Ο εγκέφαλός σας επιλέγει τι θα σας αφήσει να δείτε

Την περασμένη εβδομάδα, Quanta αναφέρθηκε στους μηχανισμούς φιλτραρίσματος που μας επιτρέπουν να εστιάσουμε την προσοχή μας σε ερεθίσματα ενδιαφέροντος - που μας επιτρέπουν να συντονίζουμε τη μουσική σε ένα δωμάτιο για να ακούσουμε μια κοντινή συνομιλία ή να αγνοούμε τα πράσινα, τα μπλουζ και τα κίτρινα σε ένα πλήθος όταν ψάχνουμε για έναν φίλο που φοράει το κόκκινο. Αυτό το είδος επεξεργασίας, που περιλαμβάνει την καταστολή ορισμένων αισθητηριακών δεδομένων για την επισήμανση σημάτων που είναι πιο σχετικά, κατευθύνεται από έναν στόχο.

Αλλά άλλες διαδικασίες λειτουργούν πολύ κάτω από αυτό το επίπεδο συνειδητοποίησης, φιλτράροντας πληροφορίες που ο εγκέφαλος στερείται προτεραιότητας χωρίς να το θέλουμε ή ακόμα και να το γνωρίζουμε. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η εστίασή μας δεν κατευθύνεται από έναν στόχο, αλλά από συγκεκριμένες ιδιότητες των ερεθισμάτων, όπως τη φωτεινότητα ή την κίνησή τους - ιδιότητες που φαινομενικά είμαστε δύσκολο να θεωρήσουμε σημαντικές. «Είναι λογικό από μια εξελικτική προοπτική», δήλωσε ο Duje Tadin, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Rochester. "Αν κάτι κινείται, είναι συχνά αρκετά σημαντικό για την επιβίωσή σας."

Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι η αισθητηριακή μας επεξεργασία πρέπει να εξαλείφει αυτόματα τις εξωτερικές εισροές - διαφορετικά, δεν θα μπορούσαμε να βιώσουμε τον κόσμο όπως κάνουμε. Όταν κοιτάμε το περιβάλλον μας, για παράδειγμα, το αντιληπτό οπτικό μας πεδίο παραμένει σταθερό ή κινείται ομαλά με το βλέμμα μας. Αλλά το μάτι κάνει επίσης συνεχώς μικρές κινήσεις, ή σακάδες. Το οπτικό μας σύστημα πρέπει να αφαιρέσει αυτό το τρέμουλο φόντου από αυτό που βλέπουμε.

"Αυτόματοι κατασταλτικοί τύποι μηχανισμών λαμβάνουν χώρα ... μέσω μεγάλων τμημάτων του εγκεφάλου", δήλωσε ο Richard Krauzlis, νευροεπιστήμονας στο Εθνικό Ινστιτούτο Οφθαλμών στο Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας στο Μέριλαντ. "Βασικά παντού."

Και η αυτόματη αφαίρεση του φόντου, όπως αποδεικνύεται, μπορεί επίσης να εκδηλωθεί με ενδιαφέροντες, απροσδόκητους τρόπους. Πάρτε μια αντιφατική διαπίστωση που έκαναν ο Tadin και οι συνάδελφοί του το 2003:Είμαστε καλοί στο να αντιλαμβανόμαστε τις κινήσεις μικρών αντικειμένων, αλλά αν αυτά τα αντικείμενα γίνονται απλά μεγαλύτερα, δυσκολευόμαστε πολύ να ανιχνεύσουμε την κίνησή τους.

Πρόσφατα στο Nature Communications , η ομάδα του Tadin πρόσφερε μια δελεαστική εξήγηση για το γιατί συμβαίνει αυτό:Ο εγκέφαλος δίνει προτεραιότητα στον εντοπισμό αντικειμένων που είναι πιο σημαντικά για εμάς να δούμε και αυτά τείνουν να είναι μικρότερα. Για ένα γεράκι που κυνηγά για το επόμενο γεύμα του, ένα ποντίκι που περνάει ξαφνικά σε ένα χωράφι έχει μεγαλύτερη σημασία από την ταλαντευόμενη κίνηση του γρασιδιού και των δέντρων γύρω του. Ως αποτέλεσμα, ο Tadin και η ομάδα του ανακάλυψαν, ο εγκέφαλος καταστέλλει πληροφορίες σχετικά με την κίνηση του φόντου - και ως παρενέργεια, έχει μεγαλύτερη δυσκολία να αντιληφθεί τις κινήσεις μεγαλύτερων αντικειμένων, επειδή τα αντιμετωπίζει και ως ένα είδος φόντου.

