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 پشت میز انتظار شما را بکشد ، این مورد 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 فعل و انفعال دینامیکی فرکانس های مختلف موج مغز ، به جای مدارهای خاص ، باعث ایجاد ترفند مغزی برای تأکید بر تعجب 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 نورونها در نواحی حسی در پشت مغز هموار می کند تا اطلاعات مربوط به محرکهای غیر منتظره را از طریق امواج گامای فرکانس بالاتر 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 Picower در MIT و یکی از نویسندگان مطالعه در این زمینه ، گفت: “این تعاملات بین بتا و گاما در سراسر قشر رخ می دهد.” 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 آموزش 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 در اوایل سال جاری توسط آزمایشگاه میلر منتشر شد ، نشان می دهد که این فشار و کشش بین باندها 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 تلاش می کنند محرک های آشنا را به همین ترتیب مشاهده کنند و با همه چیز جدید و به همان اندازه واضح رفتار می کنند. این می تواند از شناخت موقعیت های قابل پیش بینی و بنابراین توانایی تعمیم تجربه ها جلوگیری کند.

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 اضافه کرد ، قرار گرفتن در یک مکان کاملا جدید که هنوز پیش بینی های زیست محیطی در آن شکل نگرفته است می تواند حس اضافه بار حسی را ایجاد کند.

تنظیم و شکستن انتظارات

در این مطالعه ، تیم رمزگذاری ساده و قابل پیش بینی را به حیوانات ارائه داد. تصویری به عنوان ماکت به آنها ارائه شد و 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 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. در حالی 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 دید در پشت سر تا قشر جداری در وسط ، تا قشر شناختی ، از جمله قشر پیشانی ، در جلو اعتماد کردند.

تیم در پی تجزیه و تحلیل حافظه کاری و یا چگونه حیوانات را نگه دارید تصویر از نشانه در حافظه است. 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 آنها نشان داد که محرک غیر قابل پیش بینی تولید فعالیت های عصبی تر از آنهایی که قابل پیش بینی. آنها همچنین دریافتند که فعالیت مرتبط با محرک های غیرقابل پیش بینی در پهنای باند گاما (و باند تتا با فرکانس بسیار پایین) 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 – به ویژه در میان سلول های عصبی که بیشتر به محرک ارائه شده پاسخ می دهند بیشتر است. این بدان معناست که تغییرات نظارتی در امواج مغزی بیشترین تأثیر را در مدار عصبی در حال پردازش ماکت هایی دارد که حیوانات مشاهده کرده اند. به همین دلیل ، تیم از مدل مفهومی برنامه نویسی 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: “عنصر اصلی این مدل جدید این است که پیش بینی را می توان با مهار انتخابی مسیرهای جریان اطلاعات که اطلاعات قابل پیش بینی را حمل می کنند ، انجام داد.

نانسی کوپل ، نویسنده همکار ، 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 میان آنها این بود که انسجام فعالیت بین مناطق قشر در گروه آلفا / بتا زمانی که تصویر ماکت قابل پیش بینی بود و در گاما قویتر بود ، در گروه بتا قوی تر بود. علاوه بر این ، جهت این باند های مختلف (نحوه انتشار آنها از طریق قشر به جلو و عقب) نشان می دهد که آلفا / بتا از مناطق شناختی بالاتر به مناطق پایین تر (حسی) برمی گردد ، در حالی که گاما از بیشتر به جلو منتقل می شود مناطق پایین تر به مناطق بالاتر

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 جداری 7A به جای اینکه در انتهای بالایی پهنای باند بتا به اوج خود برسد ، تمایل به اوج گرفتن را در طیف وسیعی از محرک های غیر منتظره شکست. 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 كه بتوانند كاملاً توجه را از پیش بینی منحرف كنند ، می تواند جهت گیری مهمی در 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.

Kopell گفت: “جزئیات آرام از مجموعه داده های فعلی خواهد بود در ایجاد چنین مدل بسیار مفید است،”.

به غیر از باستوس ، میلر و کوپل ، دیگر نویسندگان روزنامه میکائیل لوندکویست و آیان وایت هستند.

موسسه ملی سلامت روان، دفتر تحقیقات نیروی دریایی و بنیاد JPB مطالعه تامین می شود.


منبع: unbox-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>