Nově nalezený „signál reality“ pomáhá mozku vyprávět představivost ze skutečného života

Představte si jablko, jakékoli jablko.

Pokud nemáte Lantasia-Neschopnost vizualizovat věci v oku vaší mysli-tento návrh vyvolává mozkovou aktivitu, která je překvapivě podobná tomu, co se stane, když vidíte jablko v reálném světě s očima. Takové nervové překrývání je ekonomické, protože oba případy vyžadují, aby vizuální systém mozku provedl mnoho stejných úkolů. Vyvolává však také otázku: jak náš mozek říká realitu a představivost od sebe?

Neurovědci nyní začínají chápat mozkový obvod, který tento rozlišení zpracovává. V a Nedávná studie v Neuron, Vědci identifikovali oblast mozku, která generuje to, co nazývají „signál reality“. Tento signál je poté vyhodnocen jinou oblastí – ten, že když funguje neobvykle, byl spojen s schizofrenie. Pochopení tohoto obvodu pro monitorování reality by mohlo vědcům pomoci pochopit a možná dokonce léčit schizofrenii a další poruchy, které narušují schopnost rozeznat realitu.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

Máme sklon si myslet, že vnímáme realitu tak, jak to je, s Cameralike Eyes, které objektivně zaznamenávají světlo, které je zasáhne. Ale jak informace z očí proudí do mozku, stává se abstraktnější a subjektivnější; Čáry a barvy, rozeznané v mozcích včasných oblastí vizuálního zpracování, přeměňují se na koncepty a význam, když dosáhnou kortikálních sítí vyšší úrovně.

Toto zpracování „zdola nahoru“ je pouze jednou částí příběhu. Informace mohou také proudit „shora dolů“, přičemž vnímání ovlivňují vyšší úroveň kognitivního vnímání. To můžete vidět v akci s nejednoznačnými iluzemi, jako je například Rubinová váza nebo Audio Clip Yanny-Laurelkde vaše očekávání určují, co vidíte nebo slyšíte. Nebo jste možná dychtivě čekali na návštěvníka a stále si myslíte, že uslyšíte klepání, i když u dveří není nikdo.

„Vnímání není jen pasivní proces,“ říká Philip Corlett, docent psychiatrie na Yale School of Medicine, který se do nové studie nezúčastnil. „Věci sestupující z kognitivních vyřezávají to, co vnímáme, a pak věci, které vycházejí z vnímání, by mohly změnit tomu, čemu věříme.“

Procesy zdola nahoru a shora dolů přispívají k našim vizuálním zkušenostem-ale zdola nahoru je patrně důležitější pro vnímání vnějšího světa, zatímco kouzlení mentálních obrazů je obvykle řízeno příkazy shora dolů. Ale vzhledem k tomu, že oba procesy vytvářejí aktivitu ve stejných regionech, jak mozek udržuje realitu rovnou? Abychom tuto otázku prozkoumali, vědci prokázali účastníkům těžko viditelné vzorce, když byli v mozkovém skeneru. Účastníci si prohlédli obrazovku se statickým pozadím, které na něm někdy mělo slabý vzorec diagonálních pruhů. Pruhy by mohly být nakloněny buď doprava nebo doleva.

Účastníci byli požádáni, aby si představovali buď vzorec levého svahu nebo pravého svahu v oku jejich mysli při prohlížení obrazovky, a poté byli požádáni, aby naznačili, zda se jeden ze vzorů skutečně zobrazoval (což bylo pravdivé přesně polovinu času). Někdy obrazovka ukázala stejný vzorec, jaký si představovali, a někdy to ukázalo, že vzorec je opačný nebo vůbec nic.

Když účastníci hledali a představovali si stejný vzorec, s větší pravděpodobností řekli, že to viděli – i když to tam nebylo – přetíže, že si pomýlili představivost za realitu. Účastníci také uvedli, že jejich mentální snímky byly živější, když byl přítomen vzorec, za předpokladu, že odpovídá tomu, co si představovali. To naznačuje, že vnímání může také ovlivnit představivost.

Funkční skenování mozkových skenování funkčního magnetického rezonance (fMRI) odhalilo oblast, která byla aktivnější, když účastníci uvedli, že viděli vzorec, ať už skutečný nebo představovaný. „K dispozici je mozková oblast v blízkosti vašich chrámů, Fusiform Gyrus, který je aktivní, když něco vidíte, a když si něco představujete,“ říká neurovědec Nadine Dijkstra z University College London, který studii vedl. „Nejpřekvapivější jsme zjistili, že aktivace v této oblasti předpovídá, zda si myslíte, že je něco skutečného, ​​i když je to představováno.“

Vědci nazývají tuto činnost ve Fusiform Gyrus „signál reality“ a jejich zjištění naznačují, že je vytvořena ze součtu činnosti z mentálních snímků i vnímání. Vědci si myslí, že tento signál je poté vyhodnocen jinou oblastí, přední izola, která byla aktivní, zatímco účastníci plnili úkoly. Výsledky studie naznačují, že přední izola hodnotí signál reality a rozhoduje „ano nebo ne“; Aktivita nad určitým prahem se cítí skutečná, zatímco aktivita pod ní se cítí představitelná.

