امواج مغزی ما را به کانون توجه شگفتی ها می کشاند – ScienceDaily


اگر یک روز صبح درب دفتر کار خود را باز کنید و بسته جدیدی در پشت میز شما در انتظار شما باشد ، این مسئله را بیشتر در اتاق غیرقابل تغییر مشاهده خواهید کرد. یک مطالعه جدید توسط MIT و دانشمندان علوم مغز و اعصاب در دانشگاه بوستون نشان داد که به نظر می رسد برهم کنش دینامیکی فرکانسهای مختلف موج مغز ، به جای مدارهای خاص ، باعث ایجاد ترفند مغزی برای تأکید بر شگفت آور و کم اهمیت بودن قابل پیش بینی می شود.

محققان با اندازه گیری هزاران نورون در سطح یا قشر حیوانات در حیوانات وقتی به تصاویر قابل پیش بینی و شگفت آور پاسخ می دهند ، مشاهده کردند که امواج یا ریتم های مغزی آلفا و بتا با فرکانس پایین از مناطق شناختی پیشانی مغز فعالیت عصب متصل را لگدمال می کنند. با مشوق های قابل پیش بینی. این راه را برای انتقال سلولهای عصبی در مناطق حسی در پشت مغز هموار می کند تا اطلاعات مربوط به محرکهای غیر منتظره را از طریق امواج گاما با فرکانس بالاتر به جلو منتقل کنند. جریان معکوس پیش بینی های مهاری حامل آلفا / بتا معمولاً از طریق لایه های عمیق قشر هدایت می شود ، در حالی که جریان قدامی گامای تحریکی حامل محرک های جدید از طریق لایه های سطحی منتشر می شود.

ارل میلر ، استاد مغز و اعصاب در بخش مغز و علوم شناختی در انستیتوی فناوری ماساچوست و از نویسندگان مقاله اطلاعیه های آکادمی ملی علوم. “و این عمومی نیست – بلکه در مورد پردازش محرک های خاص است.”

در این راستا ، این مطالعه جدید بسیاری از کارهای اخیر میلر را گسترش می دهد. پیش از این ، آزمایشگاه وی در انستیتوی یادگیری و حافظه Picower نشان داد که در قشر پیشانی ، حافظه فعال به انفجار ریتم های بتا از لایه های عمیق بستگی دارد که فعالیت فرکانس گاما را در لایه های سطحی تر تنظیم می کند. این یافته ها تا حدی بر اساس تحقیقاتی است که در سال 2012 توسط دکتر آندره بستوس ، نویسنده اصلی گزارش جدید منتشر شده است. اکنون ، یک مطالعه جدید و دیگری که توسط آزمایشگاه میلر در اوایل سال جاری منتشر شده است نشان می دهد که این فشار و کشش بین باند ها یک سیستم نظارتی رایج برای جریان اطلاعات در پوسته است. علاوه بر این ، نتایج جدید به صورت آزمایشی نشان می دهد که این نقش اساسی در کدگذاری قابل پیش بینی دارد (همانطور که باستوس در سال 2012 نظریه پردازی را آغاز کرد) ، و نه فقط عملکرد مربوط به حافظه فعال.

کدگذاری پیش آگهی یک عملکرد شناختی کلیدی است که به نظر می رسد در اختلالات طیف اوتیسم مختل شده است ، میلر و باستوس یادداشت کردند. برخی از افراد مبتلا به اوتیسم برای دیدن محرک های آشنا به همین ترتیب تلاش می کنند و با همه چیز جدید و به همان اندازه واضح رفتار می کنند. این ممکن است مانع از یادگیری موقعیت های قابل پیش بینی و در نتیجه توانایی تعمیم درباره تجربه توسط زبان آموز شود.

باستوس گفت: “از آنجا که شما قادر به سرکوب و تنظیم فعال اطلاعات پیش بینی شده نیستید ، مغز در یک وضعیت دائمی در حال افزایش اطلاعات پیش رو است که می تواند حیرت آور باشد.” در واقع ، برای هر کس ، وی افزود ، قرار گرفتن در یک مکان کاملا جدید که پیش بینی های زیست محیطی هنوز فرصت شکل گیری نداشته اند می تواند حس بیش از حد حسی ایجاد کند.

تنظیم و شکستن انتظارات

در این مطالعه ، تیم رمزگذاری ساده و قابل پیش بینی را به حیوانات ارائه داد. تصویری به عنوان نشانه به آنها ارائه شد و سپس پس از مکثی کوتاه ، سه تصویر از جمله تصویر اصلی به صفحه بازگشتند. حیوانات برای انجام این کار به سادگی باید به تصویر قبلی نگاه می کردند. گاهی اوقات خط برای بسیاری از آزمایشات در پایان یکسان است (بنابراین قابل پیش بینی و آشنا می شود). گاهی اوقات خط به طور ناگهانی تغییر می کند ، و انتظار پیش بینی شده را می شکند. هنگامی که حیوانات این بازی را انجام می دادند ، محققان به فعالیت عصبی و ریتم کلی تولید شده توسط این فعالیت در پنج ناحیه از طریق قشر ، از نواحی بینایی در پشت سر تا قشر جداری در وسط ، تا قشرهای شناختی ، از جمله قشر پیشانی ، در جلو اعتماد کردند.

