Bagaimana otak memproses informasi?

Banyak pertanyaan tentang otak terus menggelitik para ilmuwan saraf saat ini. Bagaimana organ ini berkembang? Apakah ada tahapan perkembangan otak? Apakah ada periode kritis di mana peristiwa tertentu harus terjadi agar otak berkembang secara normal? Dan, mungkin yang paling penting: bagaimana otak memproses informasi?

Sepanjang artikel ini kami akan mencoba memahami yang terakhir: bagaimana otak kita memproses informasi yang diterimanya dari luar, dan bagaimana Anda menyimpan dan mengambil informasi tersebut; Tetapi pertama-tama, kita akan membahas beberapa konsep dasar yang akan membantu kita lebih memahami fungsi organ yang indah dan kompleks ini.

• Artikel terkait: "Bagian-bagian otak manusia (dan fungsinya)"

Beberapa dasar

Untuk memahami bagaimana otak kita dapat memproses informasi yang diterimanya dari lingkungan, pertama-tama kita harus mengetahui cara kerjanya di dalam. Sel saraf atau neuron adalah sel yang menerima informasi dari sel saraf lain atau organ sensorik. Neuron ini dilengkapi dengan badan sel, semacam jantung metabolik, dan struktur seperti pohon besar yang disebut bidang dendritik, yang merupakan sisi input neuron.

Informasi mencapai sel dari proyeksi yang disebut akson. Sebagian besar informasi rangsang mencapai sel dari medan dendritik, seringkali melalui proyeksi dendritik kecil yang disebut duri. Persimpangan melalui mana informasi melewati dari satu neuron ke yang lain disebut sinapsis, yang dapat bersifat rangsang atau penghambatan.

Koneksi sinaptik ditambahkan ke otak dengan berbagai cara; salah satunya adalah melalui kelebihan produksi sinaps dan kehilangan selektif berikutnya. Kelebihan produksi dan hilangnya sinapsis adalah mekanisme mendasar yang digunakan otak untuk menggabungkan informasi dari pengalaman, dan cenderung terjadi selama periode pertama pertumbuhan.

Misalnya, di korteks visual, area korteks serebral otak yang mengontrol penglihatan, seseorang memiliki lebih banyak sinapsis pada usia 6 bulan daripada di masa dewasa. Ini karena semakin banyak sinapsis terbentuk dalam beberapa bulan pertama kehidupan, dan kemudian menghilang, terkadang dalam jumlah besar. Waktu yang dibutuhkan fenomena ini untuk berjalan dengan sendirinya bervariasi di berbagai bagian otak, dari 2 hingga 3 tahun di korteks visual manusia hingga 8 hingga 10 tahun di beberapa bagian korteks frontal.

Sistem saraf membuat banyak koneksi; pengalaman direproduksi di jaringan ini, memilih koneksi yang sesuai dan menghapus yang tidak pantas. Yang tersisa adalah bentuk akhir yang disempurnakan yang membentuk landasan sensorik dan mungkin kognitif untuk tahap perkembangan selanjutnya. Metode kedua pembentukan sinapsis adalah dengan menambahkan sinapsis baru.

Tidak seperti kelebihan dan kehilangan sinaps, proses penambahan sinaps ini berlangsung sepanjang hidup manusia dan sangat penting di kemudian hari. Proses ini tidak hanya sensitif terhadap pengalaman, tetapi juga didorong olehnya. Penambahan sinapsis kemungkinan merupakan dasar dari beberapa, atau bahkan sebagian besar, bentuk memori. Tetapi sebelum menyimpan dan memproses informasi, otak perlu mengkodekan dan menyaringnya. Mari kita lihat bagaimana.

• Anda mungkin tertarik: "Jalur aferen dan jalur eferen: jenis serabut saraf"

Bagaimana otak memproses informasi?

Pemrosesan informasi dimulai dengan input dari organ sensorik, yang mengubah rangsangan fisik seperti sentuhan, panas, gelombang suara atau foton cahaya menjadi sinyal elektrokimia. Informasi sensorik berulang kali diubah oleh algoritme otak dalam pemrosesan top-down dan bottom-up.

Misalnya, saat melihat gambar kotak hitam dengan latar belakang putih, pemrosesan dari bawah ke atas mengumpulkan informasi yang sangat sederhana seperti warna, orientasi dan di mana tepi objek berada, di mana warna berubah secara signifikan dalam waktu singkat (untuk memutuskan bahwa Anda sedang melihat kotak). Pemrosesan top-down menggunakan keputusan yang dibuat dalam beberapa langkah proses bottom-up untuk mempercepat pengenalan objek.

Setelah informasi diproses sampai batas tertentu, filter perhatian memutuskan seberapa penting sinyal itu dan proses kognitif apa yang harus tersedia. Misalnya, meskipun otak Anda memproses setiap helai rumput saat Anda melihat sepatu Anda, filter perhatian khusus mencegah Anda memperhatikannya satu per satu. Sebaliknya, otak Anda mampu melihat dan mendengar nama Anda, bahkan ketika Anda berada di ruangan yang bising.

Ada banyak tahapan pemrosesan, dan hasil pemrosesan dimodulasi oleh perhatian berulang kali. Namun, agar otak dapat memproses informasi, informasi tersebut harus disimpan terlebih dahulu. Mari kita lihat bagaimana melakukannya.