Toto uspořádání by mělo většinu času fungovat dobře, protože vnímání vytváří silnější aktivitu než snímky, takže obvykle vytváří signály nad prahem; Snímky obvykle ne. To je považováno za to, že nedostatek smyslového vstupu zdola nahoru při vytváření snímků znamená, že některé skupiny senzorických neuronů nejsou aktivovány a celkově vytvářejí menší aktivitu. To by vysvětlovalo, proč mentální obrazy nevytvářejí signály, které překračují prahovou hodnotu reality – pokud všechno funguje správně.

Ale fungování tímto způsobem stále ponechává otevřenou možnost, že by se snímky a vnímání mohly zaměnit. Není těžké si představit, jak by dysfunkce v částech tohoto obvodu mohla vést k vadným úsudkům o realitě. Například, pokud je signál produkovaný fusiformním gyrusem během snímků příliš silný, nebo pokud je prahová hodnota v předním izoru nastavena příliš nízká, může být představivost zaměňována za realitu. „Schizofrenia byla spojena s abnormalitami v prefrontální kůře a předním osudu, což naznačuje, že halucinace schizofrenie mohou být způsobena problémy s prahem reality,“ říká Dijkstra.

Se sluchovými halucinacemi se může stát něco podobného, ​​které často mají podobu hlasů sluchu. A Studie 2016 zeptali se zdravých účastníků, kteří měli Různé tendence zažívat halucinacePoslouchat větám maskovaným hlukem a tiše produkovat stejná slova v jejich mysli jako vnitřní řeč. Účastníci náchylných k halucinaci s větší pravděpodobností hlásili slyšení hlasu, když to dělali, bez ohledu na to, zda byl přítomen hlas. Je to nápadně podobné zjištění Dijkstra a jejích kolegů, říká Corlett, protože to naznačuje, že sluchové halucinace jsou způsobeny tím, že lidé zaměňují svůj vnitřní hlas za vnější.

Zatímco halucinace jsou často považovány za příznak psychózy u poruch, jako je schizofrenie, zahrnuje je také mnoho dalších neurologických stavů. Například přibližně 40 procent pacientů s Parkinsonovou chorobou zažívá vizuální halucinace. Budoucí studie s lidmi, kteří jsou náchylní k vizuálním halucinacím, by mohly otestovat „zda úrovně snímků, na nichž nepravdivě detekují něco jiného“ než kontroly náchylných k non-halucinaci, říká neurovědec Lars Muckli z University of Glasgow.

Pokud ano, mohl by být obvod monitorování reality zaměřen na potenciální ošetření pro halucinace. „Nakonec by mohlo být možné rekalibrovat prahovou hodnotu reality člověka prostřednictvím tréninku nebo prostřednictvím neurofeedback nebo stimulace mozku,“ říká Dijkstra. (Techniky neurofeedbacku představují lidem odečty mozkové aktivity v reálném čase, které je mohou naučit modulovat aktivaci mozku v průběhu času.)

Nejprve však pro demonstraci kauzality musí Dijkstra a další vědci testovat, zda stimulace fusiformního gyrus způsobí, že lidé si myslí, že něco je reálnější nebo méně reálné. „To je technicky velmi obtížné, takže je to dlouhodobý projekt, ale plánujeme to,“ říká Dijkstra.

Vědci také chtějí pochopit, zda věrohodnost mentálního obrazu v reálném světě ovlivňuje aktivitu v tomto mozkovém obvodu. „Máme model toho, co je na světě pravděpodobně, což pravděpodobně také vstoupí do tohoto rozhodovacího procesu,“ říká Dijkstra. „Pokud si představíte růžového slona opravdu, opravdu živě, pravděpodobně si stále nebudete myslet, že je to skutečné, protože růžové sloni neexistují.“ Kontext je kritický. Slon ve vašem obývacím pokoji je docela nepravděpodobný, ať už je růžový nebo ne. „To je vlastně experiment, který právě teď provozujeme – dívat se na vliv kontextu na to,“ říká Dijkstra. „Je to určitě důležitý faktor.“