Hvordan hjernen din ubevisst gjenkjenner hverdagsmønstre: Innsikt i automatiske tankeprosesser

Hvordan hjernen din ubevisst gjenkjenner hverdagsmønstre: Innsikt i automatiske tankeprosesser

Menneskehjernen gjenkjenner hele tiden mønstre i hverdagsopplevelser, og den kan gjøre dette uten bevisst tenkning, som en studie 1 viser. Denne forskningen analyserte den nevrale aktiviteten til personer som fikk elektroder implantert i hjernen av medisinske årsaker.

Studien viser at nevroner i sentrale hjerneregioner kombinerer informasjon om hva som skjer og når det skjer. Dette gjør at hjernen kan gjenkjenne hendelsesmønstrene over tid. Dette hjelper hjernen med å forutsi kommende hendelser, sier forfatterne. Resultatene ble publisert i dag i tidsskriftetNaturpublisert.

– Hjernen gjør mange ting vi ikke er klar over, forklarer Edvard Moser, nevroforsker ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet i Trondheim. "Dette er intet unntak."

Et overskudd av data

For å forstå verden rundt oss, må hjernen behandle en flom av informasjon: hva som skjer, hvor det skjer, og når det skjer. Studieforfatterne ønsket å undersøke hvordan hjernen organiserer denne informasjonen over tid - et avgjørende skritt inn Læring og hukommelse.

Forskerteamet studerte 17 Personer med epilepsi som forberedte seg på kirurgisk behandling. Disse elektrodene tillot forfatterne å registrere aktiviteten til individuelle nevroner i flere hjerneregioner direkte.

Disse regionene inkluderte Hippocampus og den entorhinal cortex, de på minnet og navigasjon er involvert. Disse områdene inneholder tid- og stedsceller, som fungerer som kroppens interne klokke og GPS-system ved å kode tid og steder. "All ekstern informasjon som kommer inn i hjernen vår må filtreres gjennom dette systemet," sier Itzhak Fried, studiemedforfatter og nevrolog ved University of California, Los Angeles.

Parade av ansikter

For å forberede seg til hovedeksperimentet, viste forskerne hver deltaker en rekke bilder av ansikter. For hver deltaker identifiserte forskerne seks Ansikter som sterkt aktiverte en enkelt nevron i deltakerens hjerne. For eksempel kan en deltaker ha en "mann med solbriller"-nevron samt en "kvinne i hatt"-neuron og fire andre, som hver foretrekker et bestemt ansikt.

Teamet arrangerte hver deltakers seks bilder i en trekant, med ett bilde på hvert hjørne og et annet bilde på hver side. Hvert bilde var forbundet med linjer som krysset sidene av trekanten og dens indre.

I en eksperimentell prøvelse så deltakerne på en serie ansiktsbilder. En enkel regel dikterte rekkefølgen på bildene: hvert ansikt ble fulgt av et annet ansikt koblet til det i en trekant (se 'Mønstergjenkjenning'). For eksempel, hvis det første ansiktet var det i nedre venstre hjørne av trekanten, ville det andre ansiktet være en av de to umiddelbare naboene: ansiktet i midten av trekantens base eller ansiktet i midten av venstre side av trekanten. Eksperimentørene avslørte ikke denne regelen til deltakerne. I tillegg ble deltakerne distrahert ved å bli stilt spørsmål om innholdet i bildene under hver utprøving.

Under eksperimentet begynte nevroner i hver deltakers hippocampus og entorhinal cortex gradvis å reagere ikke bare på det presenterte ansiktet, men også på ansikter som er direkte koblet til det i trekanten. Da deltakerne ble spurt om de hadde lagt merke til et mønster i rekkefølgen på bildene, sa de at de ikke hadde det. Likevel lærte hjernecellene deres mønsteret, noe som viser at hjernen kan gjenkjenne mønstre uten bevisst bevissthet. I pausene mellom forsøkene spilte deltakernes "ansikts"-neuroner tilbake det de hadde lært og gikk gjennom mønstrene uavhengig uten å bli stimulert.

"Dette er noe som ikke er eksplisitt, men implisitt. Og hjernen oppdager det i hovedsak veldig raskt, og vi kan observere disse endringene i individuelle celler," sier Fried.

Fremtidsorienterte nevroner

Forfatterne fant at nevronene også kunne forutse hvilke bilder som ville dukke opp neste gang. Dette tyder på at hjernen lærer å forutsi fremtidige hendelser basert på lærte mønstre.

"Det faktum at dette skjer uten eksterne insentiver er veldig interessant," sier Matt Jones, en nevroforsker ved University of Bristol, Storbritannia. "Mange av resultatene er bemerkelsesverdig i samsvar med spådommer fra gnagerforskning og fremhever hvordan hippocampale kretsløp har utviklet seg for å strukturere våre kognitive kart," legger han til.

Å forstå hvordan hjernen organiserer informasjon om hendelsesforløp kan ha viktige kliniske anvendelser. For eksempel kan du Minneforbedrende terapier har som mål å fremme spesifikke nevrale mønstre som representerer viktige minner, forklarer Fried. "Det handler til syvende og sist om å koble ting sammen i tid. Det er egentlig essensen av minne."

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

   Artikkel
   
   Google Scholar

Last ned referanser