Penyimpanan informasi

Agar otak dapat memproses informasi, informasi tersebut harus disimpan terlebih dahulu. Ada beberapa jenis memori, termasuk memori sensorik dan jangka pendek, memori kerja, dan memori jangka panjang. Pertama, informasi harus dikodekan, dan ada berbagai jenis pengkodean khusus untuk berbagai jenis input sensorik.

Misalnya, masukan verbal dapat dikodekan secara struktural, mengacu pada seperti apa kata yang dicetak itu; secara fonologis, mengacu pada bagaimana kata itu terdengar; atau semantik, mengacu pada apa arti kata itu. Setelah informasi disimpan, itu harus dipelihara. Beberapa penelitian pada hewan menunjukkan bahwa memori kerja, yang menyimpan informasi sekitar 20 detik, itu dipertahankan oleh sinyal listrik yang berjalan melalui serangkaian neuron tertentu untuk waktu yang singkat. cuaca.

Berkenaan dengan memori jangka panjang, telah disarankan bahwa informasi yang berhasil dikonsolidasikan di penyimpanan ini disimpan dalam struktur jenis protein tertentu. Dengan segalanya, ada banyak model tentang bagaimana pengetahuan diatur di otak, beberapa berdasarkan cara subjek manusia mengambil ingatan, yang lain berdasarkan komputasi dan komputasi, dan lainnya berdasarkan neurofisiologi.

Model jaringan semantik, misalnya, menyatakan bahwa ada node yang mewakili konsep dan node ini terhubung berdasarkan hubungan mereka. Misalnya, dalam jaringan semantik, kata "kursi" dapat dikaitkan dengan "meja", yang dapat dikaitkan dengan "kayu", dan seterusnya. Model lain adalah koneksionis, yang menyatakan bahwa sepotong pengetahuan diwakili hanya dengan pola aktivasi saraf daripada makna.

Masih belum ada model organisasi pengetahuan yang diterima secara universal, karena masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai hal ini.

• Anda mungkin tertarik: "Jenis memori: bagaimana otak manusia menyimpan ingatan?"

Pemulihan informasi

Setelah disimpan, kenangan akhirnya harus diambil dari penyimpanan memori. Mengingat peristiwa masa lalu tidak seperti menonton rekaman video. Faktanya, ini lebih berkaitan dengan proses membangun kembali apa yang mungkin terjadi berdasarkan detail yang dipilih otak untuk disimpan dan dapat diingat.

Pengambilan informasi dipicu oleh sinyal, stimulus lingkungan yang mendorong otak untuk mengambil memori yang bersangkutan. Bukti menunjukkan bahwa semakin baik sinyal pemulihan, semakin baik kemungkinan mengingat sesuatu. Penting untuk dicatat bahwa sinyal pemulihan juga dapat menyebabkan seseorang salah merekonstruksi memori.

Distorsi dalam ingatan dapat terjadi dalam beberapa cara, termasuk memvariasikan kata-kata dari sebuah pertanyaan. Misalnya, hanya menanyakan seseorang apakah mobil hitam telah meninggalkan tempat kejadian kejahatan dapat menyebabkan orang tersebut mengingat melihat mobil hitam selama interogasi kemudian. Ini telah diamati secara konsisten dalam studi saksi kasus pengadilan, yang telah menunjukkan betapa mudahnya memanipulasi dan menanamkan ingatan palsu.

Studi di bidang ini juga menunjukkan bahwa pikiran bukan hanya perekam peristiwa pasifalih-alih, ia secara aktif bekerja untuk menyimpan dan mengambil informasi. Penelitian menunjukkan bahwa ketika serangkaian peristiwa terjadi dalam urutan acak, orang mengaturnya kembali menjadi urutan yang masuk akal ketika mencoba mengingatnya.

Mengingat memori, oleh karena itu, membutuhkan meninjau kembali jalur saraf dibentuk oleh pengkodean memori, dan kekuatan jalur tersebut menentukan seberapa cepat itu dapat mengambil. Kata pemulihan secara efektif mengembalikan memori jangka panjang yang tersimpan ke memori jangka pendek atau memori kerja, di mana ia dapat diakses kembali, dalam semacam gambar cermin dari proses pengkodean.

Lagi pula, memori disimpan kembali dalam memori jangka panjang, mengkonsolidasikan dan memperkuatnya lagi. Pada akhirnya, sistem memori kita serumit efisiensinya, meskipun masih banyak yang harus diselidiki.

Referensi bibliografi:

• Anderson, J A., & Hinton, G. DAN. (2014). Model pemrosesan informasi di otak. Dalam model paralel memori asosiatif (hal. 33-74). Pers Psikologi.
• Cabrera Cortés, I. UNTUK. (2003). Pemrosesan Informasi Manusia: Mencari Penjelasan. ditujukan, 11 (6).
• Insel, T. R., & Fernald, R. D. (2004). Bagaimana otak memproses informasi sosial: mencari otak sosial. annu. Putaran. Neurosci., 27, 697-722.
• Sakurai, Y (1999). Bagaimana kumpulan sel mengkodekan informasi di otak?. Ulasan Neuroscience & Biobehavioral, 23 (6), 785-796.