Hoe verwerken de hersenen informatie?

Veel vragen over de hersenen blijven neurowetenschappers vandaag de dag intrigeren. Hoe ontwikkelt dit orgaan zich? Zijn er stadia van hersenontwikkeling? Zijn er kritieke perioden waarin bepaalde gebeurtenissen moeten plaatsvinden voordat de hersenen zich normaal kunnen ontwikkelen? En misschien wel het belangrijkste: hoe verwerken de hersenen informatie?

In dit artikel zullen we proberen het laatste te begrijpen: hoe ons brein de informatie verwerkt die het van buitenaf ontvangten hoe u dergelijke informatie opslaat en ophaalt; Maar eerst zullen we enkele basisconcepten behandelen die ons zullen helpen de werking van dit prachtige en complexe orgaan beter te begrijpen.

• Gerelateerd artikel: "Delen van het menselijk brein (en functies)"

Enkele basisprincipes

Om te begrijpen hoe ons brein de informatie kan verwerken die het van de omgeving ontvangt, moeten we eerst weten hoe het van binnen werkt. Zenuwcellen of neuronen zijn cellen die informatie ontvangen van andere zenuwcellen of sensorische organen. Deze neuronen zijn uitgerust met een cellichaam, een soort metabool hart en een enorme boomachtige structuur, het dendritische veld genaamd, dat de invoerzijde van het neuron is.

Informatie bereikt de cel vanuit projecties die axonen worden genoemd. De meeste prikkelende informatie bereikt de cel vanuit het dendritische veld, vaak via kleine dendritische uitsteeksels die stekels worden genoemd. De knooppunten waardoor informatie van het ene neuron naar het andere gaat, worden synapsen genoemd, die prikkelend of remmend van aard kunnen zijn.

Synaptische verbindingen worden op verschillende manieren aan de hersenen toegevoegd; een daarvan is door overproductie van synapsen en vervolgens selectief verlies. De overproductie en het verlies van synapsen is een fundamenteel mechanisme dat de hersenen gebruiken om informatie uit ervaring opnemen en treedt meestal op tijdens de eerste perioden van groei.

In de visuele cortex, het gebied van de hersenschors van de hersenen dat het zicht regelt, heeft een persoon bijvoorbeeld veel meer synapsen op de leeftijd van 6 maanden dan op volwassen leeftijd. Dit komt doordat er zich in de eerste levensmaanden steeds meer synapsen vormen en daarna, soms in grote aantallen, verdwijnen. De tijd die nodig is om dit fenomeen zijn gang te laten gaan, varieert in verschillende delen van de hersenen, van 2 tot 3 jaar in de menselijke visuele cortex tot 8 tot 10 jaar in sommige delen van de frontale cortex.

Het zenuwstelsel maakt veel verbindingen; de ervaring wordt gereproduceerd op dit netwerk, waarbij de juiste verbindingen worden geselecteerd en de ongepaste worden verwijderd. Wat overblijft is een verfijnde eindvorm die de zintuiglijke en wellicht cognitieve basis vormt voor latere ontwikkelingsstadia. De tweede methode van synapsvorming is door nieuwe synapsen toe te voegen.

In tegenstelling tot synapsoverproductie en -verlies, werkt dit proces van synapstoevoeging gedurende het hele menselijk leven en is vooral belangrijk in het latere leven. Dit proces is niet alleen ervaringsgevoelig, het wordt er zelfs door aangestuurd. Synapstoevoeging ligt waarschijnlijk aan de basis van sommige of zelfs de meeste vormen van geheugen. Maar voordat de hersenen informatie kunnen opslaan en verwerken, moeten ze deze coderen en filteren. Laten we eens kijken hoe.

• Misschien ben je geïnteresseerd: "Afferente route en efferente route: de soorten zenuwvezels"

Hoe verwerken de hersenen informatie?

Informatieverwerking begint met de input van de zintuigen, die fysieke prikkels zoals aanraking, warmte, geluidsgolven of fotonen van licht omzetten in elektrochemische signalen. Sensorische informatie wordt herhaaldelijk getransformeerd door de algoritmen van de hersenen in zowel top-down als bottom-up verwerking.

Wanneer u bijvoorbeeld naar een afbeelding van een zwarte doos op een witte achtergrond kijkt, verzamelt de bottom-up verwerking zeer eenvoudige informatie zoals kleur, oriëntatie en waar de randen van het object zijn, waar de kleur in een korte ruimte aanzienlijk verandert (om te beslissen dat u naar een doos). Top-down verwerking maakt gebruik van de beslissingen die in sommige stappen van het bottom-up proces worden genomen om de herkenning van het object te versnellen.

Als de informatie tot op zekere hoogte is verwerkt, bepaalt een aandachtsfilter hoe belangrijk het signaal is en welke cognitieve processen beschikbaar moeten zijn. Hoewel je hersenen bijvoorbeeld elk grassprietje verwerken als je naar je schoenen kijkt, een specifiek aandachtsfilter voorkomt dat u ze afzonderlijk opmerkt. Integendeel, je hersenen zijn in staat om je naam waar te nemen en te horen, zelfs als je in een rumoerige kamer bent.

Er zijn veel stadia van verwerking en de resultaten van verwerking worden herhaaldelijk gemoduleerd door aandacht. Voordat de hersenen informatie kunnen verwerken, moet deze echter eerst worden opgeslagen. Laten we eens kijken hoe het het doet.

