Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Mózg wykrywający cyfrę, twarz czy słowo nie wystarczy, byśmy naprawdę je widzieli

Recommended Posts

Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa opisali przypadek mężczyzny RFS z rzadką chorobą degeneracyjną mózgu, która doprowadziła do rozległej atrofii kory i jąder podstawy. Oprócz typowych objawów w postaci zaburzeń pamięciowych i skurczów mięśni, występowała u niego niemożność postrzegania (upośledzona świadomość wzrokowa) cyfr od 2 do 9 oraz bodźców umieszczonych w ich pobliżu. Co jednak ciekawe, mózg pacjenta wykazywał normalną reakcję neurofizjologiczną na słowa czy twarze nakładające się na cyfry. To zaś oznacza, że przetwarzanie wzrokowe może zachodzić bez pojawiania się świadomości wzrokowej bodźca.

Autorzy publikacji z pisma Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) podkreślają, że gdy RFS prezentowano cyfrę, widział tylko plątaninę linii (porównywał ją do spaghetti) i nie miał pojęcia, na co spogląda. Poza tym jego widzenie nie odbiegało od normy; potrafił, na przykład, zidentyfikować litery i inne symbole.

Zagadką dla zespołu pozostawało to, że aby tak wybiórczy deficyt był możliwy, mózg pacjenta musiałby najpierw identyfikować cyfry; wtedy problem mógłby wystąpić dla cyfr od 2 do 9 i dla niczego innego.

Kiedy RFS patrzy na cyfrę, jego mózg musi "widzieć", że to cyfra, nim mężczyzna nie będzie mógł jej zobaczyć - to prawdziwy paradoks. Podczas naszych eksperymentów próbowaliśmy zbadać, jakie procesy zachodzą poza jego świadomością - podkreśla Michael McCloskey.

Akademicy stwierdzili, że RFS nie jest także w stanie widzieć niczego umieszczonego w pobliżu lub na cyfrze. Gdy pokazano mu dużą trójkę z narysowanymi na niej skrzypcami, nie był w stanie dostrzec instrumentu. Gdy skrzypce znajdowały się w dostatecznej odległości od cyfry, widział je normalnie.

By ocenić aktywność mózgu podczas prezentacji krytycznego bodźca, zespół pod kierownictwem Teresy Schubert (byłej studentki Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, obecnie pracującej na Uniwersytecie Harvarda) i Davida Rothleina (byłego studenta UJH, obecnie pracownika VA Boston Healthcare System) prowadził eksperymenty z wykorzystaniem EEG.

Zapis sygnału EEG prowadzono w czasie, gdy RFS patrzył na cyfrę z nałożoną na nią twarzą. Zapis pokazał, że mózg wykrywał obecność twarzy, mimo że pacjent był tego kompletnie nieświadomy. W rzeczywistości reakcja mózgu była taka sama, jak wtedy, gdy prezentowano mu twarz, którą bez problemu postrzegał.

Wyniki pokazują, że mózg RFS przeprowadza złożone przetwarzanie pod nieobecność świadomości. Mózg pacjenta wykrywał twarze w cyfrach, mimo że sam pacjent tego nie wiedział - opowiada Rothlein.

W drugim eksperymencie wykorzystano nałożone na cyfry słowa. Sytuacja się powtórzyła. Choć RFS był całkowicie nieświadomy występowania wyrazów, jego mózg nie tylko wykrywał obecność słowa, ale i identyfikował, jakie to słowo [...].

Zwykle zakłada się, że świadomość wzrokowa idzie w parze z poziomem aktywności nerwowej, ale wyniki Amerykanów sugerują, że do świadomości konieczne jest dodatkowe przetwarzanie (proces ten jest zaburzony u RFS). Jeśli dodatkowy proces nie zachodzi, do zaistnienia świadomości nie wystarczy złożone przetwarzanie konieczne do wykrywania oraz identyfikowania twarzy, słów i innych bodźców wzrokowych.

Kluczem do naszego badania jest zrozumienie czegoś, co stanowi paradoks: jakim sposobem RFS postrzega cyfry - i tylko cyfry - jako spaghetti? W końcu jeśli mózg rozpoznaje cyfry, by je potem zaburzyć, powinien [też] być w stanie je rozpoznać? Odkryliśmy jednak, że mózg wykrywający cyfrę, twarz czy słowo nie wystarczy, byśmy naprawdę je widzieli.

