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Nuovi cingoli di studio come il cervello trasforma gli input sensoriali semplici nelle categorie significative

Qui è la neuroscienza di una banana trascurata (e di molte altre cose nella vita quotidiana): ogni volta che esaminate il suo colore - inverdisca nella memoria, quindi nel giallo e finalmente dori sulla vostra base d'appoggio - la vostra mente la categorizza come non matura, matura e poi ha guastato. Un nuovo studio che ha tenuto la carreggiata come il cervello trasforma gli input sensoriali semplici, quale “verde,„ nelle categorie significative, come “non maturo,„ indica non esattamente che le informazioni seguono una progressione con molte regioni della corteccia e nel modo che molti neuroscenziati predirebbero.

Lo studio piombo dai ricercatori all'istituto del Picower del MIT per l'apprendimento e la memoria insidia la credenza classica che separano i ruoli distinti del gioco di regioni corticali. Invece, mentre gli animali in laboratorio hanno raffinato che cosa hanno veduto giù ad una comprensione specifica relativa a comportamento, alle cellule cerebrali in ciascuna di sei regioni corticali di gestione lungo un continuum fra trattamento sensitivo ed alla categorizzazione. Per essere i reticoli sicuri e generali erano evidenti per ogni regione, ma l'attività si è associata con la categorizzazione è stata divisa sorprendente ampiamente, ha detto gli autori dello studio pubblicato negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze.

“La corteccia non è modulare,„ ha detto il conte Miller, professore di Picower della neuroscienza nel dipartimento del cervello e delle scienze cognitive al MIT. “Le parti differenti della corteccia sottolineano le cose differenti e fanno i tipi di trattamenti differenti, ma è più di un aspetto di enfasi. È una miscela e una transizione da uno all'altro. Ciò estende fino ad più alta cognizione.„

Lo studio non solo raffina la comprensione dei neuroscenziati di una capacità di memoria di cognizione, anche potrebbe informare la comprensione dello psichiatra dei disordini in cui i giudizi della categorizzazione sono atipici, quali i disordini di spettro di autismo e della schizofrenia, gli autori hanno detto.

Scott Brincat, un ricercatore nel laboratorio del Picower di Miller e Markus Siegel, ricercatore principale all'università di Tübingen in Germania, è gli autori del co-cavo dello studio. Il postdoc Constantin von Nicolai di Tübingen è un co-author.

Dal vedere al giudizio

Nella ricerca, gli animali hanno giocato un gioco semplice. Sono stati presentati con le forme che le hanno inserite per giudicare che cosa è venuto dopo - un colore rosso o verde, o punti che si muovono in una direzione ascendente o discendente. Sulla base dell'indicazione iniziale di forma, gli animali hanno imparato dare un'occhiata a sinistra per indicare il moto verde o ascendente, o radrizzano per indicare il rosso o verso il basso.

Nel frattempo i ricercatori stavano ascoltando di nascosto sull'attività delle centinaia di neuroni in sei regioni attraverso la corteccia: campi intraparietal e frontali inferotemporal e laterali (PIT) prefrontali (PFC (LIP)) e posteriori dell'occhio (FEF) e la TA e V4 di aree visive. Il gruppo ha analizzato i dati, tenenti la carreggiata l'attività di ogni neurone nel corso della cacciagione per determinare quanto ha partecipato a sensitivo contro lavoro categorico, rappresentando la possibilità che molti neuroni potrebbero fare bene almeno un piccolo di entrambi. In primo luogo hanno raffinato la loro analisi in una simulazione su elaboratore e poi la hanno applicata ai dati neurali reali.

Hanno trovato che mentre il trattamento sensitivo in gran parte stava accadendo dove la neuroscienza classica predirebbe il più molto, in TA e V4, la categorizzazione sorprendente si è distribuito. Come previsto il PFC piombo il modo, ma FEF, l'ORLO ed il POZZO hanno mostrato spesso l'attività sostanziale della categorizzazione, anche.

“I nostri risultati suggeriscono che, sebbene le regioni del cervello certamente siano specializzate, dividano molte informazioni e similarità funzionali,„ Siegel hanno detto. “Così, i nostri risultati indicano che il cervello dovrebbe essere pensato come a rete altamente connessa dei vertici relativi loquaci, piuttosto che come insieme dei moduli altamente specializzati quelle soltanto scarsamente informazioni a mano-fuori l'un l'altro.„

I reticoli di attività relativa di categorizzazione e sensitiva diversa dal compito, anche. Pochi neuroscenziati sarebbero sorpresi che le celle V4 erano particolarmente attive per la sensazione di colore mentre le celle della TA erano attive per la percezione del moto, ma forse più interessante, i segnali di categoria erano più diffusi. Per esempio, la maggior parte dei settori sono stati interessati dentro nella categorizzazione del colore, compreso quei tradizionali probabilmente specializzati per moto.

Gli scienziati egualmente hanno notato un altro reticolo chiave. Nella loro analisi potrebbero discernere la dimensionalità delle informazioni che i neuroni stavano elaborando ed hanno trovato che l'elaborazione delle informazioni sensitiva era altamente multidimensionale (cioè come se tenendo conto di molti dettagli differenti dell'input visivo), mentre l'attività della categorizzazione ha compreso il fuoco molto maggior (cioè come se appena giudicando “verso l'alto„ o “verso il basso„).

Cognizione nella corteccia

La vasta distribuzione di attività relativa alla categorizzazione, Miller ha speculato, potrebbe essere un segno che quando il cervello ha uno scopo (in questo caso categorizzare), che deve essere rappresentato largamente, anche se il PFC potrebbe essere dove il giudizio è fatto. È un po'come dentro un affare dove ognuno dal CEO giù ai lavoratori sul vantaggio del pavimento di fabbricazione dalla comprensione del punto dell'impresa nel fare il loro lavoro.

Miller egualmente ha detto che lo studio estende alcuni risultati priori dal suo laboratorio. In uno studio precedente ha indicato che i neuroni di PFC potevano condurre l'elaborazione delle informazioni alto-multidimensionale, mentre in questo studio in gran parte sono stati messi a fuoco su appena una dimensione. La sintesi delle due righe di prova può essere che i neuroni di PFC possono accomodare qualsiasi grado di dimensionalità perseguire uno scopo richiede. Sono versatili in quanto versatile dovrebbero essere.

Lasci tutto questo lavandino dentro, la prossima volta considerate la maturità di una banana o qualunque altro tempo dovete estrarre il significato da qualcosa che percepiate.