PsychologyNow Team

Πώς επιλύει ο εγκέφαλός μας την ασάφεια;

Πώς επιλύει ο εγκέφαλός μας την ασάφεια;

PsychologyNow Team
ζωγραφιά που απεικονίζει ένα κεφάλι λαγού και μιας πάπιας

Νέα έρευνα αποσαφηνίζει τον τρόπο που ο εγκέφαλος κατηγοριοποιεί τις διφορούμενες οπτικές εικόνες.


Κοιτάξτε την παρακάτω εικόνα.

EgkefalosASafeia e1

 

Δείχνει ένα πρόσωπο ή ένα χέρι;

Τίποτα από τα δύο;

Ίσως και τα δύο;

Χρησιμοποιώντας διφορούμενες δυσδιάστατες εικόνες όπως η παραπάνω, ερευνητές από τα πανεπιστήμια του Στάνφορντ, του Σάντα Κρουζ και του Μπέρκλευ διερεύνησαν τους μηχανισμούς με τους οποίους ο εγκέφαλος επιλύει την οπτική ασάφεια.


Διαβάστε σχετικά: Πως η ανάκληση ευχάριστων αναμνήσεων μας ηρεμεί σε στρεσογόνες καταστάσεις


Η κατηγοριοποίηση του οπτικού εγκεφάλου

Ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλος κατηγοριοποιεί τις οπτικές πληροφορίες αποτελεί ένα θεμελιώδες ερώτημα της νευροεπιστήμης. Μετά την επιδραστική έρευνα του 19971 από την Nancy Kanwisher και τους συναδέλφους της, η οποία προσδιόρισε την ατρακτοειδή περιοχή προσώπων (fusiform face area) και η οποία αποκρίνεται επιλεκτικά σε πρόσωπα, οι νευροεπιστήμονες συνέχισαν την έρευνα του εγκεφάλου αναζητώντας και άλλες λειτουργικά επιλεκτικές περιοχές.

Πλέον γνωρίζουμε, για παράδειγμα, ότι υπάρχει η παραϊπποκάμπεια περιοχή (parahippocampal place area) η οποία ανταποκρίνεται συγκεκριμένα σε τοποθεσίες (κτίρια, εσωτερικά και υπαίθρια περιβάλλοντα). Επίσης, ανακάλυψαν μια άλλη περιοχή στον πλευρικό ινιακό φλοιό (lateral occipital cortex) η οποία τείνει ενεργοποιείται περισσότερο όταν κοιτάζουμε αντικείμενα.

Μια άλλη περιοχή, η περιοχή διαμόρφωσης οπτικών λέξεων (visual word form area) ενεργοποιείται με τη γραπτή γλώσσα και τα σύμβολα, ενώ η εξωταινιωτής σωματική περιοχή (extrastriate body area) αποκρίνεται όταν βλέπουμε σώματα και μέρη σώματος, αλλά όχι πρόσωπα.

Αυτά τα ευρήματα έχουν οδηγήσει σε μια δημοφιλή άποψη ότι ο εγκέφαλος απεικονίζει διάφορες οπτικές κατηγορίες σε ξεχωριστές ενότητες, όπου μία ενότητα είναι αποκλειστικά υπεύθυνη για την αναπαράσταση προσώπων, άλλη για την αναπαράσταση αυτοκινήτων, άλλη για σκύλους, άλλη για καρέκλες κλπ.

Κατανεμημένες αναπαραστάσεις

Μια εναλλακτική άποψη είναι ότι οι αναπαραστάσεις κατηγοριών διανέμονται εκτενώς σε ολόκληρο τον οπτικό εγκέφαλο. Σε μια άλλη μελέτη-ορόσημο του 20012, ο Jim Haxby και οι συνεργάτες του ανέλυσαν τα μοτίβα των αποκρίσεων του εγκεφάλου απέναντι σε διάφορες οπτικές κατηγορίες (πρόσωπα, σπίτια, γάτες, παπούτσια κλπ.) και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν έναν αλγόριθμο για να ταξινομήσουν τα πρότυπα εγκεφαλικής δραστηριότητας που αντιστοιχούν σε κάθε κατηγορία.

Όταν παρουσιαζόταν ένα νέο, μη ταξινομημένο μοτίβο απόκρισης του εγκεφάλου, ο αλγόριθμος ήταν σε θέση να προβλέψει τη σωστή κατηγορία στην οποία ανήκε αυτό που έβλεπε ο συμμετέχοντας, με αξιοσημείωτη ακρίβεια.

Επιπλέον, ο αλγόριθμος μπορούσε να προβλέψει τη σωστή κατηγορία, ακόμη και χωρίς να εξετάζει τη δραστηριότητα σε περιοχές του εγκεφάλου με τη μέγιστη ανταπόκριση σε αυτή την κατηγορία. Για παράδειγμα, ο αλγόριθμος μπορούσε να προβλέψει ότι ένας συμμετέχοντας κοίταζε πρόσωπα, χρησιμοποιώντας μόνο τις αποκρίσεις περιοχών του εγκεφάλου που δεν ανταποκρίνονταν σε πρόσωπα.

