Mikä tekee aivostasi All-in -laitteen, mitä se ajattelee?

Mikä tekee aivostasi All-in -laitteen, mitä se ajattelee?

Kuvittele, että kävelet Afrikan savannissa. Yhtäkkiä huomaat liikkuvan pensaan, joka peittää osittain suuren keltaisen esineen. Tästä rajoitetusta tiedosta sinun täytyy selvittää, oletko vaarassa ja päättää, miten reagoit. Onko se kasa kuivaa ruohoa? Tai nälkäinen leijona?

Tällaisissa tilanteissa aivojemme on käytettävä monimutkaisia ​​ja epävarmoja visuaalisia tietoja tehdäkseen jaetun sekunnin päätöksiä. Päätelmät ja myöhemmät päätökset, joita teemme sen perusteella, mitä näemme, voivat olla ero siitä, miten voimme reagoida uhkaan ja tulla leijonan seuraavaksi ateriaksi.

Perinteisesti neurotieteilijät ovat ajatelleet visuaalista informaation käsittelyä tapahtumaketjuna, joka tapahtuu yksi toisensa jälkeen, suodatetaan tulosta signaali (silmistä), joka muuttuu avaruuden ja ajan. Mutta viime aikoina olemme alkaneet ajatella prosessia yhtä dynaamisena ja vuorovaikutteisempana. Kun visuaalinen järjestelmä yrittää ratkaista epävarmuutta saamastaan ​​aistinvaraisesta tiedosta, se käyttää sekä ennakkotietoa että ajankohtaisia ​​todisteita saadakseen tietoisia arvailuja siitä, mitä tapahtuu.

Visuaalinen järjestelmä: paljon enemmän kuin silmät

Silmät ovat tietysti ratkaisevan tärkeitä, miten näemme, mitä ympärillämme tapahtuu. Mutta suurin osa intensiivisesti tutkitusta ihmisen näköjärjestelmästä on aivoissa.

Silmien takana olevat verkkokalvot sisältävät fotoreceptoreita, jotka tuntevat ja reagoivat ympäristön valoon. Nämä fotoreceptorit aktivoivat puolestaan ​​neuroneja, jotka välittävät informaatiota aivojen visuaaliselle aivokuorelle, joka sijaitsee pään takana. Visuaalinen kuori käsittelee sitten raakadatan, jotta voimme tehdä päätöksiä siitä, miten reagoida ja käyttäytyä asianmukaisesti alkuperäisen panoksen perusteella.

Visuaalinen aivokuori on järjestetty anatomiseen ja toiminnalliseen hierarkiaan. Jokainen vaihe eroaa toisistaan, sekä mikroskooppisen anatomian että sen funktionaalisen roolin ja fysiologian osalta - eli kuinka neuronit reagoivat erilaisiin ärsykkeisiin.

Perinteisesti tutkijat ajattelivat, että tämä hierarkia suodatti tiedot peräkkäin vaiheittain vaiheittain alhaalta ylöspäin. He uskoivat, että jokainen visuaalisen aivojen käsittelytaso kulkee ylöspäin pienemmiltä tasoilta saadun visuaalisen signaalin hienostuneemmassa muodossa. Esimerkiksi hierarkian yhdessä vaiheessa suuret kontrastin reunat erotetaan kohtauksesta muodostaakseen muodot ja esineet myöhemmin.


Hanki viimeisin InnerSelfistä


Alkuperäinen ajattelu katsoi, että lopulta visuaalisen kuoren korkeimmat tasot sisältäisivät neuroniaktiivisuutensa merkityksellisen maailman edustuksen, jonka voimme sitten toimia. Mutta useat uudet neurotieteen kehitys ovat kääntäneet tämän näkemyksen päähänsä.