Η ομάδα επιβεβαίωσε περαιτέρω αυτή την ιδέα με ένα εκπαιδευτικό πείραμα που πραγματοποιήθηκε σε ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας. Άλλοι ερευνητές είχαν αναφέρει προηγουμένως ότι δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ του πόσο καλά οι ηλικιωμένοι παρατηρούν την κίνηση ενός μικρού αντικειμένου και την κίνηση ενός μεγαλύτερου. Εξαιτίας αυτού, ο Tadin και οι συνάδελφοί του προέβλεψαν ότι οι ηλικιωμένοι θα είχαν προβλήματα να εντοπίσουν μικρά κινούμενα αντικείμενα σε ένα κινούμενο φόντο - και αυτό ακριβώς βρήκαν. Ωστόσο, με την εκπαίδευση μερικών εβδομάδων, τα υποκείμενα της δοκιμής έγιναν πολύ καλύτερα στην αναγνώριση αυτής της κίνησης.

Ωστόσο, όπως ανακάλυψαν οι ερευνητές, η εκπαίδευση δεν βελτίωσε πραγματικά την ικανότητα των υποκειμένων να ανιχνεύουν μικρά κινούμενα αντικείμενα. όταν μετρήθηκε μόνη της, αυτή η ικανότητα δεν είχε αλλάξει. Αντίθετα, το χτύπημα της απόδοσής τους προέκυψε επειδή ήταν λιγότερο αποσπασμένοι:είχαν χειροτερέψει στην ανίχνευση των κινήσεων των μεγαλύτερων αντικειμένων φόντου. "Κατά κάποιο τρόπο, ο εγκέφαλός τους απέρριψε πληροφορίες που ήταν σε θέση να επεξεργαστεί μόλις πριν από πέντε εβδομάδες", είπε ο Tadin.

Αυτό που τόνισαν αυτά τα αποτελέσματα, πρόσθεσε, είναι ότι η ευαισθησία μας σε μεγαλύτερα κινούμενα αντικείμενα είναι χαμηλότερη «επειδή αυτή είναι η στρατηγική που χρησιμοποιεί ο εγκέφαλός μας για να κάνει μικρότερα κινούμενα αντικείμενα σε αυτά τα φόντο να ξεχωρίζουν περισσότερο».

Είναι η ίδια στρατηγική (που εκτελείται από διαφορετικό μηχανισμό) που χρησιμοποιεί ο εγκέφαλος σε διαδικασίες προσοχής που κατευθύνονται προς τους στόχους:Απαλλάσσεται από πληροφορίες που αποσπούν την προσοχή ή λιγότερο χρήσιμες προκειμένου να ξεχωρίζουν οι πιο σχετικές εισροές.

«Πριν η προσοχή πιάσει τη δουλειά της», είπε ο Tadin, «υπάρχει ήδη πολλή περικοπή πληροφοριών». Για την αντίληψη της κίνησης, αυτό το κλάδεμα πρέπει να γίνει αυτόματα γιατί πρέπει να γίνει πολύ γρήγορα. "Η προσοχή μπορεί να κάνει το ίδιο πράγμα με πολύ πιο έξυπνους και πιο ευέλικτους τρόπους, αλλά όχι τόσο αβίαστα."

Μαζί, αυτές οι διαδικασίες - τόσο οι αυτόματες από κάτω προς τα πάνω όσο και οι πιο συνειδητές από πάνω προς τα κάτω - δημιουργούν την εσωτερική αναπαράσταση του εγκεφάλου του περιβάλλοντος του. Είναι αυτό που ο Ian Fiebelkorn, ένας γνωστικός νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, αναφέρει ως «χάρτη προτεραιότητας», με κορυφές και κοιλάδες που υπαγορεύουν πού πρέπει να στοχεύουν οι πόροι της προσοχής. Μέσω της μάθησης και της εκπαίδευσης, είπε, οι στόχοι από πάνω προς τα κάτω συνεχίζουν να «χειρίζονται αυτόν τον χάρτη, ενισχύοντας ή καταστέλλοντας τις κορυφές» που αντιπροσωπεύουν εξέχουσες ιδιότητες ενός ερεθίσματος.

Όσον αφορά το πώς και τι αντιλαμβανόμαστε, ο Tadin είπε, «συμβαίνουν πολλά στα παρασκήνια που θεωρούμε δεδομένα».