สมองประมวลผลข้อมูลอย่างไร?

คำถามมากมายเกี่ยวกับสมองยังคงเป็นที่สนใจของนักประสาทวิทยาในปัจจุบัน อวัยวะนี้พัฒนาอย่างไร? มีขั้นตอนของการพัฒนาสมองหรือไม่? มีช่วงเวลาสำคัญที่ต้องเกิดขึ้นเพื่อให้สมองพัฒนาได้ตามปกติหรือไม่? และที่สำคัญที่สุดคือ สมองประมวลผลข้อมูลอย่างไร?

ตลอดบทความนี้ เราจะพยายามทำความเข้าใจอย่างหลัง: วิธีที่สมองของเราประมวลผลข้อมูลที่ได้รับจากภายนอกและวิธีที่คุณจัดเก็บและเรียกข้อมูลดังกล่าว แต่ก่อนอื่น เราจะพูดถึงแนวคิดพื้นฐานบางอย่างที่จะช่วยให้เราเข้าใจการทำงานของอวัยวะที่ยอดเยี่ยมและซับซ้อนนี้ได้ดีขึ้น

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ส่วนต่าง ๆ ของสมองมนุษย์ (และหน้าที่)"

พื้นฐานบางอย่าง

เพื่อให้เข้าใจว่าสมองของเราสามารถประมวลผลข้อมูลที่ได้รับจากสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร เราต้องรู้ก่อนว่ามันทำงานอย่างไรภายใน เซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาทคือเซลล์ที่ได้รับข้อมูลจากเซลล์ประสาทอื่นหรืออวัยวะรับความรู้สึก เซลล์ประสาทเหล่านี้ประกอบด้วยร่างกายของเซลล์ ชนิดของหัวใจเมตาบอลิซึม และโครงสร้างคล้ายต้นไม้ขนาดใหญ่ที่เรียกว่าสนามเดนไดรต์ ซึ่งเป็นด้านอินพุตของเซลล์ประสาท

ข้อมูลมาถึงเซลล์จากการฉายภาพที่เรียกว่าแอกซอน. ข้อมูลที่กระตุ้นส่วนใหญ่ไปถึงเซลล์จากสนามเดนไดรต์ มักผ่านการคาดคะเนเดนไดรต์เล็กๆ ที่เรียกว่าหนาม ชุมทางที่ข้อมูลส่งผ่านจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งเรียกว่า ไซแนปส์ ซึ่งสามารถกระตุ้นหรือยับยั้งได้ในธรรมชาติ

การเชื่อมต่อ Synaptic ถูกเพิ่มเข้าไปในสมองด้วยวิธีต่างๆ หนึ่งในนั้นคือการผลิตไซแนปส์มากเกินไปและการสูญเสียการคัดเลือกที่ตามมา การผลิตที่มากเกินไปและการสูญเสีย synapses เป็นกลไกพื้นฐานที่สมองใช้เพื่อ รวมข้อมูลจากประสบการณ์และมีแนวโน้มว่าจะเกิดขึ้นในช่วงแรกของ การเจริญเติบโต.

ตัวอย่างเช่น ในวิชวลคอร์เทกซ์ ซึ่งเป็นพื้นที่ของคอร์เทกซ์ซีรีบรัลของสมองที่ควบคุมการมองเห็น บุคคลจะมีไซแนปส์เมื่ออายุ 6 เดือน มากกว่าในวัยผู้ใหญ่ นี่เป็นเพราะว่าซินแนปส์ก่อตัวขึ้นในช่วงสองสามเดือนแรกของชีวิตมากขึ้นเรื่อยๆ แล้วจากนั้นก็หายไป บางครั้งก็มีจำนวนมาก เวลาที่ต้องใช้สำหรับปรากฏการณ์นี้ในการดำเนินการตามเส้นทางจะแตกต่างกันไปตามส่วนต่างๆ ของสมอง ตั้งแต่ 2 ถึง 3 ปีในคอร์เทกซ์การมองเห็นของมนุษย์ไปจนถึง 8 ถึง 10 ปีในบางส่วนของคอร์เทกซ์ส่วนหน้า

ระบบประสาทสร้างสัมพันธ์มากมาย; ประสบการณ์จะถูกทำซ้ำในเครือข่ายนี้ โดยเลือกการเชื่อมต่อที่เหมาะสมและลบการเชื่อมต่อที่ไม่เหมาะสม สิ่งที่เหลืออยู่คือรูปแบบสุดท้ายที่ได้รับการขัดเกลาซึ่งก่อให้เกิดรากฐานทางประสาทสัมผัสและบางทีอาจเป็นความรู้ความเข้าใจสำหรับการพัฒนาในระยะต่อไป วิธีที่สองของการสร้างไซแนปส์คือการเพิ่มไซแนปส์ใหม่

กระบวนการเติมไซแนปส์นี้แตกต่างจากการผลิตไซแนปส์มากเกินไปและการสูญเสีย ซึ่งทำงานตลอดชีวิตมนุษย์และมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตในภายหลัง กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่อ่อนไหวต่อประสบการณ์เท่านั้น แต่ยังขับเคลื่อนด้วยกระบวนการนี้จริงๆ การเพิ่มไซแนปส์น่าจะอยู่ที่ฐานของหน่วยความจำบางรูปแบบหรือเกือบทั้งหมด. แต่ก่อนที่จะจัดเก็บและประมวลผลข้อมูล สมองจำเป็นต้องเข้ารหัสและกรองข้อมูล มาดูกันว่าเป็นอย่างไร

• คุณอาจสนใจ: "Afferent pathway และ efferent pathway: ประเภทของเส้นใยประสาท"

สมองประมวลผลข้อมูลอย่างไร?