Maailma - ja siten myös visuaalinen ympäristö - on erittäin epävarma hetkestä toiseen. Lisäksi tiedämme monista tutkimuksista että aivojen kapasiteetti on äärimmäisen rajoitettu. Aivot tukeutuvat esimerkiksi prosesseihin visuaalinen huomio ja visuaalinen muisti auttaa sitä hyödyntämään tehokkaasti näitä rajoitettuja resursseja.

Joten miten aivot tarkasti liikkuvat erittäin epävarmassa ympäristössä, jossa on rajoitettu määrä tietoa? Vastaus on, se toistaa kertoimet ja pelit.

Mahdollisuudet parhaaseen ohjaukseen

Aivojen on käytettävä rajallisia epäselvän ja vaihtelevan tiedon syöttöjä, jotta he voivat tehdä tietoon perustuvan arvion siitä, mitä tapahtuu sen ympäristössä. Jos nämä arviot ovat tarkkoja, ne voivat muodostaa perustan hyville päätöksille.

Tämän toteuttamiseksi aivot pelaavat olennaisesti sellaisten tietojen osajoukolla, joita sillä on. Pienen aistinvaraisen tiedon perusteella se panostaa siihen, mitä maailma kertoo sen saadakseen parhaan mahdollisen voittokäyttäytymisen.

Harkitse esimerkkiä savannin liikkuvasta pensaasta. Näet epäselvän, suuren keltaisen esineen, jonka bush peittää. Oliko tämä kohde aiheuttanut holkin liikkuvan? Mikä on keltainen blob? Onko se uhka?

Nämä kysymykset ovat merkityksellisiä sen suhteen, mitä päätämme tehdä seuraavaksi käyttäytymme suhteen. Rajoitetun visuaalisen informaation (liikkuva bush, suuri keltainen esine) käyttäminen tehokkaalla tavalla on käyttäytymisesti tärkeää. Jos päätämme, että keltainen esine on todellakin leijona tai joku muu saalistaja, voimme päättää siirtyä nopeasti vastakkaiseen suuntaan.

Päätelmä voidaan määritellä sekä todisteiden että päättelyn perusteella. Tässä tapauksessa päätelmä (se on leijona) perustuu molempiin todisteisiin (suuri keltainen esine, liikkuva bush) ja päättelyyn (leijonat ovat suuria ja läsnä savannissa). Neurotieteilijät ajattelevat todennäköisyysperusteinen laskenta jotka sisältävät ennakkotietojen ja nykyisten todisteiden yhdistämisen.

Kaksisuuntaiset aivoyhteydet

Neuroanatomiset ja neurofysiologiset todisteet viimeisten kahden vuosikymmenen aikana ovat osoittaneet, että visuaalisen kuoren hierarkia sisältää paljon yhteyksiä matalammasta korkeampaan ja korkeampaan joka tasolla. Sen sijaan, että tiedot kääntyisivät käännetyn suppilon läpi, kun jalostetaan, kun se menee korkeammalle ja korkeammalle, näyttää siltä, ​​että visuaalinen järjestelmä on enemmän interaktiivinen hierarkia. Ilmeisesti se pyrkii ratkaisemaan maailmalle ominaisen epävarmuuden jatkuvan palautteen ja eteenpäin suuntautuvan syklin avulla. Tämä mahdollistaa yhdistelmä alhaalta ylös nykyiset todisteet ja ylhäältä alas ennakkotietoa hierarkian kaikilla tasoilla.

Anatomiset ja fysiologiset todisteet, jotka viittaavat toisiinsa liittyvään visuaalisiin aivoihin, täydentyvät hienosti käyttäytymiskokeilla. Erilaisia ​​visuaalisia tehtäviä - objektien tunnistaminen, tietyn kohteen etsiminen merkityksettömien kohteiden joukosta että muistaa lyhyesti visuaalisia tietoja - Ihmiset toimivat todennäköisyysperiaatteiden sääntöjen mukaisten odotusten mukaisesti. Käyttäytymisennusteemme, jotka perustuvat olettamukseen, että todennäköisyysperiaatteet perustuvat näihin kapasiteetteihin, vastaavat hyvin todellisia kokeellisia tietoja.