Informatie opslag

Voordat de hersenen informatie kunnen verwerken, moet deze eerst worden opgeslagen. Er zijn meerdere soorten geheugen, waaronder sensorisch en kortetermijngeheugen, werkgeheugen en langetermijngeheugen. Ten eerste moet de informatie worden gecodeerd en er zijn verschillende soorten codering die specifiek zijn voor verschillende soorten sensorische input.

Zo kan verbale invoer structureel worden gecodeerd, verwijzend naar hoe het gedrukte woord eruitziet; fonologisch, verwijzend naar hoe het woord klinkt; of semantisch, verwijzend naar wat het woord betekent. Zodra informatie is opgeslagen, moet deze worden bewaard. Sommige dierstudies suggereren dat het werkgeheugen, dat informatie ongeveer 20 seconden wordt het in stand gehouden door een elektrisch signaal dat een korte tijd door een bepaalde reeks neuronen reist. weer.

Met betrekking tot het langetermijngeheugen is gesuggereerd dat de informatie die erin slaagt zich in deze opslag te consolideren, wordt bewaard in de structuur van bepaalde soorten eiwitten. Met alles, er zijn talloze modellen van hoe kennis in de hersenen is georganiseerd, sommige gebaseerd op de manier waarop menselijke proefpersonen herinneringen ophalen, andere op basis van computers en computers, en andere gebaseerd op neurofysiologie.

Het semantische netwerkmodel stelt bijvoorbeeld dat er knooppunten zijn die concepten vertegenwoordigen en dat deze knooppunten zijn gekoppeld op basis van hun relatie. In een semantisch netwerk kan het woord 'stoel' bijvoorbeeld worden gekoppeld aan 'tafel', wat kan worden gekoppeld aan 'hout', enzovoort. Een ander model is de connectionist, die stelt dat een stukje kennis simpelweg wordt weergegeven door een patroon van neurale activering in plaats van door betekenis.

Er is nog steeds geen universeel geaccepteerd kennisorganisatiemodel, omdat elk zijn sterke en zwakke punten heeft, dus in dit opzicht is verder onderzoek vereist.

• Misschien ben je geïnteresseerd: "Soorten geheugen: hoe slaat het menselijk brein herinneringen op?"

Het herstellen van informatie

Eenmaal opgeslagen, moeten de herinneringen uiteindelijk worden opgehaald uit de geheugenopslag. Het onthouden van gebeurtenissen uit het verleden is niet hetzelfde als het kijken naar een video-opname. In feite heeft het meer te maken met een proces van reconstructie van wat er kan zijn gebeurd op basis van de details die de hersenen hebben opgeslagen en die ze konden onthouden.

Het ophalen van informatie wordt getriggerd door een signaal, een omgevingsstimulus die de hersenen ertoe aanzet om de betreffende herinnering op te halen. Er zijn aanwijzingen dat hoe beter het herstelsignaal, hoe groter de kans is dat u zich iets herinnert. Het is belangrijk op te merken dat het herstelsignaal er ook voor kan zorgen dat een persoon een herinnering onjuist reconstrueert.

Vervormingen in herinneringen kunnen op verschillende manieren voorkomen, waaronder het variëren van de formulering van een vraag. Bijvoorbeeld door simpelweg aan iemand te vragen of een zwarte auto de plaats delict had verlaten misdaad kan ertoe leiden dat de persoon zich herinnert dat hij een zwarte auto heeft gezien tijdens een verhoor later. Dit is consequent waargenomen in getuigenstudies van rechtszaken, die hebben aangetoond hoe gemakkelijk het is om valse herinneringen te manipuleren en te implanteren.

Studies op dit gebied geven ook aan dat: de geest is niet alleen een passieve gebeurtenisrecorderin plaats daarvan werkt het actief om zowel informatie op te slaan als op te halen. Onderzoek toont aan dat wanneer een reeks gebeurtenissen in een willekeurige volgorde plaatsvindt, mensen ze herschikken in reeksen die logisch zijn als ze proberen ze te onthouden.

Geheugenherinnering vereist daarom een ​​nieuw bezoek aan de zenuwbanen van de gevormd door het coderen van een herinnering, en de sterkte van die paden bepaalt hoe snel het is kan ophalen. zei herstel geeft effectief een opgeslagen langetermijngeheugen terug naar het kortetermijn- of werkgeheugen, waar het weer toegankelijk is, in een soort spiegelbeeld van het coderingsproces.

Het geheugen wordt immers terug opgeslagen in het langetermijngeheugen, om het weer te consolideren en te versterken. Uiteindelijk is ons geheugensysteem even complex als efficiënt, hoewel er nog veel te onderzoeken valt.

Bibliografische referenties:

• Anderson, J. A., & Hinton, G. EN. (2014). Modellen van informatieverwerking in de hersenen. In parallelle modellen van associatief geheugen (pp. 33-74). Psychologie Pers.
• Cabrera Cortés, I. NAAR. (2003). Menselijke informatieverwerking: op zoek naar een verklaring. gericht, 11 (6).
• Insel, T. R., & Fernald, R. D. (2004). Hoe het brein sociale informatie verwerkt: op zoek naar het sociale brein. Ann. ds. Neurosci., 27, 697-722.
• Sakurai, Y. (1999). Hoe coderen celassemblages informatie in de hersenen?. Neurowetenschap en biogedragsrecensies, 23 (6), 785-796.