Signály se zpracovávají, pouze pokud dosáhnou mozku během krátkých receptivních cyklů. Tento mechanismus načasování vysvětluje, jak informace o pozornosti filtrují informace a mohou informovat terapie a technologie inspirované mozkem.
Dlouho bylo uznáno, že mozek dává přednost informacím, na které zaměřujeme naši pozornost. Známým příkladem je efekt koktejlové párty.
„V prostředí plném hlasů, hudby a hluku na pozadí se mozku podaří soustředit na jediný hlas. Ostatní zvuky nejsou objektivně tišší, ale v tu chvíli jsou vnímány méně silně,“ vysvětluje Dr. Eric Drebitz, mozkový výzkumný pracovník na univerzitě v Bremen.
V takových případech mozek nasměruje svou zpracovatelskou sílu vůči nejrelevantnějšímu vstupu – jako hlas konverzace – zatímco jiné zvuky jsou stále registrovány, ale nezpracované tak hluboce.
Drebitz: „Až dosud nebylo jasné, jak je tento kritický mechanismus kritického přežití při výběru relevantních informací kontrolován. Když se z boku najednou objeví vozidlo a ze strany se najednou objeví auto, mozek se okamžitě zaměřuje na tento jeden kus vizuální informace-pohyb vozidla. rychle reagovat a podniknout vyhýbavé opatření. “
Načasování: Klíč ke zpracování informací
Výzkumný tým vedený neurovědci Andreas Kreiter a Eric Drebitz nyní předložil první příčinné důkazy o tom, jak mozek vybírá a zpracovává důležité informace.
„Zda je signál zpracován dále v mozku, závisí zásadně na tom, zda dorazí ve správný okamžik – během krátké fáze zvýšené vnímavosti nervových buněk,“ vysvětluje Drebitz. „Nervové buňky nefungují nepřetržitě, ale v rychlých cyklech. Jsou vysoce aktivní a vnímavé po dobu několika milisekund, následované období nižší aktivity a citlivosti. Tento cyklus opakuje zhruba každých 10 až 20 milisekund. Pouze když signál dorazí těsně před vrcholem této aktivní fáze.“
Toto přesné načasování je hlavním principem zpracování informací. Pozornost využívá tohoto mechanismu nastavením rytmu nervových buněk tak, aby se k nim v receptivním okně dostaly relevantní signály, zatímco irelevantní signály jsou odfiltrovány.
Aby bylo možné prokázat příčinu tohoto základního mechanismu našeho mozku, byl u opic rhesus studován selektivní stimulační přenos – a druh To je velmi podobné lidem v organizaci mozkové kůry. Zvířata provedla na obrazovce vizuální úkol, zatímco velmi slabé elektrické podněty byly generovány v rané části cesty vizuálního zpracování (oblast V2). Tyto umělé signály nesouvisely s úkolem a sloužily pouze jako testovací podněty. Tým poté analyzoval, jak tyto signály ovlivnily oblast downstream (oblast V4).
“The artificially triggered signals only influenced the activity of the nerve cells in V4 when they arrived during a short phase of increased receptivity. If the same signal arrived too early or too late, it had no effect. If it arrived within the sensitive time window, it not only changed the activity of the nerve cells, but also the behavior of the animals: they reacted more slowly and made more mistakes – from which it can be concluded that the test signal, which contained no information for the task, became part zpracování a tak narušilo výkon skutečného úkolu, “vysvětluje Drebitz.
Důležité pro pochopení mozku a léčby Alzheimer’s a ADHD
„Výsledky poskytují základ pro vývoj přesnějších modelů mozku. Ukazují, jak jsou informace vybírány a upřednostňovány, než to vede k vnímání, učení a chování,“ říká Drebitz. Tyto znalosti jsou však nejen důležité pouze pro výzkum nadace, ale také pro oblast medicíny, „protože nemoci, jako jsou Alzheimerovy a ADHD, jsou spojena s problémy při selektivním zpracování a ukládání relevantních informací a také pro nová technologie, jako jsou rozhraní mozku a počítač, které přímo komunikují s mozkem.“ Aby takové systémy spolehlivě fungovaly, musí se živit v přesně časových intervalech a správně si přečíst vzory nervových buněk. Vývoj Umělá inteligence (AI) z těchto zásad by také mohly těžit, protože by mohly sloužit jako šablona pro zvláště flexibilní a efektivní zpracování.
Reference: „Synchronizace gama-pásma mezi neurony ve vizuální kůře je kauzální pro efektivní zpracování a chování informací“ od Eric Drebitz, Lukas-Paul Rausch a Andreas K. Kreiter, 11. srpna 2025, Přírodní komunikace.
Dva: 10.1038/S41467-025-62732-8
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
