Ankstesnės žinios pagreitina smegenų atpažinimą

Nors žmogaus smegenys yra neįtikėtinai greitos, regimųjų įspūdžių apdorojimas yra sudėtinga pastanga, reikalaujanti smegenims kelis šimtus milisekundžių, kol jos pateks į mūsų sąmonę.

Nauji tyrimai rodo, kad atpažinimas gali būti pagreitintas, jei smegenys turi tam tikrą išankstinę informaciją, tai yra, kai jau žino, ką ketina pamatyti. Tyrimas paneigia tai, ką manė neuromokslininkai - kad procesai, vedantys į sąmoningą suvokimą, buvo gana griežti ir kad jų laikas nesiskyrė.

Vykdami iš akies, regėjimo dirgikliai yra analizuojami keliais būdais skirtinguose smegenų apdorojimo etapuose. Tik perėję kelis apdorojimo etapus, dirgikliai pasiekia sąmoningą suvokimą. Šis nesąmoningas apdorojimas prieš suvokimą paprastai trunka maždaug 300 milisekundžių.

Mokslininkai iš Maxo Plancko smegenų tyrimo instituto Frankfurte (Vokietija) sugebėjo įrodyti, kad šio proceso laikas, toli gražu nėra griežtas, iš tikrųjų yra kintamas.Eksperimento metu dalyviai efektyviau ir greičiau suvokė dirgiklius, jei žinojo, ko tikėtis.

Norėdami tai ištirti, mokslininkai parodė dalyviams vaizdus su atsitiktinai paskirstytų taškų fonu monitoriuje. Atvaizdų sekos metu taškų pasiskirstymas sistemingai pasikeitė taip, kad pamažu atsirado simbolis.

Po kiekvieno atvaizdo dalyviai nurodė, ar jie gali pamatyti simbolį paspausdami mygtuką.

Kai tik simbolis pasirodė visiškai ir buvo aiškiai atpažįstamas, mokslininkai pateikė tą pačią vaizdo seką atvirkštine tvarka, kad simbolis vėl palaipsniui išblėstų. Viso eksperimento metu buvo matuojamas dalyvių elektroencefalografinis (EEG) aktyvumas.

Dalyviai užtruko gana ilgai, kol atpažino simbolį pirmoje vaizdų sekoje, kai matomumas buvo vis didesnis, tačiau antrojo, atvirkštinio vaizdų pateikimo sąmoningumo slenkstis buvo daug mažesnis. Dalyviai galėjo atpažinti raides net ir esant labai prastai raiškai.

"Lūkesčiai, pagrįsti anksčiau gauta informacija, matyt, padeda sąmoningai suvokti objektą", - sakė pirmoji tyrimo autorė dr. Lucia Melloni.

Kai dalyviai žinojo, kuris simbolis slepiasi atsitiktiniame triukšmo lauke, jie galėjo jį geriau suvokti. Taigi mokslininkai patvirtino ankstesnius tyrimus, pagal kuriuos žmonės geriau suvokia judančius objektus, jei jau žino, kuria kryptimi daiktai judės.

Be to, EEG aktyvumo matavimai davė stulbinamų rezultatų.

"Mes nustatėme, kad sąmoningo suvokimo EEG veiklos laikas pasikeitė priklausomai nuo asmens lūkesčių", - sakė Melloni.

Jei dalyviai galėjo nuspėti, ką pamatys, sąmoningam suvokimui būdingas EEG modelis įvyko 100 milisekundžių anksčiau nei be išankstinių lūkesčių. Taigi mokslininkai galėjo rasti įtikinamą prieštaringų kitų neuromokslinių tyrimų grupių rezultatų paaiškinimą.

Priklausomai nuo tyrimo, jie kartais nustatė, kad labai ankstyva, o kartais ir labai vėlyva EEG veikla koreliuoja su sąmoningu suvokimu.

„Mūsų tyrimai paaiškina šį laiko kintamumą. Matyt, smegenys dirgiklių neapdoroja standžiai ir tuo pačiu greičiu; veikiau jis yra lankstus “, - sakė dr. Wolfas Singeris, Maxo Plancko Neurofiziologijos departamento direktorius.

Taigi apdorojimas yra greitesnis, jei smegenys turi tik palyginti gaunamą vaizdinę informaciją su anksčiau nustatytais lūkesčiais. Todėl sąmoningas suvokimas atsiranda anksčiau. Priešingai, jei smegenys turi įvertinti stimulą nuo nulio dėl išankstinės informacijos trūkumo, apdorojimas trunka ilgiau.

Šie rezultatai gali parodyti, kad ankstesni EEG tyrimai buvo interpretuoti neteisingai.

"Kadangi aiškinimas labai priklauso nuo įvykių sekos, EEG veikla galėjo būti neteisingai paskirstyta sąmonės procesams", - sakė Singeris. „Atsižvelgiant į šiuos rezultatus, atrodo būtina iš naujo ištirti sąmonės neuronų koreliatus.“

Šaltinis: Maxo Planko institutas