การประมวลผลข้อมูลเริ่มต้นด้วยการป้อนข้อมูลของอวัยวะรับความรู้สึกซึ่งเปลี่ยนสิ่งเร้าทางกายภาพ เช่น การสัมผัส ความร้อน คลื่นเสียง หรือโฟตอนของแสง ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าเคมี ข้อมูลทางประสาทสัมผัสถูกแปลงซ้ำหลายครั้งโดยอัลกอริธึมของสมองในการประมวลผลทั้งจากบนลงล่างและจากล่างขึ้นบน

ตัวอย่างเช่น เมื่อดูภาพกล่องดำบนพื้นหลังสีขาว การประมวลผลจากล่างขึ้นบนจะรวบรวมข้อมูลง่ายๆ เช่น สี การวางแนวและตำแหน่งขอบของวัตถุ โดยที่สีจะเปลี่ยนไปอย่างมากในพื้นที่สั้นๆ (เพื่อตัดสินใจว่าคุณกำลังดู กล่อง). การประมวลผลจากบนลงล่างใช้การตัดสินใจในบางขั้นตอนของกระบวนการจากล่างขึ้นบนเพื่อเพิ่มความเร็วในการจดจำวัตถุ

เมื่อข้อมูลได้รับการประมวลผลในระดับหนึ่งแล้ว ตัวกรองความสนใจจะตัดสินว่าสัญญาณมีความสำคัญเพียงใดและควรมีกระบวนการรับรู้อะไรบ้าง ตัวอย่างเช่น แม้ว่าสมองของคุณจะประมวลผลใบหญ้าทุกใบเมื่อคุณมองดูรองเท้าของคุณ ตัวกรองความสนใจเฉพาะจะป้องกันไม่ให้คุณสังเกตเห็นทีละรายการ. ในทางตรงกันข้าม สมองของคุณสามารถรับรู้และได้ยินชื่อของคุณได้ แม้ว่าคุณจะอยู่ในห้องที่มีเสียงดัง

มีหลายขั้นตอนของการประมวลผล และผลลัพธ์ของการประมวลผลจะถูกปรับด้วยความสนใจซ้ำๆ อย่างไรก็ตาม สำหรับสมองในการประมวลผลข้อมูล จะต้องเก็บข้อมูลไว้ก่อน เรามาดูกันว่ามันทำอย่างไร

การจัดเก็บข้อมูล

เพื่อให้สมองประมวลผลข้อมูลได้ จะต้องเก็บไว้ก่อน ความจำมีหลายประเภท ได้แก่ ความจำทางประสาทสัมผัสและความจำระยะสั้น ความจำในการทำงาน และความจำระยะยาว ขั้นแรก ข้อมูลจะต้องถูกเข้ารหัส และมีการเข้ารหัสเฉพาะหลายประเภทสำหรับการป้อนข้อมูลทางประสาทสัมผัสประเภทต่างๆ

ตัวอย่างเช่น การป้อนข้อมูลด้วยวาจาสามารถเข้ารหัสโครงสร้างได้ โดยอ้างอิงถึงคำที่พิมพ์ออกมา phonologically หมายถึงคำที่ฟังดู; หรือความหมายหมายถึงความหมายของคำ เมื่อข้อมูลถูกเก็บไว้ ก็ต้องรักษาไว้ การศึกษาในสัตว์ทดลองบางชิ้นแนะนำว่าหน่วยความจำในการทำงานซึ่งเก็บข้อมูลไว้ประมาณ 20 วินาที มันถูกรักษาไว้โดยสัญญาณไฟฟ้าที่เดินทางผ่านเซลล์ประสาทชุดหนึ่งในช่วงเวลาสั้นๆ สภาพอากาศ

ในส่วนของความจำระยะยาว แนะนำว่า ข้อมูลที่รวบรวมได้ในร้านนี้จะเก็บไว้ในโครงสร้างของโปรตีนบางชนิด กับทุกๆสิ่ง, มีโมเดลมากมายในการจัดระเบียบความรู้ในสมองบางอย่างขึ้นอยู่กับวิธีที่มนุษย์ดึงความทรงจำ บางอย่างขึ้นอยู่กับการคำนวณและการคำนวณ และอื่นๆ ขึ้นอยู่กับสรีรวิทยา

