Hur förstår din hjärna "den större bilden?"
Våra hjärnor känner igen mönster och kan "distansera sig" från detaljerna för att se "den större bilden". Forskare strävar nu efter att ta reda på hur hjärnan exakt kan få perspektiv.
Den mänskliga hjärnan är en komplex maskin, som kan absorbera, bearbeta, hålla, uppdatera och återkalla en enorm mängd information som har gjort det möjligt för oss som art inte bara att överleva utan att trivas i en värld full av utmaningar på varje steg.
Tidigt kan spädbarn lära sig att skilja och känna igen ansikten, att identifiera specifika ljud och visa en preferens för dem och till och med att bearbeta orsak-och-effekt-relationer.
Hur lyckas våra hjärnor att navigera i komplexa informationsströmmar och skapa användbara associationer? Det är denna fråga som tre forskare från University of Pennsylvania i Philadelphia - Christopher Lynn, Ari Kahn och Danielle Bassett - har tänkt sig att svara på.
Forskarna förklarar att forskare hittills har trott att hjärnan använder sofistikerade processer för att fastställa den högre ordningens struktur av statistiska förhållanden.
I sin nuvarande studie lade dock de tre utredarna fram en annan modell, vilket tyder på att våra hjärnor är angelägna om att förenkla information så att de kan "se den större bilden."
”[Den mänskliga hjärnan] försöker hela tiden att förutsäga vad som kommer nästa. Om du till exempel deltar i en föreläsning om ett ämne du vet något om, har du redan ett visst grepp om strukturen av högre ordning. Det hjälper dig att koppla ihop idéer och förutse vad du hör nästa. ”
Christopher Lynn
Förutse konsekvenser
I sin nya modell, som de presenterade vid American Physical Society March Meeting 2019, förklarar utredarna att hjärnan måste gå bort från detaljerna för att skapa högre ordningsideförbindelser.
När det gäller impressionistisk konst för att illustrera detta koncept konstaterar Lynn att "om du tittar på en pointillistisk målning på nära håll kan du korrekt identifiera varje prick." Men "Om du går 20 fot bakåt blir detaljerna otydliga, men du får en bättre känsla av den övergripande strukturen."
Mänskliga hjärnor, tror han och hans kollegor, går igenom en liknande process, vilket också innebär att de är mycket beroende av att lära av tidigare fel.
För att verifiera denna hypotes genomförde forskarna ett experiment där de bad deltagarna att se en datorskärm som visar fem rutor i rad. Deltagarnas uppgift var att trycka på en kombination av knappar för att matcha skärmsekvensen.
När de mätte reaktionstiderna fann forskarna att deltagarna tenderade att trycka på rätt tangentkombination i snabbare takt när de kunde förutse resultatet.
Som en del av experimentet representerade forskarna stimuli som noder som ingick i ett nätverk. En deltagare skulle se en stimulans som en nod inom det nätverket, och en av de fyra andra noder intill den skulle representera nästa stimulans.
Dessutom bildade nätverken antingen ett ”moduldiagram” bestående av tre anslutna pentagoner eller ett ”gitterdiagram” bestående av fem trianglar med linjer som förbinder dem.
Forskarna noterade att deltagarna reagerade snabbare på moduldiagrammen än på gitterdiagrammen.
Detta resultat, säger utredarna, antyder att deltagarna hade lättare att förstå strukturen för den modulära grafen - det vill säga den underliggande logiken för den ”större bilden” - vilket gjorde att de kunde göra snabbare förutsägelser med högre noggrannhet.
Med hjälp av dessa resultat försökte Lynn och kollegor bedöma ett variabelt värde som de kallade "beta" -värdet. Forskarna säger att beta-värdet tycktes vara lägre hos personer som var mer benägna att göra förutsägelsefel och högre hos dem som slutförde uppgiften mer exakt.
I framtiden syftar forskarna till att analysera funktionella MR-skanningar för att se om hjärnan hos människor som presenterar olika beta-värden är så att säga "programmerade" annorlunda.
