot, ka smadzenes var atpazīt modeļus bez apzinātas izpratnes. Pārtraukumos starp izmēģinājumiem dalībnieku “sejas” neironi atskaņoja to, ko viņi bija iemācījušies, un izgāja cauri modeļiem neatkarīgi bez stimulēšanas.

"Tas ir kaut kas, kas nav tiešs, bet netiešs. Un smadzenes būtībā to atklāj ļoti ātri, un mēs varam novērot šīs izmaiņas atsevišķās šūnās," saka Frīds.

Uz nākotni orientēti neironi

Autori atklāja, ka neironi varēja arī paredzēt, kuri attēli parādīsies nākamie. Tas liek domāt, ka smadzenes mācās paredzēt nākotnes notikumus, pamatojoties uz apgūtajiem modeļiem.

"Fakts, ka tas notiek bez ārējiem stimuliem, ir patiešām interesants," saka Mets Džonss, Bristoles universitātes neirozinātnieks Apvienotajā Karalistē. "Daudzi rezultāti ir ļoti saskanīgi ar grauzēju pētījumu prognozēm un uzsver, kā hipokampu ķēdes ir attīstījušās, lai strukturētu mūsu kognitīvās kartes," viņš piebilst.

Izpratnei par to, kā smadzenes organizē informāciju par notikumu secībām, var būt svarīga klīniska pielietošana. Piemēram, jūs varētu Atmiņas uzlabošanas terapijas mērķis ir veicināt specifiskus neironu modeļus, kas atspoguļo svarīgas atmiņas, skaidro Frīds. "Galu galā tas ir saistīts ar lietu savienošanu laikā. Tā patiešām ir atmiņas būtība."

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

   Raksts
   
   Google Scholar

Lejupielādēt atsauces