ตัวอย่างเช่น โมเดลเครือข่ายความหมายระบุว่ามีโหนดที่แสดงถึงแนวคิดและโหนดเหล่านี้เชื่อมโยงกันตามความสัมพันธ์ ตัวอย่างเช่น ในเครือข่ายความหมาย คำว่า "เก้าอี้" สามารถเชื่อมโยงกับ "โต๊ะ" ซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับ "ไม้" เป็นต้น อีกรูปแบบหนึ่งคือนักเชื่อมต่อซึ่งระบุว่าชิ้นส่วนของความรู้นั้นแสดงโดยรูปแบบของการกระตุ้นประสาทมากกว่าความหมาย

ยังไม่มีรูปแบบการจัดองค์ความรู้ที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากลเนื่องจากแต่ละคนมีจุดแข็งและจุดอ่อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมในเรื่องนี้

• คุณอาจสนใจ: "ประเภทของหน่วยความจำ: สมองของมนุษย์เก็บความทรงจำอย่างไร?"

การกู้คืนข้อมูล

เมื่อจัดเก็บแล้ว จะต้องดึงความทรงจำจากที่เก็บหน่วยความจำในที่สุด การจำเหตุการณ์ในอดีตไม่เหมือนการดูการบันทึกวิดีโอ อันที่จริง มันเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างสิ่งที่อาจเกิดขึ้นขึ้นใหม่โดยพิจารณาจากรายละเอียดที่สมองเลือกจัดเก็บและสามารถจดจำได้

การดึงข้อมูลเกิดขึ้นจากสัญญาณ ซึ่งเป็นสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อม ที่กระตุ้นให้สมองดึงความทรงจำที่เป็นปัญหา หลักฐานแสดงให้เห็นว่ายิ่งสัญญาณฟื้นตัวดีขึ้นเท่าใด โอกาสในการจำบางอย่างก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าสัญญาณการกู้คืนอาจทำให้บุคคลสร้างหน่วยความจำใหม่อย่างไม่ถูกต้องได้

การบิดเบือนในความทรงจำสามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี รวมถึงการใช้ถ้อยคำของคำถามที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เพียงแค่ถามใครสักคนว่ารถสีดำออกจากที่เกิดเหตุของ. หรือไม่ อาชญากรรมอาจทำให้บุคคลนั้นจำได้ว่าเห็นรถสีดำในระหว่างการสอบสวน ในภายหลัง สิ่งนี้ได้รับการสังเกตอย่างสม่ำเสมอในการศึกษาพยานของคดีในศาล ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการจัดการและปลูกฝังความทรงจำเท็จนั้นง่ายเพียงใด

การศึกษาในสาขานี้ยังระบุด้วยว่า จิตใจไม่ได้เป็นเพียงเครื่องบันทึกเหตุการณ์แบบพาสซีฟแต่ทำงานอย่างแข็งขันเพื่อจัดเก็บและดึงข้อมูล การวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อชุดของเหตุการณ์เกิดขึ้นในลำดับแบบสุ่ม ผู้คนจะจัดเรียงใหม่เป็นลำดับที่เหมาะสมเมื่อพยายามจดจำ

การเรียกคืนความจำจึงต้องทบทวนเส้นทางประสาทของ เกิดขึ้นจากการเข้ารหัสหน่วยความจำ และความแข็งแกร่งของเส้นทางเหล่านั้นเป็นตัวกำหนดว่ามันจะเร็วแค่ไหน สามารถเรียกค้น. กล่าวว่าการกู้คืน คืนค่าหน่วยความจำที่เก็บไว้ระยะยาวเป็นหน่วยความจำระยะสั้นหรือใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งสามารถเข้าถึงได้อีกครั้งในรูปแบบภาพสะท้อนของกระบวนการเข้ารหัส

ท้ายที่สุด หน่วยความจำจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำระยะยาว รวมและเสริมความแข็งแกร่งอีกครั้ง ในที่สุด ระบบหน่วยความจำของเราก็ซับซ้อนพอๆ กับประสิทธิภาพ แม้ว่าจะยังมีอีกมากที่ต้องตรวจสอบ

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• แอนเดอร์สัน, เจ. A., & ฮินตัน, จี. และ. (2014). แบบจำลองการประมวลผลข้อมูลในสมอง ในแบบจำลองหน่วยความจำเชื่อมโยงแบบขนาน (หน้า 33-74). กดจิตวิทยา.
• คาเบรรา คอร์เตส, I. ถึง. (2003). การประมวลผลข้อมูลมนุษย์: เพื่อค้นหาคำอธิบาย เปรี้ยว, 11 (6).
• อินเซล, ที. R. และ Fernald, R. ง. (2004). สมองประมวลผลข้อมูลทางสังคมอย่างไร: ค้นหาสมองทางสังคม อันนู. รายได้ ประสาทวิทยา, 27, 697-722.
• ซากุไร, วาย. (1999). การประกอบเซลล์เข้ารหัสข้อมูลในสมองอย่างไร. ความคิดเห็นเกี่ยวกับประสาทวิทยาศาสตร์และพฤติกรรมทางชีวภาพ, 23 (6), 785-796.