Як мозок обробляє інформацію?

Багато питань про мозок продовжують інтригувати неврологів і сьогодні. Як розвивається цей орган? Чи існують етапи розвитку мозку? Чи існують критичні періоди, в які повинні відбуватися певні події, щоб мозок нормально розвивався? І, мабуть, найголовніше: як мозок обробляє інформацію?

У цій статті ми спробуємо зрозуміти останнє: як наш мозок обробляє інформацію, яку отримує ззовні, і як ви зберігаєте та отримуєте таку інформацію; Але спочатку ми розглянемо деякі основні концепції, які допоможуть нам краще зрозуміти функціонування цього чудового і складного органу.

• Пов’язана стаття: "Частини людського мозку (і функції)"

Деякі основи

Щоб зрозуміти, як наш мозок здатний обробляти інформацію, яку він отримує із навколишнього середовища, ми повинні спочатку знати, як він працює всередині. Нервові клітини або нейрони - це ті, які отримують інформацію від інших нервових клітин або органів чуття. Ці нейрони оснащені клітинним тілом, своєрідним метаболічним серцем і величезною деревоподібною структурою, яка називається дендритним полем, що є вхідною стороною нейрона.

Інформація доходить до клітини з проекцій, званих аксонами. Більша частина збудливої ​​інформації надходить до клітини з дендритного поля, часто через невеликі дендритні виступи, які називаються шипами. Стики, через які інформація переходить від одного нейрона до іншого, називаються синапсами, які можуть мати збудливий або гальмівний характер.

Синаптичні зв’язки додаються до мозку різними способами; одна з них - через перевиробництво синапсів та подальшу селективну втрату. Перевиробництво та втрата синапсів - це фундаментальний механізм, який використовує мозок включати інформацію з досвіду і, як правило, виникає протягом перших періодів зростання.

Наприклад, у зоровій корі, зоні кори головного мозку мозку, яка контролює зір, людина має набагато більше синапсів у віці 6 місяців, ніж у зрілому віці. Це пов’язано з тим, що все більше синапсів формується в перші кілька місяців життя, а потім зникає, іноді у великій кількості. Час, необхідний для протікання цього явища, варіюється в різних відділах мозку - від 2 до 3 років у зоровій корі людини до 8-10 років у деяких відділах лобової кори.

Нервова система створює багато зв’язків; досвід відтворюється в цій мережі, вибираючи відповідні підключення та видаляючи невідповідні. Залишилася вишукана остаточна форма, яка формує сенсорні та, можливо, когнітивні основи для пізніших стадій розвитку. Другий спосіб формування синапсів - це додавання нових синапсів.

На відміну від надвиробництва та втрати синапсів, цей процес додавання синапсів діє протягом усього життя людини і особливо важливий у подальшому житті. Цей процес не тільки чутливий до досвіду, він фактично керується ним. Додавання синапсу, ймовірно, лежить в основі деяких, або навіть більшості форм пам'яті. Але перед тим, як зберігати та обробляти інформацію, мозку потрібно її кодувати та фільтрувати. Подивимось як.

• Вас може зацікавити: "Аферентний шлях та еферентний шлях: типи нервових волокон"

Як мозок обробляє інформацію?

Обробка інформації починається з надходження органів чуття, які перетворюють фізичні подразники, такі як дотик, тепло, звукові хвилі або фотони світла, в електрохімічні сигнали. Сенсорна інформація неодноразово трансформується алгоритмами мозку як при обробці зверху вниз, так і знизу вгору.

Наприклад, при перегляді зображення чорного ящика на білому тлі обробка знизу вгору збирає дуже просту інформацію, таку як колір, орієнтація та де знаходяться краї об’єкта, де колір значно змінюється за короткий проміжок часу (щоб вирішити, що ви дивитесь на коробка). Обробка зверху вниз використовує рішення, прийняті на деяких етапах процесу знизу вгору, щоб пришвидшити розпізнавання об’єкта.

Після того, як інформація обробляється до певної міри, фільтр уваги вирішує, наскільки важливим є сигнал і які когнітивні процеси повинні бути доступними. Наприклад, хоча ваш мозок обробляє кожну травинку, коли ви дивитесь на своє взуття, спеціальний фільтр уваги заважає помітити їх окремо. Навпаки, ваш мозок здатний сприймати і чути ваше ім’я, навіть коли ви перебуваєте в галасливій кімнаті.

Є багато етапів обробки, і результати обробки модулюються увагою неодноразово. Однак, щоб мозок обробляв інформацію, її спочатку потрібно зберегти. Подивимось, як це робиться.

