Hur din hjärna undermedvetet känner igen vardagliga mönster: Insikter i automatiska tankeprocesser

Hur din hjärna undermedvetet känner igen vardagliga mönster: Insikter i automatiska tankeprocesser

Den mänskliga hjärnan känner ständigt igen mönster i vardagliga upplevelser, och den kan göra detta utan medvetet tänkande, som en studie 1 visar. Denna forskning analyserade den neurala aktiviteten hos människor som fått elektroder inopererade i sina hjärnor av medicinska skäl.

Studien visar att neuroner i viktiga hjärnregioner kombinerar information om vad som händer och när det händer. Detta gör att hjärnan kan känna igen mönster av händelser över tid. Detta hjälper hjärnan att förutsäga kommande händelser, säger författarna. Resultaten publicerades idag i tidskriftenNaturpubliceras.

"Hjärnan gör många saker som vi inte är medvetna om", förklarar Edvard Moser, neuroforskare vid Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet i Trondheim. "Detta är inget undantag."

Ett överskott av data

För att förstå världen omkring oss måste hjärnan bearbeta en flod av information: vad som händer, var det händer och när det händer. Studieförfattarna ville undersöka hur hjärnan organiserar denna information över tid - ett avgörande steg in Inlärning och minne.

Forskargruppen studerade 17 Människor med epilepsi som förberedde sig för kirurgisk behandling. Dessa elektroder gjorde det möjligt för författarna att direkt registrera aktiviteten hos enskilda neuroner i flera hjärnregioner.

Dessa regioner inkluderade Hippocampus och den entorhinal cortex, de på minnet och den navigering är involverade. Dessa områden innehåller tid- och platsceller, som fungerar som kroppens interna klocka och GPS-system genom att koda tid och platser. "All extern information som kommer in i vår hjärna måste filtreras genom det här systemet", säger Itzhak Fried, studiemedförfattare och neurolog vid University of California, Los Angeles.

Parad av ansikten

För att förbereda sig för huvudexperimentet visade forskarna varje deltagare en mängd olika bilder av ansikten. För varje deltagare identifierade forskarna sex Ansikten som starkt aktiverade en enda neuron i deltagarens hjärna. Till exempel kan en deltagare ha en neuron "man i solglasögon" såväl som en "kvinna i hatt" neuron och fyra andra, som var och en föredrar ett speciellt ansikte.

Teamet arrangerade varje deltagares sex bilder i en triangel, med en bild i varje hörn och en annan bild på varje sida. Varje bild var förenad med linjer som korsade triangelns sidor och dess inre.

I ett experimentellt försök såg deltagarna en serie ansiktsbilder. En enkel regel dikterade bildernas ordning: varje ansikte följdes av ett annat ansikte kopplat till det i en triangel (se 'Mönsterigenkänning'). Till exempel, om den första ytan var den i det nedre vänstra hörnet av triangeln, skulle den andra ytan vara en av dess två omedelbara grannar: ytan i mitten av triangelns bas eller ytan i mitten av triangelns vänstra sida. Experimentörerna avslöjade inte denna regel för deltagarna. Dessutom distraherades deltagarna genom att få frågor om innehållet i bilderna under varje försök.

Under experimentet började neuroner i varje deltagares hippocampus och entorhinal cortex gradvis reagera inte bara på det presenterade ansiktet utan också på ansikten som är direkt kopplade till det i triangeln. När deltagarna tillfrågades om de hade lagt märke till ett mönster i bildernas ordning sa de att de inte hade gjort det. Ändå lärde sig deras hjärnceller mönstret, vilket visar att hjärnan kan känna igen mönster utan medveten medvetenhet. I pauserna mellan försöken spelade deltagarnas "ansikts"-neuroner upp vad de hade lärt sig och gick igenom mönstren självständigt utan att bli stimulerade.

"Detta är något som inte är explicit, utan implicit. Och hjärnan upptäcker det i huvudsak väldigt snabbt, och vi kan observera dessa förändringar i enskilda celler", säger Fried.

Framtidsorienterade neuroner

Författarna fann att neuronerna också kunde förutse vilka bilder som skulle dyka upp härnäst. Detta tyder på att hjärnan lär sig att förutsäga framtida händelser baserat på inlärda mönster.

"Det faktum att detta händer utan externa incitament är verkligen intressant", säger Matt Jones, neuroforskare vid University of Bristol, Storbritannien. "Många av resultaten är anmärkningsvärt överensstämmande med förutsägelser från gnagarforskning och belyser hur hippocampala kretsar har utvecklats för att strukturera våra kognitiva kartor," tillägger han.

Att förstå hur hjärnan organiserar information om händelseförlopp kan ha viktiga kliniska tillämpningar. Till exempel skulle du kunna Minnesförbättrande terapier syftar till att främja specifika neurala mönster som representerar viktiga minnen, förklarar Fried. "Det handlar ytterst om att koppla ihop saker i tid. Det är verkligen kärnan i minnet."

1. Tacikowski, P., Calendar, G., Ciliberti, D. & Fried, I. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07973-1 (2024).

   Artikel
   
   Google Scholar

Ladda ner referenser