Neurologia

In che modo il tuo cervello ha un senso del "quadro generale?"

I nostri cervelli riconoscono i modelli e possono "distanziarsi" dai dettagli per vedere "l'immagine più grande". I ricercatori stanno ora cercando di scoprire come, esattamente, il cervello sia in grado di ottenere una prospettiva.

Il cervello umano è una macchina complessa, in grado di assorbire, elaborare, trattenere, aggiornare e richiamare una grande quantità di informazioni che ci ha permesso, come specie, non solo di sopravvivere ma di prosperare in un mondo pieno di sfide a ogni passo.

All'inizio, i bambini possono imparare a differenziare e riconoscere i volti, a identificare i suoni specifici e mostrare una preferenza per loro, e persino a elaborare relazioni causa-effetto.

Come fanno i nostri cervelli a gestire complessi flussi di informazioni e formare associazioni utili? Questa è la domanda che tre scienziati dell'Università della Pennsylvania a Philadelphia – Christopher Lynn, Ari Kahn e Danielle Bassett – hanno deciso di rispondere.

I ricercatori spiegano che finora gli scienziati hanno pensato che il cervello utilizza processi sofisticati per stabilire la struttura di ordine superiore delle relazioni statistiche.

Nel loro studio corrente, tuttavia, i tre investigatori hanno proposto un modello diverso, suggerendo che i nostri cervelli sono desiderosi di semplificare le informazioni in modo che possano "vedere il quadro generale".

"[Il cervello umano] cerca costantemente di prevedere cosa succederà dopo Se, ad esempio, stai frequentando una lezione su un argomento di cui sai qualcosa, hai già una conoscenza della struttura di ordine superiore. insieme e anticipare ciò che sentirai dopo ".

Christopher Lynn

Anticipare le conseguenze

Nel loro nuovo modello, presentato all'American Physical Society March Meeting 2019, gli investigatori spiegano che il cervello deve allontanarsi dagli specifici per creare connessioni di idee di ordine superiore.

Passando all'arte impressionista per illustrare questo concetto, Lynn osserva che, "se osservi da vicino un pointillist che dipinge, puoi identificare correttamente ogni punto". Ma, "Se fai un passo indietro di 20 piedi, i dettagli diventano confusi, ma otterrai un migliore senso della struttura generale."

I cervelli umani, lui e i suoi colleghi credono, passano attraverso un processo simile, il che significa anche che sono fortemente dipendenti dall'apprendere dagli errori precedenti.

Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno condotto un esperimento in cui hanno chiesto ai partecipanti di visualizzare uno schermo del computer che mostra cinque quadrati di fila. Il compito dei partecipanti era quello di premere una combinazione di tasti per abbinare la sequenza sullo schermo.

Quando hanno misurato i tempi di reazione, i ricercatori hanno scoperto che i partecipanti tendevano a premere la combinazione di tasti corretta ad un ritmo più veloce quando erano in grado di anticipare il risultato.

Come parte dell'esperimento, i ricercatori hanno rappresentato gli stimoli come nodi che facevano parte di una rete. Un partecipante vedrebbe uno stimolo come un nodo all'interno di quella rete, e uno degli altri quattro nodi adiacenti rappresenterebbe il prossimo stimolo.

Inoltre, le reti formavano un "grafo modulare" costituito da tre pentagoni collegati o un "grafico reticolare" comprendente cinque triangoli con linee che li collegavano.

I ricercatori hanno notato che i partecipanti hanno reagito più rapidamente ai grafici modulari rispetto ai grafici a reticolo.

Questo risultato, dicono gli investigatori, suggerisce che i partecipanti hanno trovato più facile comprendere la struttura del grafico modulare – cioè la logica sottostante del "quadro generale" – che ha permesso loro di fare previsioni più veloci con maggiore accuratezza.

Usando questi risultati, Lynn e colleghi hanno provato a valutare un valore variabile che hanno chiamato il valore "beta". I ricercatori dicono che il valore beta sembrava essere inferiore nelle persone che erano più propense a fare errori di predizione e più alti in coloro che completavano l'attività in modo più accurato.

In futuro, i ricercatori mirano ad analizzare le scansioni MRI funzionali per vedere se il cervello delle persone che presentano valori beta diversi sono, per così dire, "programmati" in modo diverso.

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