Naukowcy ujawniają, że RFS był w przeszłości inżynierem geologiem. W chwili rozpoczęcia studium miał 60 lat. Objawy zaczął dostrzegać pod koniec 2010 r., gdy pojawiły się epizody bólu głowy, zaburzenia widzenia i zapominanie. Do sierpnia 2011 r. mężczyzna nie był już w stanie rozpoznać, nazwać czy skopiować cyfr od 2 do 9, bez względu na to, jak je zaprezentowano (np. jako 6, 466 czy A6).

Sytuacja jest dla RFS dość frustrująca... To bardzo odporny i mądry człowiek, który [...] całkiem dobrze przystosował się do swojego problemu. Niektórzy specjaliści nie traktowali go na początku poważnie, dlatego ma nadzieję, że nasze badanie pokaże ludziom, że nawet bardzo niezwykłe deficyty mają naukowe wyjaśnienie - podsumowuje Schubert.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czyli jednak "scena" istnieje i Antonio Damasio się mylił. Nie wystarczy, żeby reprezentacja wewnętrzna została pobudzona, musi najwyraźniej znaleźć się w "monitorze" scalającym.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

dlatego ma nadzieję, że nasze badanie pokaże ludziom, że nawet bardzo niezwykłe deficyty mają naukowe wyjaśnienie

Nie ma nic gorszego niż naukowe wyjaśnienia na siłę, a zwłaszcza takie które oszukują że coś wyjaśniają.

7 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Zwykle zakłada się, że świadomość wzrokowa idzie w parze z poziomem aktywności nerwowej, ale wyniki Amerykanów sugerują, że do świadomości konieczne jest dodatkowe przetwarzanie (proces ten jest zaburzony u RFS).

Takie badania mnie osłabiają. W jaki sposób identyfikują czym ma być "dodatkowe przetwarzanie"?
 

 

2 godziny temu, glande napisał:

Czyli jednak "scena" istnieje i Antonio Damasio się mylił. Nie wystarczy, żeby reprezentacja wewnętrzna została pobudzona, musi najwyraźniej znaleźć się w "monitorze" scalającym.

