Πώς ο εγκέφαλός σας έχει νόημα για τη «μεγαλύτερη εικόνα;»
Ο εγκέφαλός μας αναγνωρίζει μοτίβα και μπορεί να «αποστασιοποιηθεί» από τις λεπτομέρειες για να δει «τη μεγαλύτερη εικόνα». Οι ερευνητές προσπαθούν τώρα να ανακαλύψουν πώς, ακριβώς, ο εγκέφαλος είναι σε θέση να αποκτήσει προοπτική.
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα σύνθετο κομμάτι μηχανημάτων, ικανό να απορροφήσει, να επεξεργαστεί, να κρατήσει, να ενημερώσει και να ανακαλέσει μια τεράστια ποσότητα πληροφοριών που μας επέτρεψε, ως είδος, όχι μόνο να επιβιώσουμε αλλά να ευδοκιμήσουμε σε έναν κόσμο γεμάτο προκλήσεις στο κάθε βήμα.
Νωρίς, τα βρέφη μπορούν να μάθουν να διαφοροποιούν και να αναγνωρίζουν πρόσωπα, να αναγνωρίζουν συγκεκριμένους ήχους και να δείχνουν μια προτίμηση για αυτά, ακόμη και να επεξεργάζονται σχέσεις αιτίου-αποτελέσματος.
Πώς καταφέρνουν οι εγκέφαλοί μας να πλοηγούνται σε πολύπλοκες ροές πληροφοριών και να σχηματίζουν χρήσιμες ενώσεις; Αυτό είναι το ερώτημα που τρεις επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας στη Φιλαδέλφεια - Christopher Lynn, Ari Kahn και Danielle Bassett - έχουν αρχίσει να απαντούν.
Οι ερευνητές εξηγούν ότι μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί εξελιγμένες διαδικασίες για να δημιουργήσει τη δομή των στατιστικών σχέσεων υψηλότερης τάξης.
Στην τρέχουσα μελέτη τους, ωστόσο, οι τρεις ερευνητές παρουσίασαν ένα διαφορετικό μοντέλο, υποδηλώνοντας ότι οι εγκέφαλοί μας είναι πρόθυμοι να απλοποιήσουν τις πληροφορίες ώστε να μπορούν να «δουν τη μεγαλύτερη εικόνα».
«Ο ανθρώπινος εγκέφαλος προσπαθεί συνεχώς να προβλέπει τι θα ακολουθήσει. Εάν, για παράδειγμα, παρακολουθείτε μια διάλεξη για ένα θέμα για το οποίο γνωρίζετε κάτι, έχετε ήδη κατανοήσει τη δομή υψηλότερης τάξης. Αυτό σας βοηθά να συνδέσετε ιδέες μαζί και να προβλέψετε τι θα ακούσετε στη συνέχεια. "
Κρίστοφερ Λιν
Πρόβλεψη συνεπειών
Στο νέο τους μοντέλο, το οποίο παρουσίασαν στη συνάντηση Μαρτίου του American Physical Society 2019, οι ερευνητές εξηγούν ότι ο εγκέφαλος πρέπει να απομακρυνθεί από τις ιδιαιτερότητες για να δημιουργήσει συνδέσεις ιδεών υψηλότερης τάξης.
Όσον αφορά την τέχνη του Ιμπρεσιονιστή για να επεξηγήσει αυτήν την ιδέα, ο Lynn σημειώνει ότι, "αν κοιτάξετε έναν pointillist ζωγραφισμένο από κοντά, μπορείτε να αναγνωρίσετε σωστά κάθε κουκκίδα." Όμως, "Αν πας πίσω 20 πόδια, οι λεπτομέρειες γίνονται ασαφείς, αλλά θα αποκτήσεις καλύτερη αίσθηση της συνολικής δομής."
Οι ανθρώπινοι εγκέφαλοι, αυτός και οι συνάδελφοί του πιστεύουν, περνούν μια παρόμοια διαδικασία, που σημαίνει επίσης ότι εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη μάθηση από προηγούμενα λάθη.
Για να επαληθεύσουν αυτήν την υπόθεση, οι ερευνητές πραγματοποίησαν ένα πείραμα στο οποίο ζήτησαν από τους συμμετέχοντες να δουν μια οθόνη υπολογιστή με πέντε τετράγωνα στη σειρά. Η αποστολή των συμμετεχόντων ήταν να πατήσετε έναν συνδυασμό πλήκτρων για να ταιριάζει με την ακολουθία της οθόνης.
Όταν μέτρησαν τους χρόνους αντίδρασης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι συμμετέχοντες τείνουν να πιέζουν τον σωστό συνδυασμό πλήκτρων με γρηγορότερο ρυθμό όταν ήταν σε θέση να προβλέψουν το αποτέλεσμα.
Ως μέρος του πειράματος, οι ερευνητές αντιπροσώπευαν τα ερεθίσματα ως κόμβους που αποτελούσαν μέρος ενός δικτύου. Ένας συμμετέχων θα έβλεπε ένα ερέθισμα ως κόμβο μέσα σε αυτό το δίκτυο και ένας από τους τέσσερις άλλους κόμβους που γειτνιάζουν με αυτό θα αντιπροσωπεύει το επόμενο ερέθισμα.
Επιπλέον, τα δίκτυα σχημάτισαν είτε ένα «αρθρωτό γράφημα» που αποτελείται από τρία συνδεδεμένα πεντάγωνα είτε ένα «γράφημα πλέγματος» που περιλαμβάνει πέντε τρίγωνα με γραμμές που τα συνδέουν.
Οι ερευνητές σημείωσαν ότι οι συμμετέχοντες αντέδρασαν πιο γρήγορα στα αρθρωτά γραφήματα παρά στα γραφήματα πλέγματος.
Αυτό το αποτέλεσμα, λένε οι ερευνητές, υποδηλώνουν ότι οι συμμετέχοντες βρήκαν ευκολότερο να κατανοήσουν τη δομή του αρθρωτού γραφήματος - δηλαδή, την υποκείμενη λογική της "μεγαλύτερης εικόνας" - που τους επέτρεψε να κάνουν ταχύτερες προβλέψεις με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Χρησιμοποιώντας αυτά τα ευρήματα, ο Lynn και οι συνεργάτες του προσπάθησαν να αξιολογήσουν μια μεταβλητή τιμή που ονόμασαν την τιμή «beta». Οι ερευνητές λένε ότι η τιμή beta φάνηκε να είναι χαμηλότερη σε άτομα που είχαν περισσότερες πιθανότητες να κάνουν λάθη πρόβλεψης και υψηλότερα σε αυτούς που ολοκλήρωσαν την εργασία με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Στο μέλλον, οι ερευνητές στοχεύουν να αναλύσουν λειτουργικές σαρώσεις μαγνητικής τομογραφίας για να δουν αν οι εγκέφαλοι των ανθρώπων που παρουσιάζουν διαφορετικές τιμές βήτα είναι, «για παράδειγμα», προγραμματισμένοι με διαφορετικό τρόπο.
