Cercetările australiene dezvăluie cum creierul gestionează surprizele senzoriale neașteptate
Cercetătorii din Australia au descoperit ce se întâmplă în creierul nostru atunci când ne confruntăm cu o situație previzibilă comparativ cu o surpriză, oferind indicii vitale într-o enigmă de lungă durată din neuroștiințe.
Studiile au arătat că, în timpul evenimentelor surprinzătoare, creierul nostru este programat să direcționeze energie pentru a capta mai multe informații senzoriale din mediu.
Acesta este motivul pentru care ne amintim evenimentele neașteptate cu o claritate și precizie mai mare. Creierul nostru își actualizează astfel memoria internă.
În contrast, atunci când ne confruntăm cu ceva familiar sau așteptat, creierul începe să reacționeze înainte de a se întâmpla efectiv, economisind astfel milisecunde prețioase. Când apare ceva previzibil, creierul ne face să reacționăm mai rapid, dar nu se deranjează să codifice informația în detaliu.
„Studiul nostru oferă o perspectivă fascinantă asupra modului în care creierul folosește predicțiile pentru a ne ajuta să percepem și să interacționăm mai bine cu lumea”, spune autorul principal Dr. Reuben Rideaux de la Școala de Psihologie a Universității din Sydney.
„Creierul nostru este constant sub presiune pentru a lua decizii, primind o cantitate imensă de informații senzoriale din mediu. De aceea, trebuie să economisească energie acolo unde poate.”
„Când se confruntă cu o situație previzibilă, creierul spune: ‘Știu deja ce este asta, nu trebuie să cheltuiesc energie procesându-l cu atenție.’”
„Dar în timpul evenimentelor neașteptate, este ca o actualizare software. Creierul nostru dorește să-și actualizeze memoria internă a lumii pentru a fi pregătit pentru viitor, astfel că energia este dedicată colectării cât mai multor informații din mediu”, adaugă Dr. Rideaux.
Rezultatele, publicate în The Journal of Neuroscience, rezolvă o dezbatere de lungă durată în neuroștiințe despre „eficiența adaptivă”, referitoare la modul în care creierul alocă energia neurală pentru a răspunde cerințelor mediului.
Discuția s-a concentrat pe faptul dacă creierul prioritizează informațiile așteptate sau pe cele neașteptate.
Am descoperit că răspunsul este ambele. Creierul are avantajul de a beneficia de ambele tipuri de informație.
Este uimitor că acest proces se desfășoară în milisecunde. Aceasta avansează înțelegerea noastră despre modul în care creierul echilibrează rapiditatea și acuratețea și despre cum predicția și atenția modelează percepția noastră asupra lumii”, afirmă Ziyue Hu, autor principal și doctorand la Școala de Psihologie a Universității din Sydney.
Un exemplu din viața reală care ilustrează acest fenomen este sportul profesionist. Sportivii de înaltă performanță își folosesc experiența pentru a prezice și reacționa mai rapid.
„Imaginați-vă o jucătoare de tenis profesionistă care știe unde va ateriza serviciul adversarei. Experiența îi permite să se deplaseze spre acel loc înainte ca mingea să fie lovită și să-și pregătească racheta pentru a returna mingea. Creierul ei s-a pregătit deja pentru un răspuns motor în funcție de locația probabilă și nu s-a deranjat să codifice locația precisă a mingii care confirmă ceea ce a prezis deja”, explică Dr. Rideaux.
„Această predicție îi oferă milisecunde prețioase, dar dacă o întrebați să-și amintească cadrul cu cadrul, exact unde a sărit mingea în interiorul zonei de serviciu, memoria ei va fi neclară.”
„Dar este serviciul rar surpriză, care va fi amintit cu o precizie spațială vie.”
În cadrul studiului, 40 de participanți au vizionat flash-uri vizuale simple apărând în jurul unui cerc, în timp ce cercetătorii au măsurat activitatea cerebrală folosind EEG (înregistrând undele cerebrale) și au urmărit reacțiile pupilelor.
Echipa de cercetare a înregistrat timpii de reacție și acuratețea participanților. Dar, crucial, cercetătorii au manipulat și schimbat deliberat modelul flash-urilor în anumite momente.
Participanții au reacționat mai repede și mai precis la evenimentele așteptate, dar, când au fost întrebați să-și amintească exact locația, memoria lor a fost mai slabă decât după flash-urile neașteptate.
O descoperire surprinzătoare a fost că creierul nostru reacționează la evenimentele familiare în două etape.
Prima etapă este atunci când creierul prezice ce urmează să se întâmple și, astfel, pregătește și primește corpul nostru pentru a reacționa rapid.
A doua etapă este atunci când creierul recunoaște că evenimentul este cel așteptat și economisește energie, nerecenzând informația din mediu în profunzime.
Atât evenimentele așteptate, cât și cele neașteptate au fost reprezentate în cortex în cadrul a 100 de milisecunde de la momentul în care participanții au văzut flash-ul, dar evenimentele neașteptate au fost reprezentate mai clar în undele cerebrale decât cele așteptate.
În etapa următoare a cercetării, echipa lui Dr. Rideaux își propune să înțeleagă modul în care aceste mecanisme se dezvoltă în timp și ce factori ecologici influențează aceste căi.
Echipa este, de asemenea, interesată să exploreze cum pot fi aplicate aceste mecanisme în creierele artificiale (rețele neuronale și inteligență artificială) pentru a îmbunătăți eficiența sau performanța acestora.