Ilmoitetut arviot, virheiden minimointi

Neurotieteilijät ovat ehdottaneet, että aivot ovat kehittyneet luonnollisen valinnan kautta aktiivisesti minimoimaan eriarvoisuushetken hetkeksi sen, mitä havaitaan ja mitä odotetaan. Tämän poikkeaman minimoiminen edellyttää välttämättä todennäköisyyden johtopäätösten käyttämistä tulevan tiedon näkökulmien ennustamiseen maailman aiemman tietämyksen perusteella. Neurotieteilijät ovat nimenneet tämän prosessin ennustava koodaus.

Suuri osa ennustavaa koodausmenetelmää tukevista tiedoista on tullut läpi visuaalisen järjestelmän tutkimisen. Nyt tutkijat ovat kuitenkin alkaa yleistää ajatusta ja soveltaa sitä muihin aivojen tietojenkäsittelyn näkökohtiin. Tämä lähestymistapa on tuottanut monia mahdollisia tulevaisuuden suuntauksia nykyaikaiselle neurotieteelle, mukaan lukien niiden välisen suhteen ymmärtäminen yksittäisten neuronien alhainen vaste ja korkeamman tason neuronaalinen dynamiikka (kuten ryhmäaktiivisuus, joka on kirjattu elektroenkefalogrammissa tai EEG: ssä).

Vaikka ajatus siitä, että käsitys on päättelyprosessi, on ei uuttaNykyaikainen neurotiede on elvyttänyt sen viime vuosina - ja se on muuttanut kenttää dramaattisesti. Lisäksi lähestymistapa lupaa lisätä ymmärrystä tietojenkäsittelystä paitsi visuaaliseen informaatioon, myös kaikenlaisiin aistitietoihin ja korkeamman tason prosesseihin, kuten päätöksentekoon, muistiin ja tietoiseen ajatteluun.

Author

Alex Burmester, tutkijakoulutuksen ja muistin tutkija New York University

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

{amazonWS: searchindex = Kirjat; avainsanat = visuaaliset havainnot; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}

TOIMITTAJAT

InnerSelf-uutiskirje: syyskuu 6, 2020
by InnerSelfin henkilökunta
Näemme elämän havainnointilinssimme kautta. Stephen R. Covey kirjoitti: "Me näemme maailman, ei sellaisenaan, vaan sellaisena kuin olemme - - tai sellaisena kuin meillä on edellytykset nähdä se." Joten tällä viikolla katsomme joitain…
InnerSelf-uutiskirje: Elokuu 30, 2020
by InnerSelfin henkilökunta
Tiet, joilla tänään matkustamme, ovat yhtä vanhoja kuin aikoina, mutta ovat meille uusia. Kokemuksemme ovat yhtä vanhoja kuin ajat, mutta ne ovat myös uusia meille. Sama pätee myös…
Kun totuus on niin kauheaa, että se sattuu, toimi
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Kaikkien näinä päivinä tapahtuvien kauhujen keskellä minua inspiroivat loistavat toivonsäteet. Tavalliset ihmiset puolustavat sitä, mikä on oikein (ja väärää vastaan). Baseball-pelaajat,…
Kun selkäsi on seinää vasten
by Marie T. Russell, InnerSelf
Rakastan Internetiä. Nyt tiedän, että monilla ihmisillä on paljon huonoja asioita sanottavaa, mutta rakastan sitä. Aivan kuten rakastan ihmisiä elämässäni - he eivät ole täydellisiä, mutta rakastan heitä joka tapauksessa.
InnerSelf-uutiskirje: Elokuu 23, 2020
by InnerSelfin henkilökunta
Jokainen todennäköisesti voi olla yhtä mieltä siitä, että elämme outoina aikoina ... uusia kokemuksia, uusia asenteita, uusia haasteita. Mutta meitä voidaan rohkaista muistamaan, että kaikki on aina muuttumassa ...