Problem z przewidywaniem

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Z najnowszego badania wynika, że dokonywanie przez mózg przewidywania obniża jego zdolność do zapamiętywania chwili bieżącej. Hipokamp, struktura mózgu odpowiedzialna głównie za pamięć, na podstawie zarejestrowanych przeszłych wydarzeń tworzy również prognozy na przyszłość (neurolodzy nazywają ten proces „statystycznym uczeniem się” – statistical learning). Autorzy pracy opublikowanej w „Proceedings of the National Academy of Sciences” (2021) wykazali jednak, że ta druga funkcja może zaburzać pierwszą.

Naukowcy pokazywali uczestnikom badania serię zdjęć na ekranie, nie mówiąc im, że obrazy z określonych kategorii zawsze występują bezpośrednio po sobie – na przykład zdjęcia gór pojawiały się zaraz po zdjęciach plaży. Badani mieli podświadomie wyłapać te skojarzenia i następnie oczekiwać takich zestawień. Później pokazano im ponownie te same zdjęcia wymieszane z nowymi obrazami i spytano, czy wcześniej któreś widzieli. Okazało się, że uczestnicy badania dużo lepiej pamiętali te przypadkowe obrazy niż te z przewidywaniem (jak zdjęcia plaży).

Naukowcy powtórzyli całą tę procedurę, jednocześnie skanując mózgi uczestników za pomocą czynnościowego jądrowego rezonansu magnetycznego. Każda kategoria obrazu wywoływała określoną aktywność neuronalną, przy czym wzory aktywności odpowiadające kategoriom związanym z przewidywaniem obserwowano w hipokampie. Co więcej, natężenie tego efektu było odwrotnie skorelowane z wynikami uczestników w zadaniach pamięciowych. „Im trafniejsza była prognoza, tym gorzej zapamiętywane były obrazy związane z przewidywaniem” – mówi Brynn Sherman, główna autorka badania i neurobiolog poznawczy z Yale University.

Wynika stąd, że obrazy prognozujące pobudzały hipokamp do przestawienia się na tryb predykcji – upośledzając zapamiętywanie nowych elementów. Badanie to jako jedne z pierwszych pokazuje, jak proces przewidywania wpływa na ludzką pamięć. Naukowcy wcześniej podejrzewali, że hipokamp odgrywa istotną rolę w statystycznym uczeniu się, lecz nie wiedzieli, w jaki sposób oddziałuje na tworzenie wspomnień. Nicole Long, neuronaukowiec poznawczy z University of Virginia, która nie była zaangażowana w te badania, mówi, że „artykuł znakomicie ukazuje kompromis, z którym mamy do czynienia w sytuacji, gdy hipokamp jest zaangażowany w oba te procesy”.

Zespół badawczy uważa, że kompromis jest koniecznością, ponieważ zarówno rejestrowanie wspomnień, jak i prognozowanie, częściowo wykorzystują te same ścieżki neuronalne. Autorzy pracy porównują to do „obsługiwania przez prawą stopę zarówno pedału hamulca, jak i gazu w samochodzie […], lecz nie obu naraz”. Zapobiega to redundancji pamięci, a tym samym zmniejsza wysiłek mózgu, mówi Sherman – ponieważ trafna prognoza zawiera te same informacje, jak rzeczywisty wynik.

Obwody neuronalne, które to wszystko umożliwiają, wciąż wymagają dalszych badań, mówi Long. Zastanawia się na przykład, ilu powtórzeń potrzeba, zanim hipokamp przestawi się z rejestrowania na prognozowanie, i czy możliwe jest wytrenowanie tej struktury tak, by pracowała sprawnie w obu trybach jednocześnie.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.