Jakiekolwiek przetwarzanie musi być wieloetapowe. Jak straciłem z masą funkcji prawej półkuli umiejętność rozpoznawania małych twarzy, to objawiło się to w ten sposób, że na zdjęciu wszystkie osoby wyglądały jak takie same mapety. To oznacza, że mózg musi dzielić scenę na różne obiekty a potem dynamicznie dopasowywać do nich modele neuronalne sygnałów (rekurencyjnie) które potem są używane do interpretacji tych fragmentów obrazu i dalej ... mam podejrzenie, że powstaje jeszcze dokładniejsza reprezentacja. Czyli na obraz niskiej rozdzielczości (w pewnym sensie) nakładany jest filtr wydobywający szczegóły za pomocą modeli i potem ta informacja ma kolejną reprezentację obrazową (ale mam wątpliwość czy to są naiwne "piksele"), bo nie jest żadnym problemem aby na tym podbitym obszarze wykonywać operacje w stylu porównywanie który (wyostrzony) nos jest niżej albo że czyjeś oczy są współliniowe.
To by tłumaczyło kwestie tych cyfr: mózg wykrył cyfrę i wysłał fragment do "wyostrzenia", ale obwody które to robią zahaczają o uszkodzony fragment mózgu i zwracają śmieci.
Ponieważ uświadamianie sobie obecności twarzy nigdy nie było potrzebne do istnienia tego wyostrzania twarzy (niemożliwe dla zdjęcia z setką osób) przypuszczam, że to mogą być dwa całkowicie różne obwody. Niekoniecznie niepowiązane ze sobą, bo mózg szybko złapie korelacje pomiędzy aktywnością 2 takich rejonów i szybko zaczną współpracować.
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzie kojarzą małe liczby z krótkimi odcinkami czasu, a duże z dłuższymi interwałami. Wg psychologów, sugeruje to, że oba systemy – numeryczny i czasowy – są w mózgu powiązane.
      Zespół Denise Wu z National Central University of Taiwan przeprowadził 2 eksperymenty. W pierwszym z nich ochotnicy siedzieli przed komputerem, na ekranie którego krócej niż przez sekundę wyświetlała się jakaś cyfra. Później pojawiało się słowo "TERAZ" i w tym momencie badani mieli naciskać guzik klawiatury tyle samo czasu, ile wg nich, wyświetlała się cyfra. Psycholodzy podkreślają, że związek między cyfrą a czasem był oczywisty: po ujrzeniu większej cyfry, np. 8, ludzie przytrzymywali klawisz dłużej niż po zobaczeniu mniejszej cyfry, np. 1.
      W drugim eksperymencie ludzie widzieli przez chwilę zieloną kropkę. W odpowiedzi mieli naciskać klawisz. Przyciskaniu towarzyszyło pojawienie się na ekranie liczby. Okazało się, że widząc niską liczbę, ochotnicy przytrzymywali guzik dłużej, a gdy widzieli liczbę wyższą, przytrzymywali klawisz krócej. Wu uważa, że pod wpływem mniejszej wartości badani sądzili, że nie przytrzymywali klawisza wystarczająco długo.
      Jesteśmy bardzo podekscytowani tymi odkryciami, ponieważ wpływ cyfr okazał się tak automatyczny i natychmiastowy. Wu podejrzewa, że czas i wielkość liczb mogą być przetwarzane przez te same neurony. Gdyby to była prawda, zamiast obszarów poświęconych poszczególnym miarom wykorzystywalibyśmy jeden odpowiedzialny za myślenie o rzędach wielkości. Wu zastanawia się też nad potencjalnym wpływem emocji, który ujawniałby, w jaki sposób poczucie czasu wiąże się z innymi funkcjami mózgu (nuda rozciąga czas, a dobra zabawa wydaje się przyspieszać jego upływ).
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sascha Topolinski z Uniwersytetu w Würzburgu odkrył, że wybieranie określonych numerów z klawiatury telefonów komórkowych (a zwłaszcza wysyłanie SMS-ów) wpływa na nasze stany emocjonalne. Dzieje się tak w wyniku uaktywnienia pojęć oznaczanych przez odpowiadające wystukiwanym cyfrom litery.
      Zespół stworzył listę niemieckich słów, które można wystukać na klawiaturze bez powtarzania którejkolwiek z cyfr. Przyjęto też dodatkowy warunek, że dana kombinacja cyfr przekłada się na jedno tylko słowo.
      Psycholodzy zorganizowali serię eksperymentów. W ramach pierwszego posłużyli się dwoma zestawami sekwencji cyfr. Jeden odpowiadał słowom o pozytywnym znaczeniu, np. 54323 ("liebe" – miłość) i 373863 ("freund" – przyjaciel), a drugi wyrazom o negatywnych konotacjach, np. 26478 ("angst" – strach). Ochotnikom dano aparaty telefoniczne z naklejkami zasłaniającymi odpowiadające cyfrom litery i proszono o wystukiwanie sekwencji. Po wpisaniu każdej z nich badani mieli ocenić, jak dużą przyjemność sprawiłoby im zadzwonienie pod wskazany numer. Wszyscy ochotnicy sądzili przy tym, że uczestniczą w badaniach nad ergonomią klawiatury. Przeważnie ludzie woleli dzwonić pod numery skojarzone z pozytywnymi słowami. Jednorazowe wystukanie wystarczyło, by aktywować w głowie określony koncept.