این تیم به دنبال تجزیه و تحلیل حافظه فعال یا چگونگی نگهداری حیوانات از تصویر نشانه در حافظه نبودند. در عوض ، آنها اختلافات ایجاد شده هنگام تصویر قابل پیش بینی بودن را در مقایسه با غیر قابل اندازه گیری اندازه گیری کردند. اندازه گیری های آنها نشان داد که محرک های غیرقابل پیش بینی فعالیت عصبی بیشتری نسبت به موارد قابل پیش بینی ایجاد می کنند. آنها همچنین دریافتند که فعالیت مرتبط با محرک های غیرقابل پیش بینی در پهنای باند گاما (و باند تتا با فرکانس بسیار کم) شدیدترین است ، در حالی که فعالیت مرتبط با محرک های قابل پیش بینی در فرکانس های آلفا / بتا شدیدترین است.

این تغییرات قدرت در هر فرکانس به طور کلی در دسترس نیستند – آنها بزرگترین در میان سلولهای عصبی هستند که بیشتر به محرک ارائه شده پاسخ می دهند. این بدان معنی است که تغییرات نظارتی در امواج مغزی بیشترین تأثیر را در مدار عصبی دارد که ماکت هایی را که حیوانات مشاهده می کنند ، پردازش می کند. به همین دلیل ، تیم از مدل مفهومی کدگذاری قابل پیش بینی خود به عنوان “مسیریابی قابل پیش بینی” یاد می کند.

میلر گفت: “سند ما نشان می دهد که کدگذاری قابل پیش بینی می تواند بدون برنامه های تخصصی برای تشخیص اختلاف بین پیش بینی ها و واقعیت کار کند.”

باستوس در ادامه توضیح داد ، “یک عنصر اصلی این مدل جدید این است که می توان با مهار انتخابی مسیرهای جریان اطلاعات که اطلاعات قابل پیش بینی را دارند ، پیش بینی کرد.”

همکار نویسنده نانسی کوپل ، استاد محترم ریاضیات ویلیام فیرفیلد وارن ، افزود: “برای حمایت از این ایده ، آزمایش های پیچیده ای لازم است که در مقاله شرح داده شده اند ، که شامل اندازه گیری از چندین قسمت مغز است.”

تجزیه و تحلیل بعدی داده ها روندهای اصلی دیگر را نشان داد. در این میان این است که انسجام فعالیت بین نواحی قشر در باند آلفا / بتا قوی تر است درصورتی که تصویر ماکت قابل پیش بینی باشد و در گاما قویتر باشد در غیر این صورت. علاوه بر این ، جهت این باند های مختلف (چگونه آنها از طریق قشر به جلو و عقب منتشر می شود) نشان می دهد که آلفا / بتا از مناطق شناختی بالاتر به مناطق تحتانی (حسی) برمی گردد ، در حالی که گاما از مناطق پایین به مناطق بالاتر به جلو منتقل می شود.

توجه به موارد استثنا

دانشمندان همچنین مشاهده کرده اند که آلفا / بتا در لایه های عمیق قشر بینایی به اوج خود می رسد ، در حالی که این محدوده در لایه های سطحی اغلب قوی است. اما استثناهایی در این راه وجود داشت. ناحیه قشر جداری 7A تمایل به اوج گرفتن در محدوده ای از محرک های غیر منتظره را به جای رسیدن به اوج در انتهای بالایی پهنای باند معکوس کرد. کوپل می گوید ، یک احتمال این است که 7A در یک بافر حافظه فعال نقش داشته است که تصور می شود از نوسانات بتا استفاده می کند. توضیح دیگر ممکن است این باشد که فعالیت بتا 7A با پیش بینی ارتباط ندارد بلکه با احتیاط همراه است. حیواناتی که وظیفه را انجام می دادند باید حداقل درجه ای را به نشانه بپردازند ، چه قابل پیش بینی باشد و چه نباشد.

باستوس گفت ، طراحی آزمایشاتی که بتوانند توجه را از پیش بینی کاملاً منحرف کنند ، می تواند جهت مهم آینده باشد. هدف مهم دیگر در آینده ایجاد مدلهای محاسباتی است که برای جلوگیری از پیش بینی اطلاعات ، فعل و انفعالات لایه فرکانس را شبیه سازی می کند.

کوپل گفت: “جزئیات جزئی مجموعه داده فعلی در ایجاد چنین مدلی بسیار مفید خواهد بود.”

علاوه بر باستوس ، میلر و کوپل ، دیگر نویسندگان روزنامه میکائیل لوندکوویست و آیان وایت هستند.

موسسه ملی بهداشت روان ، دفتر تحقیقات دریایی و بنیاد JPB بودجه این مطالعه را تأمین کردند.


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>