Předchozí znalosti zrychlují rozpoznávání mozku

I když je lidský mozek neuvěřitelně rychlý, zpracování vizuálních dojmů je složitým úsilím, které mozku trvá několik set milisekund, než vstoupí do našeho vědomí.

Nový výzkum zjistil, že rozpoznání může být urychleno, pokud má mozek nějaké předchozí informace - to znamená, když už ví, co se chystá vidět. Výzkum převrací to, co neurologové předpokládali - že procesy vedoucí k vědomému vnímání byly poměrně rigidní a že jejich načasování se nelišilo.

Na cestě z oka jsou vizuální podněty analyzovány několika způsoby různými fázemi zpracování v mozku. Teprve když projdou několika kroky zpracování, dosáhnou podněty vědomého vnímání. Toto zpracování v bezvědomí před vnímáním obvykle trvá přibližně 300 milisekund.

Vědci z Institutu Maxe Plancka pro výzkum mozku ve Frankfurtu nad Mohanem dokázali prokázat, že načasování tohoto procesu, není zdaleka přísné, je ve skutečnosti proměnlivé.V experimentu účastníci vnímali podněty efektivněji a rychleji, pokud věděli, co mohou očekávat.

Vědci to prozkoumali a ukázali účastníkům snímky s pozadím náhodně rozložených teček na monitoru. Během obrazové sekvence se distribuce bodů systematicky měnila tak, že se postupně objevil symbol.

Po každém obrázku účastníci stisknutím tlačítka označili, zda mohou vidět symbol.

Jakmile se symbol objevil úplně a byl jasně rozeznatelný, vědci představili stejnou sekvenci snímků v obráceném pořadí, takže symbol postupně opět vybledl. Během celého experimentu byla měřena elektroencefalografická (EEG) aktivita účastníků.

Účastníkům trvalo relativně dlouho, než rozpoznali symbol v první sekvenci obrazů se zvýšenou viditelností, ale práh vědomí ve druhé, obrácené prezentaci obrazů byl mnohem nižší. Účastníci byli schopni rozeznat písmena i při velmi špatném rozlišení.

"Očekávání na základě dříve získaných informací zjevně pomáhají vědomě vnímat objekt," uvedla dr. Lucia Melloni, první autorka studie.

Jakmile účastníci věděli, který symbol se skrývá v náhodném poli hluku, byli schopni ho lépe vnímat. Vědci tak potvrdili předchozí studie, podle nichž lidé vnímají pohybující se objekty lépe, pokud již vědí, kterým směrem se budou objekty pohybovat.

Kromě toho měření aktivity EEG přineslo úžasné výsledky.

"Zjistili jsme, že načasování aktivity EEG pro vědomé vnímání se změnilo v závislosti na očekávání osoby," řekl Melloni.

Pokud účastníci dokázali předpovědět, co uvidí, charakteristický EEG vzorec pro vědomé vnímání se odehrál o 100 milisekund dříve než bez předchozího očekávání. Vědci tak mohli najít přesvědčivé vysvětlení protichůdných výsledků jiných neurovědeckých výzkumných skupin.

V závislosti na studii zjistili, že někdy velmi brzy a někdy velmi pozdě EEG aktivita koreluje s vědomým vnímáním.

"Náš výzkum vysvětluje tuto variabilitu v načasování." Mozek zjevně nezpracovává podněty přísně a stejnou rychlostí; je spíše flexibilní, “uvedl Dr. Wolf Singer, ředitel oddělení neurofyziologie Maxe Plancka.

Zpracování je tedy rychlejší, pokud mozek musí pouze porovnat příchozí vizuální informace s dříve stanoveným očekáváním. Výsledkem je, že k vědomému vnímání dochází dříve. Naproti tomu, pokud musí mozek vyhodnotit stimul od nuly kvůli nedostatku předchozích informací, zpracování trvá déle.

Tyto výsledky mohou ukázat, že předchozí studie EEG byly interpretovány nesprávně.

"Vzhledem k tomu, že interpretace silně závisí na sledu událostí, mohla být aktivita EEG nesprávně přiřazena procesům vědomí," řekl Singer. "Ve světle těchto výsledků se zdá být nutné znovu prozkoumat neuronální koreláty vědomí."

Zdroj: Institut Maxe Planka