Вместо того, чтобы постоянно перекрашивать новый холст с картиной окружающего мира каждый раз, когда он получает информацию, человеческий мозг, кажется, строит рабочую модель, поддерживаемую прогнозами, постоянно проверяемыми и перепроверяемыми на предмет изображений и звуков, которые он уже ожидает.
Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон продемонстрировали нисходящую природу этого мировоззрения, разрушив его крошечными дозами анестетика под названием кетамин. Их исследование показывает важность определенного типа связи между клетками мозга, а также может объяснить перспективность кетамина в лечении депрессии.
Восходящее понимание восприятия преобладало на протяжении десятилетий и гласит, что сенсорная информация перемещается из низших частей мозга в «высшие» части, которые используют ее для выполнения исполнительных функций, таких как сосредоточение внимания и планирование. Но подход «сверху вниз» уходит своими корнями в 19 век. Идея, которая теперь называется предиктивным кодированием, заключается в том, что лобная доля мозга делает прогнозы о том, что произойдет дальше, на основе усвоенных ассоциаций.
«Вы привыкли ожидать, что если услышите лай, то увидите собаку», — говорит Сунак Моханта, аспирант лаборатории психологии и неврологии UW-Madison Юрий Заалманн. «Мы использовали такого рода ассоциации, чтобы показать, как предсказания влияют на поведение».
В своем исследовании, недавно опубликованном в Journal of Neuroscience , ученые научили 32 добровольцев совершенно новым для них ассоциациям, разыгрывая им трехсложное бессмысленное слово и сопровождая его изображением набора уникальных животных, похожих на животных, называемых гриблами. .
Благодаря обратной связи добровольцы узнали, какой звук сочетается с какой картинкой. Затем исследователи проверили добровольцев, воспроизведя им звук, показав им картинку и попросив добровольцев сказать, совпадают ли пары. Исследователи также нанесли на карту паттерны в мозгу добровольцев, характерные для правильных пар звуков и форм, записывая электрическую активность по мере появления звуков и форм.
Как только были введены три из этих ассоциаций, прогностические качества звуков искажались в сознании испытуемых , заставляя парный грибл следовать за совпавшим звуком в 85 %, 50 % или 33 % случаев.
«Чем сильнее наши слушатели понимали, что звук предсказывает определенную форму, тем быстрее они могли сказать нам, соответствует ли форма, которую мы им показывали, звуку», — говорит Заалманн. «Время их реакции на звуки с 50-процентным прогнозированием было намного медленнее, и еще медленнее на звуки с наименьшим прогнозированием».
После прослушивания очень предсказуемого звука активность в лобных долях испытуемых увеличивалась, посылая сигнал в сенсорные центры в задней части мозга и активируя клетки мозга , называемые нейронами, которые представляют ожидаемую форму. Затем, когда форма появлялась, эти нейроны становились еще более активными и вызывали у зрителя более быстрые ответы.