Зберігання інформації

Щоб мозок обробляв інформацію, її спочатку потрібно зберегти. Існує кілька типів пам'яті, включаючи сенсорну та короткочасну пам’ять, робочу пам’ять та довготривалу пам’ять. По-перше, інформація повинна бути закодована, і існують різні типи специфічного кодування для різних типів сенсорного введення.

Наприклад, словесне введення може бути структурно закодовано, посилаючись на те, як виглядає друковане слово; фонологічно, посилаючись на те, як звучить слово; або семантично, посилаючись на те, що означає це слово. Після того, як інформація зберігається, її потрібно зберігати. Деякі дослідження на тваринах дозволяють припустити, що робоча пам’ять зберігає інформацію близько 20 років секунд, він підтримується електричним сигналом, який проходить через певний ряд нейронів протягом короткого періоду часу. погода.

Що стосується довготривалої пам’яті, то припускають, що інформація, яку вдається закріпити в цьому магазині, зберігається в структурі певних видів білків. З усім, існує безліч моделей організації знань у мозку, одні засновані на тому, як люди отримують спогади, інші на основі обчислень та обчислень, а інші - на основі нейрофізіології.

Наприклад, семантична модель мережі стверджує, що існують вузли, що представляють поняття, і що ці вузли пов'язані на основі їх взаємозв'язку. Наприклад, у семантичній мережі слово "стілець" може бути пов'язане зі "столом", яке може бути пов'язане з "деревом" тощо. Іншою моделлю є коннекціоніст, який стверджує, що частина знання представлена ​​просто моделлю нервової активації, а не значенням.

Досі не існує загальновизнаної моделі організації знань, оскільки кожна з них має свої сильні та слабкі сторони, тому щодо цього потрібні подальші дослідження.

• Вас може зацікавити: "Типи пам'яті: як людський мозок зберігає спогади?"

Відновлення інформації

Після збереження спогади в кінцевому підсумку повинні бути отримані із сховища пам’яті. Згадувати минулі події - це не як переглядати відеозапис. Насправді це більше пов’язано з процесом відбудови того, що могло статися, на основі деталей, які мозок обрав для зберігання і зміг запам’ятати.

Пошук інформації викликається сигналом, стимулом навколишнього середовища що спонукає мозок отримати відповідну пам’ять. Докази показують, що чим кращий сигнал відновлення, тим більше шансів щось запам’ятати. Важливо зазначити, що сигнал відновлення може також спричинити неправильну реконструкцію пам'яті.

Спотворення в спогадах можуть виникати різними способами, включаючи різне формулювання запитання. Наприклад, просто запитати когось, чи чорна машина покинула місце події злочин може змусити людину пам’ятати, як бачив чорну машину під час допиту пізніше. Це послідовно спостерігалося в дослідженнях свідків судових справ, які показали, наскільки легко маніпулювати та імплантувати неправдиві спогади.

Дослідження в цій галузі також свідчать про це розум - це не просто пасивний реєстратор подійшвидше, він активно працює як для зберігання, так і для отримання інформації. Дослідження показують, що коли низка подій відбувається у випадковій послідовності, люди переставляють їх у послідовності, які мають сенс при спробі запам'ятати їх.

Тому згадування пам'яті вимагає перегляду нервових шляхів утворюється шляхом кодування пам'яті, і сила цих шляхів визначає, наскільки швидко це відбувається можна отримати. Зазначене відновлення ефективно повертає довготривалу збережену пам'ять до короткочасної або робочої пам'яті, де до нього можна отримати доступ знову, у своєрідному дзеркальному відображенні процесу кодування.

Зрештою, пам’ять зберігається назад у довготривалій пам’яті, консолідуючи та зміцнюючи її знову. Зрештою, наша система пам’яті є настільки складною, наскільки ефективною, хоча ще багато чого слід дослідити.

Бібліографічні посилання:

• Андерсон, Дж. А., & Хінтон, Г. І. (2014). Моделі обробки інформації в мозку. У паралельних моделях асоціативної пам'яті (с. 33-74). Психологія Прес.
• Кабрера Кортес, І. ДО. (2003). Обробка інформації про людину: у пошуках пояснення. амінований, 11 (6).
• Інсель, Т. Р. та Фернальд Р. Д. (2004). Як мозок обробляє соціальну інформацію: пошук соціального мозку. Анну. Преподобний Neurosci., 27, 697-722.
• Сакураї, Ю. (1999). Як клітинні збірки кодують інформацію в мозку? Огляди неврології та біо поведінки, 23 (6), 785-796.