Tako vaš mozak predviđa buduće događaje
Mozak uči kako iz uzoraka predvidjeti buduće pojave. Taj se proces naziva „anticipativno vrijeme“ i omogućuje nam uspješnu interakciju sa svijetom oko nas. Kako radi?
Vremensko predviđanje dijelom je ono što nam omogućuje donošenje najprikladnijih odluka u vrlo dinamičnom svijetu.
Ali na što se oslanja ovaj proces?
Novo istraživanje koje su proveli istraživači sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, objašnjava da, u predviđanju pojave, ljudski mozak računa na dva različita sustava.
"Bilo da se radi o sportu, glazbi, govoru ili čak dodjeli pozornosti, naša studija sugerira da vrijeme nije jedinstveni proces, već da postoje dva različita načina na koja vršimo vremenska predviđanja i koja ovise o različitim dijelovima mozga", kaže Lead autor studije Assaf Breska, postdoktorski istraživač u neuroznanosti.
"Zajedno", navodi viši autor studije prof. Richard Ivry, "ovi moždani sustavi omogućuju nam ne samo postojanje u trenutku, već i aktivno predviđanje budućnosti."
Istraživači su otkrili da jedan sustav omogućuje predviđanje budućih pojava na temelju naših prošlih iskustava, dok se drugi sustav temelji na identificiranju ritmičkih obrazaca.
Kako, međutim, funkcioniraju ova dva sustava? Da li „udaraju“ u različito vrijeme, ovisno o kontekstu na koji trebamo odgovoriti?
Odgovor na ovo pitanje, vjeruju autori studije, također bi nam mogao pomoći da bolje razumijemo kako mozak radi u različitim neurodegenerativnim uvjetima.
To bi pak omogućilo stručnjacima da smisle bolje strategije za brigu o ljudima koji žive u takvom stanju.
Regija mozga sa zadatkom 'vremena'
U nedavnoj studiji - čiji se nalazi sada pojavljuju u časopisu PNAS - znanstvenici su radili s ljudima s Parkinsonovom bolesti ili cerebelarnom degeneracijom.
Oba ova stanja karakteriziraju problemi s koordinacijom i ravnotežom, iako izgleda da utječu na različita područja mozga.
Dok Parkinsonova bolest utječe na živčane putove u bazalnim ganglijima, što je područje ugrađeno duboko unutar moždane kore, u cerebelarnoj degeneraciji, živčane stanice u malom mozgu progresivno umiru.
Istraživači su uspoređivali načine na koje su ljudi sa svim bolestima koristili vremenske znakove da bi odgovorili na različite testove.
Svi sudionici studije reagirali su na dva različita slijeda kvadrata u boji koji su bljeskali na zaslonu računala. U prvoj su vježbi kvadrati u boji naslijedili jedni druge ravnomjernim ritmičkim tempom.
U drugoj su vježbi kvadrati u boji uspijevali jedan drugom u drugačijem obrascu koji nije slijedio isti postojani ritam.
Tijekom ovih testova istraživači su primijetili da su sudionici s Parkinsonovom bolesti imali bolji učinak na vježbama složenog uzorka, dok su oni s degeneracijom cerebela bolje reagirali na test ritmičke sukcesije.
"Pokazujemo da su pacijenti s cerebelarnom degeneracijom oslabljeni u korištenju neritmičnih vremenskih znakova, dok su pacijenti s bazalnom degeneracijom ganglija povezani s Parkinsonovom bolešću oslabljeni u korištenju ritmičkih znakova", kaže prof. Ivry.
Ova otkrića omogućila su timu da utvrdi koja su područja mozga povezana s kojim sustavom predviđanja vremena. Autori su zaključili da ritmičko vrijeme odgovara bazalnim ganglijima, dok intervalno vrijeme - temeljeno na sjećanjima na prethodno iskustvo - odgovara malom mozgu.
Kliničke implikacije
Važno je, dodaju istraživači, da ovo dovodi u pitanje prethodne teorije koje sugeriraju da je predviđanje vremena rezultat monolitnog sustava.
"Naši rezultati sugeriraju barem dva različita načina na koja je mozak evoluirao kako bi predvidio budućnost", objašnjava Breska.
„Sustav zasnovan na ritmu osjetljiv je na periodične događaje u svijetu koji su svojstveni govoru i glazbi. A intervalni sustav pruža općenitiju anticipacijsku sposobnost, osjetljivu na vremenske pravilnosti, čak i u odsustvu ritmičkog signala. "
Assaf Breska
Također, dodaju autori, studija sugerira da bi se, ako jedan od ova dva sustava prestane ispravno raditi, mozak možda mogao oslanjati na drugi za predviđanje vremena. To može imati važne implikacije na način na koji stručnjaci vode brigu o osobama s Parkinsonovom bolešću ili cerebelarnom degeneracijom.
„Naše istraživanje identificira ne samo anticipativni kontekst u kojem su ovi neurološki bolesnici oslabljeni, već i kontekst u kojem nemaju poteškoća, sugerirajući da bismo mogli modificirati njihovo okruženje kako bismo im olakšali interakciju sa svijetom suočeni sa njihovim simptomima ", Napominje Breska.
Istraživači vjeruju da bi neki načini pomoći ljudima u suočavanju s oštećenjem jednog od dva "vremenska" sustava u mozgu mogli uključivati aplikacije i računalne igre dizajnirane za treniranje mozga, kao i tehnike duboke stimulacije mozga.
