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Pistes neuves d'étude comment le cerveau transforme les entrées sensorielles simples en catégories signicatives

Voici la neurologie d'une banane négligée (et de beaucoup d'autres choses dans la vie quotidienne) : chaque fois que vous regardez sa couleur - verdissez dans la mémoire, puis le jaune, et brunissez éventuellement sur votre partie supérieure du comptoir - votre esprit la classe comme non mûre, mûre, et s'est puis corrompue par catégorie. Une étude neuve qui a suivi comment le cerveau transforme les entrées sensorielles simples, telles que le « vert, » en catégories signicatives, telles que « non mûr, » prouve que l'information suit une étape progressive par beaucoup de régions du cortex, et pas exact de la manière que beaucoup de neurologistes prévoiraient.

L'étude aboutie par les chercheurs à l'institut de Picower du MIT pour apprendre et mémoire mine l'opinion classique qui séparent des rôles distincts de jeu de régions corticales. Au lieu de cela, pendant que les animaux dans le laboratoire raffinaient ce qu'ils ont vu vers le bas à une compréhension de détail concernant le comportement, les cellules du cerveau dans chacune de six régions corticales actionnées le long d'un continuum entre le traitement sensoriel et la classification. Pour être les configurations sûres et générales étaient évidentes pour chaque région, mais l'activité s'est associée à la classification a été partagée étonnant largement, a dit les auteurs de l'étude publiée dans les démarches de l'académie nationale des sciences.

« Le cortex n'est pas modulaire, » a dit le comte Miller, professeur de Picower de la neurologie dans le service du cerveau et des sciences cognitives au MIT. Les « différentes pièces du cortex mettent l'accent sur différentes choses et font différents types de traitement, mais il est plus d'une question de l'accent. C'est un mélange et un passage de l'un à l'autre. Ceci s'étend jusqu'à une cognition plus élevée. »

L'étude raffine non seulement la compréhension des neurologistes d'une capacité de faisceau de cognition, elle pourrait également aviser la compréhension du psychiatre des troubles dans lesquels les jugements de classification sont atypiques, comme des troubles de spectre de schizophrénie et d'autisme, les auteurs ont dit.

Scott Brincat, un scientifique de recherches en laboratoire de Picower de Miller, et Markus Siegel, investigateur principal à l'université de Tübingen en Allemagne, sont les auteurs du Co-fil de l'étude. Le postdoc Constantin von Nicolai de Tübingen est un co-auteur.

De voir au jugement

Dans la recherche, les animaux ont joué un jeu simple. Ils ont été présentés avec les formes qui les ont mises en alerte pour juger ce qui est venu ensuite - une couleur rouge ou verte, ou des points déménageant un sens ascendant ou de haut en bas. Basé sur le caractère indicateur initial de forme, les animaux ont appris à jeter un coup d'oeil à gauche pour indiquer le mouvement vert ou ascendant, ou droit d'indiquer le rouge ou vers le bas.

En attendant les chercheurs écoutaient clandestinement l'activité des centaines de neurones dans six régions en travers du cortex : inducteurs intraparietal et de face inferotemporal et transversaux (PIT) préfrontaux (PFC (LIP)) et postérieurs d'oeil (FEF), et TA et V4 d'endroits visuels. L'équipe a analysé les caractéristiques, suivant l'activité de chaque neurone au cours du jeu pour déterminer combien il a participé à sensoriel contre le travail catégorique, représentant la possibilité que beaucoup de neurones pourraient bien faire au moins de les deux. D'abord ils ont raffiné leur analyse dans une simulation sur ordinateur, et se sont ensuite appliqués l'aux caractéristiques neurales réelles.

Ils ont constaté que tandis que le traitement sensoriel se produisait en grande partie où la neurologie classique prévoirait, le plus fortement en TA et V4, classification a été étonnant distribué. Car prévu le PFC a abouti la voie, mais FEF, LANGUETTE et PIQÛRE ont souvent montré l'activité considérable de classification, aussi.

« Nos découvertes proposent que, bien que les régions du cerveau soient certainement spécialisées, elles partagent la beaucoup d'information et similitudes fonctionnelles, » Siegel ont dit. « Ainsi, nos résultats proposent que le cerveau devrait être considéré comme un réseau fortement branché des noeuds relatifs bavards, plutôt que comme ensemble de modules hautement spécialisés cette seulement peu abondamment information de transfert entre eux. »

Les configurations de l'activité relative sensorielle et de classification variée par tâche, aussi. Peu de neurologistes seraient étonnés que les cellules V4 étaient particulièrement en activité pour la sensation de couleur tandis que les cellules de la TA étaient en activité pour détecter le mouvement, mais peut-être plus intéressant, les signes de catégorie étaient plus répandus. Par exemple, la plupart des endroits étaient impliquées dedans en classant la couleur par catégorie, y compris ces vraisemblablement spécialisé traditionnel pour le mouvement.

Les scientifiques ont également noté une autre configuration principale. Dans leur analyse ils pourraient discerner la dimensionnalité d'information que les neurones traitaient, et ont constaté que le traitement des données sensoriel était hautement multidimensionnel (c.-à-d. comme si vu beaucoup de différents détails de l'entrée visuelle), tandis qu'orientation beaucoup plus grande impliquée d'activité de classification (c.-à-d. comme si juste jugeant « vers le haut » ou « vers le bas »).

Cognition dans le cortex

La distribution grande de l'activité liée à la classification, Miller a spéculé, pourrait être un signe que quand le cerveau a un objectif (dans ce cas pour classer par catégorie), que doit être représenté grand, même si le PFC pourrait être où le jugement est effectué. Il est un peu comme dedans des affaires où chacun du Président vers le bas aux travailleurs sur l'avantage d'étage de fabrication de comprendre la remarque de l'entreprise en effectuant leur travail.

Miller a également dit que l'étude étend quelques résultats antérieurs de son laboratoire. Dans une étude précédente il a prouvé que les neurones de PFC pouvaient conduire le traitement des données élevé-multidimensionnel, alors que dans cette étude ils étaient en grande partie concentrés sur juste une cote. La synthèse des deux lignes de la preuve peut être que les neurones de PFC peuvent faciliter Qu'est ce que degré de dimensionnalité la poursuite d'un objectif exige. Ils sont polyvalents dans la façon dont polyvalent ils devraient être.

Laissez tout ce bassin dedans, la prochaine fois que vous considérez la maturité d'une banane ou n'importe quelle autre heure vous devez extraire la signification de quelque chose que vous percevez.