      W kolejnym eksperymencie badanych proszono o wybranie różnych numerów telefonu, Chwilę później trzeba było zidentyfikować wyświetlane na ekranie komputera słowa. Okazało się, że słowa sugerowane przez wystukany numer były rozpoznawane szybciej od wyrazów, które nie miały z nimi nic wspólnego.
      W ramach trzeciego eksperymentu badani mieli wybierać numery, które po przełożeniu na litery kojarzyły się z określonymi zawodami, np. biżuteria (jubiler) czy apartament (pośrednik handlu nieruchomościami). Po nawiązaniu połączenia z sekretarki odtwarzała się wiadomość pasująca do sugerowanej profesji bądź nie. Na końcu psycholodzy prosili ochotników o ocenę atrakcyjności firmy. Noty były niższe, jeśli występowała niezgodność między słowem odpowiadającym ciągowi cyfr i rodzajem działalności.
      Interpretując wyniki, Topolinski powołuje się na embodiment – dosłowne przetwarzanie metafor związanych z cielesnością. Językoznawcy mówią w tym kontekście o ucieleśnieniu umysłu. Odnosi się to sytuacji, kiedy np. zaciśnięcie pięści kojarzy się z siłą, a ciężki przedmiot przywodzi na myśl istotność, wagę. Niemcy wspominają o kodowaniu i wywoływaniu określonych idei przez ruchy palców ochotników (ruchy układu mięśniowego).
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Choroby przyzębia mogą zwiększać ryzyko wystąpienia zaburzeń poznawczych związanych z alzheimeryzmem. Dotyczy do zarówno osób zdrowych, jak i tych, u których już wcześniej stwierdzono demencję. Naukowcy uważają, że stan zapalny dziąseł skutkuje zapaleniem mózgu, neurodegeneracją i wreszcie chorobą Alzheimera.
      Pracami zespołu kierowała dr Angela Kamer z Uniwersytetu Nowojorskiego (NYU). Amerykanie i Duńczycy analizowali dane z 20 lat, które mogłyby wesprzeć hipotezę, że istnieje związek przyczynowo-skutkowy między chorobami przyzębia a alzheimeryzmem. Studium sugeruje, że w porównaniu do reprezentujących intelektualną normę jednostek bez lub z chorobami przyzębia o niewielkim nasileniu, osoby z bardziej zaawansowanym stanem zapalnym dziąseł znajdują się grupie podwyższonego ryzyka pogorszonego funkcjonowania poznawczego.
      Punktem wyjścia dla najnowszych badań były wyniki Kamer z 2008 r., zgodnie z którymi w osoczu pacjentów z alzheimeryzmem znajduje się znacznie więcej przeciwciał i substancji prozapalnych związanych z chorobą przyzębia. Obecnie Kamer i inni analizowali dane na temat zapalenia dziąseł i funkcjonowania poznawczego 152 osób (zarówno kobiet, jak i mężczyzn) uczestniczących w duńskim Glostrop Aging Study. Zespół skupił się na informacjach z okresu 20 lat, który kończył się w 1984 r., gdy ochotnicy mieli 70 lat.
      Psycholodzy i stomatolodzy porównywali formę intelektualną wolontariuszy w wieku 50 i 70 lat. Wykorzystywali do tego celu test dopasowania symboli do cyfr DSST (Digit Symbol Substitution Test). Jest to metoda czuła na uszkodzenie mózgu, demencję, wiek i depresję, nie wskazuje jednak (z wyjątkiem kory wzrokowej) miejsca uszkodzenia. Na początku badany zapoznaje się z listą par cyfra-symbol, np. 1/-,2/┴ ... 7/Λ,8/X,9/=. Później demonstruje mu się serię cyfr, do których należy dopasować symbole. Mierzy się, ile poprawnych odpowiedzi udzielono w wyznaczonym czasie, np. w ciągu 90 lub 120 sekund. Tego typu zadania (Kodowanie) znajdują się w skalach inteligencji Wechslera dla dzieci i dorosłych.
      Doktor Kamer ustaliła, że choroba przyzębia w wieku 70 lat mocno korelowała z gorszymi rezultatami w DSST. W porównaniu do osób ze zdrowymi dziąsłami, pacjenci dentystów 9-krotnie częściej lokowali się w dolnym zakresie wyników. Silny związek występował nadal po uwzględnieniu innych czynników predysponujących do uzyskania niewielkiej liczby punktów w teście, a więc otyłości, palenia papierosów oraz utraty zębów niezwiązanej ze stanem zapalnym dziąseł. Zaobserwowano, że efekt utrzymywał się u osób, które nie wypadły dobrze już podczas pierwszego badania w 50. r.ż.