Οι οπτικές κατηγορίες που έχουν χρησιμοποιηθεί στις περισσότερες μελέτες, ωστόσο, ήταν πάντοτε ξεκάθαρες. Όμως, στην πραγματική ζωή συχνά βιώνουμε "ασαφείς" πληροφορίες. Πώς ανταποκρίνεται ο εγκέφαλος στην παρουσία ενός διφορούμενου ερεθίσματος που ενδεχομένως να ανήκει σε δύο διαφορετικές κατηγορίες;

Επίλυση οπτικής ασάφειας

Μπορεί να είναι δύσκολο να δημιουργηθούν διφορούμενες εικόνες που να εμπίπτουν σε παραπάνω από μια κατηγορία, γιατί οι κατηγορίες προσώπων, κτιρίων και σωμάτων διαφέρουν με πολλούς τρόπους. Ωστόσο, μέσω της χρήσης απλών σχημάτων, οι ερευνητές ήταν σε θέση να δημιουργήσουν διφορούμενες εικόνες, οι οποίες έμοιαζαν τόσο με πρόσωπα όσο και με χέρια.

EgkefalosASafeia e2

Για τη διεξαγωγή της μελέτης3, η οποία πρόσφατα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cerebral Cortex, η Mona Rosenke και οι συνεργάτες της χρησιμοποίησαν λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (fMRI) για να εξετάσουν τις αποκρίσεις του εγκεφάλου, ενώ οι συμμετέχοντες έβλεπαν εικόνες όπως αυτές παραπάνω.

Κάποιες δοκιμές, περιλάμβαναν εικόνες με πρόσωπα (όπως τα σχήματα στην αριστερή πλευρά της παραπάνω εικόνας) και κατά συνέπεια ο εγκέφαλος επέδειξε μεγάλη απόκριση στις ανάλογες εγκεφαλικές περιοχές, ενώ αντίθετα παρουσίασε μειωμένη απόκριση στις υπόλοιπες περιοχές. Άλλες δοκιμές περιλάμβαναν μόνο εικόνες χεριών (όπως τα σχήματα στην δεξιά πλευρά της εικόνας) όπου παρατηρήθηκε το ίδιο ακριβώς ανάλογο μοτίβο. Φυσικά, οι ερευνητές ενδιαφέρονταν περισσότερο για το τι συμβαίνει στις ενδιάμεσες περιπτώσεις.


Διαβάστε σχετικά: Ενδοδεκτικότητα: Πώς ο εγκέφαλος αξιολογεί και προβλέπει τις σωματικές καταστάσεις


Αποδείχθηκε ότι και οι 14 συμμετέχοντες της μελέτης, επέδειξαν ένα αρκετά ευρύ φάσμα αποκρίσεων στα ενδιάμεσα ερεθίσματα, όπως τα στοιχεία στη μεσαία στήλη του σχήματος. Η μελέτη βρήκε ότι σε κάποιους συμμετέχοντες, υπήρξε ένα μεγάλο εύρος αντιδράσεων ως προς τις διφορούμενες εικόνες της μεσαίας στήλης. Σε άλλους, τα διφορούμενα ερεθίσματα προκάλεσαν εγκεφαλική δραστηριότητα στις περιοχές που ανταποκρίνονται σε εικόνες χεριών.

Χωρίς τη χρήση λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού αυτή τη φορά, οι ίδιοι συμμετέχοντες κλήθηκαν στη συνέχεια να κατηγοριοποιήσουν καθεμία από τις εικόνες που είχαν δει, είτε ως πρόσωπο είτε ως χέρι. Ακριβώς όπως οι αποκρίσεις του εγκεφάλου τους, έτσι ποικίλλαν και οι κατηγοριοποιήσεις μεταξύ των συμμετεχόντων, με κάποιους να προσδιορίζουν τα ενδιάμεσα ερεθίσματα είτε ως πρόσωπα είτε ως χέρια.

Ενώ υπάρχουν ακόμα πολλά να μάθουμε για το πώς ο εγκέφαλος αναπαριστά πληροφορίες από διάφορες κατηγορίες, αυτή η μελέτη παρέχει ένα σημαντικό εύρημα. Όταν ο εγκέφαλος έρχεται αντιμέτωπος με διφορούμενες πληροφορίες, μπορεί να καταφύγει σε μια λύση ανάγκης, μέσω της σύγκρισης και αντιπαράθεσης των αποκρίσεων σε διαφορετικά λειτουργικά επιλεκτικές περιοχές, έτσι ώστε να καθορίσει την τελική απάντηση.


Kat Kakou
Απόδοση: Κατερίνα Κακουλάκη – Ψυχολόγος

Επιμέλεια: PsychologyNow.gr
Πηγή

 

Μελέτες:

  1. The Fusiform Face Area: A Module in Human Extrastriate Cortex Specialized for Face Perception
  2. Distributed and Overlapping Representations of Faces and Objects in Ventral Temporal Cortex
  3. Combined Neural Tuning in Human Ventral Temporal Cortex Resolves the Perceptual Ambiguity of Morphed 2D Images
Κάντε like στην σελίδα μας στο Facebook 
Ακολουθήστε μας στο Twitter 

Εγγραφείτε για να λαμβάνετε το newsletter μας!

Βρείτε μας στα...