Kako mozak funkcioniše i organizuje sve što vidimo

Američki znanstvenici su otkrili da mozak funkcioniše tako da postavlja u red sve kategorije objekata i radnji koje vidimo. Stvorili su prvu interaktivnu kartu načina na koji mozak organizira ovo grupiranje. Do karte su istraživači došli računalnim modelom moždanih slikovnih podataka prikupljenih dok su ispitanici satima gledali filmske isječke. Rezultat su znanstvenici nazvali ‘kontinuirani semantički prostor’.

Neki odnosi između kategorija imaju više smisla (ljudi i životinje dijele isto ‘semantičko susjedstvo’), dok su drugi (hodnici i kante) manje očiti. Istraživači su otkrili da različiti ljudi dijele sličan semantički rezultat.

Kako mozak funkcioniše?

“Naše metode otvaraju vrata koja će brzo dovesti do potpunijega i detaljnijega razumijevanja organizacije mozga. Već naš internetski sustav za promatranje mozga, čini se, pruža najdetaljniji pogled dosad na vizualnu funkciju i organizaciju ljudskog mozga”, rekao je Aleksandar Huth, doktorski student u području neuroznanosti na Sveučilištu u Berkeleyju i glavni autor studije objavljene u časopisu Neuron. Ostali suautori studije su neuroznanstvenici Shinji Nishimoto, T. Vu i Jack Gallant, svi sa Sveučilišta u Kaliforniji, u Berkleyju.

Advertisements


Jasnije razumijevanje načina na koji mozak funkcioniše organiziranjem vizualnih podataka može pomoći u postavljanju medicinskih dijagnoza i liječenju poremećaja mozga. Ovi rezultati se mogu koristiti i za stvaranje sučelja mozak-stroj, osobito za sustave raspoznavanja slika. Između ostaloga, oni bi mogli poboljšati samostalne sustave u samoposlugama za prepoznavanje različitih vrsta robe.

“Naša otkrića pokazuju da bi se skenovi mozga uskoro mogli koristiti za označivanje slike koju netko gleda, a može pomoći i u osposobljavanju računala u boljem prepoznavanju slike”, rekao je Huth.

Dugo se mislilo da je svaka kategorija objekta ili radnja koju čovjek vidi – ljudi, životinje, vozila, kućanski aparati i pokreti – zastupljena u zasebnome dijelu vizualnoga korteksa. U ovome su posljednjem istraživanju znanstvenici s Berkeleyja otkrili da su ove kategorije zapravo zastupljene u vrlo visoko organiziranim kartama koje se preklapaju i koje pokrivaju čak 20% mozga, uključujući somatosenzorni i frontalni korteks.

Za obavljanje eksperimenta, aktivnost mozga petorice istraživača zabilježena je preko funkcionalne magnetske rezonancije (fMRI) dok je svaki od njih dva sata gledao filmske isječke. Tijekom skeniranja mozga mjerenje i protok krvi u tisućama lokacija diljem mozga.

Istraživači su potom koristi linearnu regresijsku analizu, koja pronalazi korelacije u podatcima, kako bi izgradili model koji pokazuje kako je svaka od 30-ak tisuća lokacija u korteksu odgovorila na svaku od 1.700 kategorija objekata i radnji koje su se vidjele u filmskim isječcima. Dalje, koristili su analizu sastavnica, statističku metodu koja može sažeti velike skupove podataka, kako bi pronašli ‘semantički prostor’ koji je bio zajednički svim ispitanicima.

Rezultati su prikazani u raznobojnim, višedimenzionalnim kartama koje pokazuju više od 1.700 vizualnih kategorija i njihove međusobne odnose. Kategorije koje aktiviraju ista područja mozga imaju slične boje. Primjerice, ljudi su zeleni, životinje su žute, vozila su ružičasta i ljubičasta, zgrade su plave.

“Koristeći semantički prostor kao alat za vizualizaciju, odmah smo vidjeli da su kategorije zastupljene u tim nevjerojatno zamršenim kartama koje pokrivaju puno više mozga nego što smo očekivali”, rekao je Huth.

karta-mozga