      W przyszłości naukowcy chcą powtórzyć studium z udziałem większej i bardziej zróżnicowanej etnicznie próby.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Któż z nas nie marzy czasem o tym, by czytać w myślach? O badaczach z francuskiego ośrodka INSERM można powiedzieć, że do pewnego stopnia udało im się opanować tę sztukę. Dzięki obserwacjom z wykorzystaniem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego nauczyli się oni określać, jaką cyfrę lub liczbę kropek widzieli uczestnicy prowadzonego przez nich eksperymentu.
      Evelyn Eger, jedna z autorek doświadczenia, przyznaje, że wraz z kolegami miała wątpliwości, czy kiedykolwiek uda się odnieść sukces na tym polu. U małp neurony preferujące te czy inne wartości liczbowe są silnie wymieszane pomiędzy sobą i z neuronami reagującymi na inne przedmioty, w związku z czym wydawało się mało prawdopodobne, że dzięki funkcjonalnemu rezonansowi magnetycznemu (fMRI) (...) można by wykryć różnice we wzorach aktywności [w reakcji na różne liczby] - wspomina badaczka.
      Ostatecznie próba powiodła się. Badacze wykorzystali metodę obrazowania mózgu w rozdzielczości 1,5 mm. To niewiele, lecz trzeba pamiętać, że pojedynczy punkt na wytworzonym w ten sposób obrazie zawiera aż tysiąc neuronów. 
      Do udziału w eksperymencie zaproszono dziesięciu ochotników. Proszono ich o oglądanie różnych cyfr lub obrazów przedstawiających różne liczby kropek. Dzięki serii obserwacji z wykorzystaniem fMRI udało się ostatecznie ustalić zależności pomiędzy charakterystycznymi zmianami aktywności neuronów oraz obserwowaniem określonych obiektów. 
      Jak się okazało, sposób reagowania mózgu na graficzne symbole liczb oraz ich wizualizację za pomocą odpowiedniej liczby kropek był nieco inny. Mimo to, badaczom udało się rozkodować powstające w mózgu sygnały i "czytać w myślach" uczestników doświadczenia. Interesujące jest przy tym to, że poziom aktywności komórek nerwowych w reakcji na widok kropek był liniowy, tzn. coraz wyższy dla coraz większej liczby narysowanych punktów.
      Autorzy doświadczenia liczą, że dalsze badania w tym kierunku pozwolą na zrozumienie mechanizmów pozwalających mózgowi na prowadzenie obliczeń. Równie ciekawe będzie bez wątpienia ustalenie, w jaki sposób mózg przetwarza graficzne symbole liczb do postaci impulsów reprezentujących odpowiadające ich wartości.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzieci nie muszą znać słów oznaczających cyfry, by umieć liczyć. Zdolność ta jest bowiem zakodowana w naszych genach (Proceedings of the National Academy of Science). Jak zauważa profesor Robert Reeve z Uniwersytetu w Melbourne, przeczy to wynikom wcześniejszych badań, zgodnie z którymi maluch powinien znać nazwy liczebników, żeby mogły się rozwinąć pojęcia cyfr powyżej trzech.
      Australijczycy i Brytyjczycy badali dwie grupy aborygeńskich dzieci w wieku od 4 do 7 lat. Wszystkie pochodziły z Terytorium Północnego, ale część posługiwała się językiem warlpiri (brzdące zamieszkujące krańce pustyni Tanami), a pozostałe porozumiewały się w języku enindhilyagwa (mieszkańcy Groote Eylandt, wyspy położonej u północnych wybrzeży Australii w zatoce Karpentaria). Co ważne, i w jednym, i drugim języku istnieje bardzo mało określeń na cyfry. Ich użytkownicy znają tylko słowa "jeden", "dwa", "mało" oraz "wiele". W Melbourne zespół przetestował również 13 aborygeńskich dzieci, które mówiły po angielsku.
      Zadanie polegało m.in. na sumowaniu przypadków zetknięcia się dwóch pałeczek. W sytuacjach wymagających liczenia do 9 maluchy posługujące się warlpiri i enindhilyagwa wypadały równie dobrze, a nawet lepiej od osób anglojęzycznych. A nie znały przecież słów określających cyfry. Z naszego punktu widzenia, bardzo podstawowe umiejętności liczbowe są w jakiś sposób zakodowane w naszym genomie – uważa Reeve. Wg niego, wrodzone wyczucie matematyczne obejmuje zdolność rozpoznania i reprezentacji liczby elementów zbioru, pozwala też na zrozumienie prostego dodawania oraz odejmowania.
      Oznacza to, że umiejętności te nie opierają się na kulturze czy języku. Odkrycia australijsko-brytyjskiego zespołu pozwolą udoskonalić metody nauczania matematyki, wyjaśniają też, czemu niektórzy ludzie mają problemy z opanowaniem zasad królowej nauk.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...