Categorisirea este o funcție centrală și anticipativă în procesarea cerebrală
Provocând viziunea clasică, doi oameni de știință cognitivi susțin într-o nouă revizuire că categorisirea nu este o etapă tardivă și specializată a procesării senzoriale. În schimb, aceasta reprezintă o funcție fundamentală care operează la fiecare nivel, anticipând nevoile corporale și planurile motorii. Astfel, categoriile nu sunt prototipuri fixe stocate în zonele „superioare” ale cortexului, ci sunt construite dinamic pe baza experienței anterioare pe parcursul întregului proces de procesare senzorială.
În articolul de revizuire intitulat „Categorisirea este integrată în creier”, oamenii de știință cognitivi Lisa Feldman Barrett și Earl K. Miller susțin că această funcție face parte dintr-un proces predictiv pe care creierul îl folosește pentru a satisface eficient nevoile corpului într-o lume senzorială rapidă și copleșitoare. În acest sens, lucrarea lor publicată în Nature Reviews Neuroscience contestă decenii de dogmă privind modul în care și de ce creierul reduce la esență ceea ce vede, aude, mirosește, gustă și simte.
Categoriile reprezintă grupuri de lucruri care sunt suficient de asemănătoare pentru a fi considerate echivalente funcțional. De exemplu, atunci când te plimbi printr-un cartier, vei percepe instinctiv animalul cu blană, cu patru picioare, care latră în fața ta ca fiind un „câine”. Conform viziunii clasice asupra cogniției, creierul tău ajunge la această categorisire după ce absoarbe o mulțime de caracteristici senzoriale de bază ale câinelui – forma, dimensiunea, sunetele pe care le produce, comportamentul său – și le compară cu un prototip „câine” stocat în memorie. La câteva sute de milisecunde după primele inputuri senzoriale, poți decide ce ai vrea să faci în legătură cu câinele.
Barrett și Miller contestă această viziune. Ei propun că creierul tău vine pregătit pentru tipare senzoriale cu predicții ale planurilor de acțiune motorie care sunt cele mai probabile să răspundă nevoilor și obiectivelor tale în acel moment. Aceste semnale de predicție pot fi descrise ca o categorie momentanee pe care creierul o construiește pentru a modela procesarea semnalelor senzoriale. Începând cu primele semnale senzoriale primite, acestea sunt comprimate și abstractizate într-o asemenea categorie pentru a selecta eficient cel mai bine prezis plan de acțiune.
Dacă te afli într-un cartier necunoscut, creierul tău ar putea construi categoria „câine” pentru a evita să fii mușcat, ceea ce ar putea duce la: „înapoi încet, spunând câine drăguț”. Dacă te afli pe strada ta și întâlnești un câine cunoscut, creierul tău ar putea construi o categorie care să te facă să te apleci și să-ți deschizi brațele pentru a chema cățelul adorabil al vecinului pentru o mângâiere plăcută.
În ambele cazuri, categoria „câine” apare în contextul nevoilor tale și al predicțiilor făcute dintr-un meniu de planuri de acțiune învățate pentru situații similare, nu dintr-un exercițiu intelectual care presupune o evaluare neutră a inputurilor senzoriale, comparându-le cu un prototip fix și apoi planificând de acolo. Dacă creierul ar funcționa cu adevărat în modul în care se credea clasic, ai fi pe picior greșit când câinele necunoscut ar sări asupra ta.
Una dintre principalele sarcini ale creierului este de a prezice lumea. Este nevoie de câteva sute de milisecunde pentru a procesa lucrurile și, între timp, lumea continuă să se miște. Creierul trebuie să anticipeze evenimentele.
„Modelul stimul, cogniție, răspuns al creierului este greșit”, a afirmat Barrett. „Creierul se pregătește pentru un răspuns și apoi percepe un stimul. Un creier nu este reactiv. Este predictiv. Planificarea acțiunii vine prima, iar percepția vine după, ca o funcție a planului de acțiune.”
Barrett și Miller își susțin propunerea provocatoare printr-o mulțime de dovezi anatomice, electrofiziologice și de imagistică referitoare la creier. Aceștia citează numeroase rezultate experimentale care arată cum creierul este structurat pentru a difuza amintiri pentru a crea planuri motorii care curg înapoi către semnalele care sosesc de la suprafețele senzoriale ale corpului, modelându-le activ pentru a le conferi sens.
„Capacitatea de a crea similitudini din diferențe – de a abstractiza – este încorporată în arhitectura sistemului nervos și poți observa acest lucru analizând ce este conectat la ce și prin observarea fluxului semnalului”, a declarat Barrett.
De exemplu, pe măsură ce circuitele transmit semnalele „înainte” de la suprafețele senzoriale (cum ar fi retina) către regiunile cortexului cerebral axate pe procesarea senzorială (precum cortexul vizual), către zonele importante pentru controlul executiv (cortexul prefrontal) și controlul corpului (cortexul limbic), informația trece de la mulți neuroni mici, puțin conectați, la câțiva neuroni mai mari și mai bine conectați. O astfel de arhitectură comprimă detalii senzoriale în reprezentări din ce în ce mai abstracte care grupează multe caracteristici diferite în grupuri mai mici de caracteristici similare, ajutând astfel la selectarea unui plan de acțiune prezis din categoria mai largă care este deja acolo.
„Creierul tău este un mare pâlnie care transformă lumea exterioară într-un output”, a spus Miller.
În plus, dovezile anatomice arată că neuronii din cortex mențin mult mai multe conexiuni pentru a oferi feedback din memorie care controlează regiunile senzoriale decât pentru a transmite informații senzoriale înainte. Aproape 90 la sută din sinapsele din cortexul vizual sunt „feedback” în loc de „feedforward”, au scris Barrett și Miller. Cu alte cuvinte, creierul este construit pentru a folosi memoria pentru a filtra semnalele senzoriale care sosesc, în conformitate cu impunerea nevoilor și obiectivelor asupra a ceea ce ar fi altfel un flux copleșitor de imagini, sunete și alte senzații.
Un alt tip de dovezi provine din numeroase studii realizate în laboratorul lui Miller, care arată că, la nivelul rețelei largi de flux informațional din cortex, creierul utilizează unde de frecvență beta care transportă informații despre obiective și planuri pentru a constrânge exprimarea undelor de frecvență gamma care poartă informații despre inputuri senzoriale specifice.
În cele din urmă, dominanța semnalelor „feedback” asupra celor „feedforward” în arhitectura corticală permite posibilitatea ca semnalele senzoriale să fie făcute semnificative în raport cu planurile prezise. Când aceste planuri sunt greșite, surpriza rezultată poate fi integrată pentru utilizare viitoare.
„În știință, există un nume special pentru asta: Învățare”, a spus Barrett.
În final, propunerea lui Barrett și Miller schimbă complet ideea de categorisire, mutând-o de la o abilitate intelectuală particulară la o funcție fundamentală pentru a răspunde predictiv nevoilor corpului (sau, „allostatică”).
„O categorie poate să nu fie o reprezentare pe care un animal o are, ci un eveniment de procesare a sem
