A fiókos gondolkodás az agykéregben jelentkezik

Az idegi hálózatok tulajdonságai felelősek az érzékszervi benyomások kategorizálásáért

A "rajzoló gondolkodás" vagy a kategóriák kialakításának képessége kifinomult agyi funkció. © IMP
felolvasta

Hogyan alakulnak ki a fiókok - azok a kategóriák, amelyekbe önkéntelenül felosztjuk környezeti benyomásainkat és tapasztalatainkat? Egy bécsi kutatócsoport talált választ erre a kérdésre. Megállapították, hogy az agykéregben az ideghálózatok bizonyos jellemzői nélkülözhetetlenek a kategorizáláshoz. Ez a magasabb agyi funkciók alapelve lehet, amely szintén szerepet játszik a nyelv feldolgozásában, ahogy a „Neuron” folyóirat kutatói beszámolják.

,

Agyunk egyik lenyűgöző eredménye az, hogy képesek kategorizálni a világot. Felismerjük egy ismert ember arcát, függetlenül attól, hogy nappal vagy éjszaka találkozunk-e vele szemüveggel vagy anélkül. Ugyanilyen figyelemre méltó a nyelv felismerése: ugyanazok a szótagok, amelyeket egyenlőnek hallunk, függetlenül a hangszórótól, a hangerőtől vagy a környezeti zajtól. Az agyunk izgalmas módon lehetővé teszi számunkra, hogy állandókat érzékeljünk soha nem teljesen azonos környezetben. Noha az ilyen kategóriák automatikusan futnak az emberekben, és még csak nem is tudják, nagyon nehéz ezeket a feladatokat számítógépesen megoldani.

Sok sejt - kevés minta

A bécsi Molekuláris Kóros Kutatóintézet (IMP) tudósai, Simon Rumpel neurobiológus és posztdoktorátus munkatársa, Brice Bathellier vezetésével, most már képesek voltak bizonyítani az agykéreg idegsejthálózatainak bizonyos tulajdonságait, amelyek látszólag felelősek a kategóriák kialakulásáért. Az egerekkel végzett kísérletek során a kutatók különböző hangokat és hangokat halltak, rögzítve az idegsejtcsoportok aktivitási mintáit az agy hallókéregében. Megállapították, hogy körülbelül 50–100 összekapcsolt cellából álló együttesek nagyon kevés, diszkrét mintát hoznak létre a legkülönfélébb hangok ellenére. Ez azt jelenti, hogy a különféle hangok egyesülnek egy tevékenységi mintában, és funkcionális kategóriába sorolhatók.

Azokban a kísérletekben, amelyekben a zaj folyamatosan változott, a kutatók nem tudták megfigyelni a válaszmintázat folyamatos változását, hanem egy hirtelen átmenetet az egyik mintáról a másikra. Egy ilyen dinamikus viselkedés hasonló a mesterséges vonzóhálózatokhoz, amelyeket az elméleti szakemberek évekkel ezelőtt javasoltak a kategorizálási probléma lehetséges megoldásaként. A vonzó kifejezés káoszkutatásból származik, és egy stabil állapotot ír le, amely megközelíti a dinamikus rendszert. Kissé lazán fogalmazva: az agy akusztikus ingerei bizonyos „fiókokban” lerakódnak, amelyek megfelelnek az idegsejtcsoportok lehetséges reakcióinak. kijelző

Rasterfahndung az agyban

Simon Rumpel újabb összehasonlítást készít: "Az akusztikus reprezentáció folyamatát dragnetként képzelhetjük el. Az egyes neuroncsoportok csak néhány érzékszervi funkciót reprodukálhatnak - magas hang vagy alacsony hang, hangos vagy csendes. Csak akkor, ha a teljes idegrendszerbe integrálódik, megjelenik az eszköz teljes benyomása, annak minden árnyalatával

Az agyi aktivitásmérések eredményeit egerekkel végzett viselkedési kísérletekkel megerősítettük. Az állatokat először két foga megkülönböztetésére képezték ki. Az észlelés hasonlóságának mértéke az volt, hogy a harmadik hangra adott válasz jobban megfelel-e az első vagy a második hangnak. Érdekes módon az érzékelés hasonlósága megjósolható a kéreg megfelelő hangjainak kiváltott aktivitási minták összehasonlításával.

Munkájukkal az IMP kutatói így először bizonyítják, hogy a kategóriák kialakulása az agykéreg ideghálózatainak dinamikus természetén alapszik. Ez a magasabb agyi funkciók alapelve lehet, amely szintén szerepet játszik a beszéd feldolgozásában. (Neuron, 2012; doi: 10.1016 / j.neuron 2012.07.008)

(IMP - Molecular Pathology GmbH Kutatóintézet, 2012.10.19. - NPO)