چگونه مغز شما الگوها را بدون فکر آگاهانه تشخیص می دهد

نورون‌ها در نواحی خاص مغز، اطلاعات «چه» و «چه زمانی» را برای تشخیص نظم پنهان در رویدادهایی که در زمان واقعی اتفاق می‌افتند ادغام می‌کنند.

مغز انسان به طور مداوم الگوهایی را در تجربیات روزمره انتخاب می کند – و می تواند بدون فکر آگاهانه این کار را انجام دهد، مطالعه ای در مورد فعالیت عصبی در افرادی که به دلایل پزشکی الکترودهایی در بافت مغزشان کاشته شده بودند، نشان می دهد.

این مطالعه نشان می‌دهد که نورون‌ها در نواحی کلیدی مغز، اطلاعات مربوط به اتفاق و زمان را با هم ترکیب می‌کنند و به مغز اجازه می‌دهند تا الگوهای رویدادها را در طول زمان مشخص کند. نویسندگان می گویند که این به مغز کمک می کند تا رویدادهای آینده را پیش بینی کند. این اثر امروز در نیچر منتشر شد.

ادوارد موزر، عصب شناس در دانشگاه علم و صنعت نروژ در تروندهایم می گوید: مغز کارهای زیادی را انجام می دهد که ما آگاهانه از آنها آگاه نیستیم. “این استثنا نیست.”

کولاک داده ها

برای درک دنیای اطرافمان، مغز باید هجومی از اطلاعات را در مورد آنچه اتفاق می‌افتد، مکان و زمان وقوع آن پردازش کند. نویسندگان این مطالعه می خواستند بررسی کنند که چگونه مغز این اطلاعات را در طول زمان سازماندهی می کند – گامی مهم در یادگیری و حافظه.

این تیم 17 فرد مبتلا به صرع و کاشت الکترود در مغزشان را برای آماده شدن برای درمان جراحی مورد مطالعه قرار دادند. این الکترودها به نویسندگان این امکان را می‌دهد تا مستقیماً فعالیت نورون‌های منفرد را در مناطق مختلف مغز ثبت کنند. از جمله این مناطق، هیپوکامپ و قشر آنتورینال بودند که در حافظه و ناوبری نقش دارند. این مناطق حاوی سلول های زمان و مکان هستند که به عنوان ساعت داخلی بدن و سیستم GPS عمل می کنند و زمان و مکان را رمزگذاری می کنند. Itzhak Fried، جراح مغز و اعصاب و متخصص مغز و اعصاب در دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، می‌گوید: «تمام دنیای بیرونی که وارد مغز ما می‌شود باید از طریق آن سیستم فیلتر شود.

رژه چهره ها

در آماده سازی برای آزمایش اصلی، محققان به هر شرکت کننده تصاویر مختلفی از چهره ها را نشان دادند.

برای هر شرکت‌کننده، دانشمندان شش چهره را شناسایی کردند که باعث شد یک نورون در مغز شرکت‌کننده به شدت شلیک کند. برای مثال، یک شرکت‌کننده ممکن است یک نورون «مردی با عینک آفتابی»، همراه با یک نورون «زن با کلاه» و چهار نورون دیگر داشته باشد که هر کدام چهره خاصی را ترجیح می‌دهند.

تیم، شش تصویر هر شرکت‌کننده را در یک مثلث که یک تصویر در هر گوشه و یک تصویر در هر طرف داشت، مرتب کرد. هر تصویر با خطوطی که از اضلاع مثلث و از داخل آن عبور می‌کردند به نزدیک‌ترین همسایگان خود متصل می‌شد.

در یک آزمایش تجربی، شرکت‌کنندگان مجموعه‌ای از تصاویر چهره را مشاهده کردند. یک قاعده ساده ترتیب تصاویر را دیکته می کرد: هر چهره با یک چهره که در مثلث به آن متصل است، دنبال می شد. برای مثال، اگر وجه اول در گوشه سمت چپ پایین مثلث باشد، وجه دوم یکی از دو همسایه مستقیم آن خواهد بود: صورت در وسط قاعده مثلث یا وجهی که در وسط سمت چپ مثلث قرار دارد. آزمایش‌کنندگان این قانون را برای شرکت‌کنندگان آشکار نکردند. علاوه بر این، آنها با پرسیدن سوالاتی در مورد محتوای تصاویر در طول هر آزمایش، حواس شرکت کنندگان را پرت کردند.

در طول آزمایش، نورون‌های هیپوکامپ و قشر آنتورینال هر شرکت‌کننده به تدریج شروع به پاسخ دادن نه تنها به صورت ارائه‌شده، بلکه به چهره‌هایی که مستقیماً به آن در مثلث متصل هستند، کردند. وقتی از شرکت کنندگان پرسیده شد که آیا متوجه الگوی ترتیب تصاویر شده‌اند یا خیر، شرکت‌کنندگان گفتند که متوجه نشده‌اند. اما سلول‌های مغزی آن‌ها همچنان این الگو را یاد گرفتند و نشان دادند که مغز می‌تواند الگوها را بدون آگاهی آگاهانه تشخیص دهد. در فواصل بین آزمایش‌ها، نورون‌های «چهره» شرکت‌کنندگان، آنچه را که یاد گرفته بودند، دوباره پخش می‌کردند، بدون اینکه برای انجام آن تحریک شوند، الگوها را طی می‌کردند.

این چیزی است که صریح نیست، ضمنی است. و مغز اساساً خیلی سریع آن را دریافت می‌کند و ما می‌توانیم این تغییرات را در سلول‌های فردی ببینیم.

نورون های آینده

نویسندگان دریافتند که نورون‌ها همچنین می‌توانند تصاویر بعدی را پیش‌بینی کنند که نشان می‌دهد مغز می‌تواند پیش‌بینی رویدادهای آینده را بر اساس الگوهای آموخته شده بیاموزد.

مت جونز، عصب شناس در دانشگاه بریستول، بریتانیا، می گوید: «این واقعیت که بدون هیچ انگیزه خارجی اتفاق می افتد، واقعا جالب است. او می‌افزاید: «بسیاری از یافته‌ها به‌طور قابل‌توجهی با پیش‌بینی‌های مربوط به کار جوندگان مطابقت دارد و نشان می‌دهد که چگونه مدارهای هیپوکامپ برای ساختار نقشه‌های شناختی ما تکامل یافته‌اند.