تخيل المشي في السافانا الأفريقية. فجأة لاحظت شجيرة متحركة جزئيا تحجب كائن أصفر كبير. من هذه المعلومات المحدودة ، تحتاج إلى معرفة ما إذا كنت في خطر وتقرر كيفية التصرف. هل هي كومة من العشب الجاف؟ أم أسد جائع؟
في حالات كهذه ، يجب على أدمغتنا استخدام المعلومات البصرية المعقدة وغير المؤكدة لاتخاذ قرارات منقسمة. الاستنتاجات والقرارات اللاحقة التي نتبعها استنادًا إلى ما نراه يمكن أن يكون الفرق بين الاستجابة المناسبة للتهديد والوجبة التالية للأسد.
لقد كان علماء الأعصاب تقليديا يفكرون في معالجة المعلومات البصرية كسلسلة من الأحداث التي تحدث مرة واحدة تلو الأخرى ، حيث تقوم بتصفية إشارة الإدخال (من العين) التي تتغير على المكان والزمان. لكن في الآونة الأخيرة ، بدأنا نفكر في العملية على أنها أكثر ديناميكية وتفاعلية. بينما يحاول النظام البصري حل عدم اليقين في المعلومات الحسية التي يتلقاها ، فإنه يستخدم المعرفة السابقة والأدلة الحالية لإجراء تخمينات مستنيرة حول ما يجري.
النظام البصري: أكثر بكثير من العيون
العينان بالطبع حاسمة لكيفية رؤيتنا لما يحدث من حولنا. لكن الجزء الأكبر من النظام البصري البشري المدروس بشكل مكثف يقع داخل الدماغ.
تحتوي الشبكية في مؤخرة عينيك على مستقبلات ضوئية تستشعر الضوء في البيئة وتستجيب له. وتقوم هذه المستقبلات الضوئية بدورها بتفعيل الخلايا العصبية التي تنقل المعلومات إلى القشرة المخية البصرية الموجودة في مؤخرة رأسك. ثم تعالج القشرة البصرية البيانات الخام حتى نتمكن من اتخاذ قرارات حول كيفية الاستجابة والتصرف بشكل مناسب على أساس الإدخال الأصلي للعيون.
يتم تنظيم القشرة البصرية في هرمية تشريحية وظيفية. كل مرحلة متميزة عن كل مرحلة أخرى ، سواء من حيث التشريح المجهري والدور الوظيفي والفيزيولوجي - أي كيف تستجيب العصبونات لمثيرات مختلفة.
تقليديًا ، ظن الباحثون أن هذا التسلسل الهرمي قام بتصفية المعلومات في التسلسل ، ومرحلة تلو الأخرى ، من الأسفل إلى الأعلى. واعتقدوا أن كل مستوى معالجة للدماغ البصري يمر صعودا بشكل أكثر دقة من الإشارة البصرية التي تلقاها من المستويات الدنيا. على سبيل المثال ، في مرحلة واحدة من التسلسل الهرمي ، يتم استخراج الحواف العالية التباين من المشهد لتكوين حدود للأشكال والكائنات في وقت لاحق.
يعتقد الفكر الأصلي أن المستويات العليا من القشرة البصرية في النهاية تحتوي في نمط نشاط العصبونات على تمثيل ذي معنى للعالم يمكن أن نتصرف بناءً عليه. لكن العديد من التطورات الحديثة في علم الأعصاب حولت هذه النظرة رأساً على عقب.
العالم - وبالتالي البيئة البصرية - غير مؤكد إلى حد كبير من لحظة إلى أخرى. علاوة على ذلك ، نحن نعرف من العديد من الدراسات أن قدرة الدماغ البصري محدودة بشكل لافت للنظر. يعتمد الدماغ على عمليات مثل الاهتمام البصري والذاكرة البصرية لمساعدتها على الاستفادة بكفاءة من هذه الموارد المحدودة.
إذن ، كيف يتنقل الدماغ بفاعلية في بيئة شديدة عدم اليقين بكمية محدودة من المعلومات؟ الإجابة هي أنها تلعب الاحتمالات والمقامرات.
أخذ فرصة على أفضل guesstimates
يحتاج الدماغ إلى استخدام مدخلات محدودة من المعلومات الغامضة والمتغيرة لجعل التخمين على علم بما يحدث في محيطه. إذا كانت هذه التخمينات دقيقة ، يمكن أن تشكل أساسًا للقرارات الجيدة.
من أجل القيام بذلك ، يقوم الدماغ بالمقامرة بشكل أساسي على مجموعة المعلومات المتوفرة لديه. استنادا إلى شريحة صغيرة من المعلومات الحسية ، فإنه يراهن على ما يقوله العالم من أجل الحصول على أفضل عائد سلوكي.
النظر في المثال من بوش تتحرك في السافانا. ترى كائنًا أصفر باهتًا كبيرًا أصفر محجوبًا بالأدغال. هل تسبب هذا الكائن في حركة الأدغال؟ ما هي النقطة الصفراء؟ هل هو تهديد؟
هذه الأسئلة ذات صلة بما نختار القيام به بعد ذلك من حيث سلوكنا. يعد استخدام المعلومات البصرية المحدودة (تحريك الأدغال ، الكائن الأصفر الكبير) بطريقة فعالة أمرًا مهمًا من الناحية السلوكية. إذا استنتجنا أن الجسم الأصفر هو في الواقع أسد أو مفترس آخر ، فقد نقرر التحرك بسرعة في الاتجاه المعاكس.
يمكن تعريف الاستدلال بأنه استنتاج يستند إلى الأدلة والاستدلال. في هذه الحالة ، يستند الاستدلال (هذا أسد) على كل من الأدلة (كائن أصفر كبير ، تحريك الأدغال) والتفكير (الأسود كبيرة وحاضرة في السافانا). علماء الأعصاب يفكرون استدلال احتمالي كحساب تنطوي على مزيج من المعلومات السابقة والأدلة الحالية.
اتصالات الدماغ في اتجاهين
وقد أظهرت الأدلة العصبية والفيوروسية العصبية على مدى العقدين الماضيين أن التسلسل الهرمي في القشرة البصرية يحتوي على أعداد كبيرة من الاتصالات الانتقال من الأسفل إلى الأعلى والأعلى إلى الأسفل على كل مستوى. فبدلاً من المعلومات التي تشق طريقها عبر مسار قمعي مقلوب ، حيث يتم تحسينها مع ارتفاعها إلى أعلى ، يبدو أن النظام المرئي هو المزيد من التسلسل الهرمي التفاعلي. يبدو أنه يعمل على حل عدم اليقين المتأصل في العالم من خلال التغذية المرتدة المستمرة ودورة التغذية الأمامية. هذا يسمح لل مزيج من تصاعدي الأدلة الحالية و من أعلى إلى أسفل المعلومات السابقة على جميع مستويات التسلسل الهرمي.
يتم استكمال الأدلة التشريحية والفسيولوجية التي تشير إلى الدماغ البصري المترابط بشكل جيد عن طريق التجارب السلوكية. على مجموعة من المهام المرئية - التعرف على الأشياء, البحث عن كائن معين بين الكائنات غير ذات الصلة و تذكر المعلومات البصرية المقدمة لفترة وجيزة - أداء البشر بما يتماشى مع التوقعات المتولدة من قواعد الاستدلال الاحتمالي. تنبئ تنبؤاتنا السلوكية على افتراض أن الاستدلال الاحتمالي يكمن وراء هذه القدرات يتوافق بشكل جيد مع البيانات التجريبية الفعلية.
التخمينات على علم ، والتقليل من الخطأ
اقترح علماء الأعصاب أن الدماغ قد تطور ، من خلال الانتقاء الطبيعي ، لتقليل فترة التباين لحظة إلى حد ما بين ما هو متوقع وما هو متوقع. يتضمن تقليل هذا التناقض بالضرورة استخدام الاستدلال الاحتمالي للتنبؤ بجوانب المعلومات الواردة استنادًا إلى المعرفة المسبقة للعالم. علماء الأعصاب سموا هذه العملية التشفير التنبؤي.
لقد جاء الكثير من البيانات التي دعمت نهج التشفير التنبئي من خلال دراسة النظام البصري. ومع ذلك ، الآن الباحثون بدء تعميم الفكرة وتطبيقها على جوانب أخرى من معالجة المعلومات في الدماغ. وقد أسفر هذا النهج عن العديد من الاتجاهات المستقبلية المحتملة لعلم الأعصاب الحديث ، بما في ذلك فهم العلاقة بين استجابة منخفضة المستوى من الخلايا العصبية الفردية وديناميات الخلايا العصبية على مستوى أعلى (مثل نشاط المجموعة المسجل في مخطط كهربية الدماغ أو EEG).
في حين أن فكرة أن التصور هو عملية الاستنتاج هو لا جديدوقد أعاد علم الأعصاب الحديث تنشيطه في السنوات الأخيرة - وقد تغير هذا المجال بشكل كبير. وعلاوة على ذلك ، فإن النهج يعد بزيادة فهمنا لمعالجة المعلومات ليس فقط للمعلومات البصرية ، ولكن أيضًا جميع أشكال المعلومات الحسية بالإضافة إلى العمليات ذات المستوى الأعلى مثل اتخاذ القرار والذاكرة والفكر الواعي.
نبذة عن الكاتب
أليكس بورميستر ، باحث مشارك في التصور والذاكرة ، جامعة نيويورك
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.
كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ
at سوق InnerSelf و Amazon
