Как мы понимаем, что реально, а что нет?
Заметка посвящена недавним исследованиям, связанным с концепцией мониторинга реальности. Мониторингом реальности называется способность определять источник образов или звуков, например, мы можем отличить засевшую в голове песню от играющей в наушниках. Иногда способности к мониторингу нарушены и человек не может отличить воображаемый образ от реального, например, при шизофрении. В недавнем исследовании (Dijkstra & Fleming, 2023) участникам в течение 9 проб необходимо было представлять воображаемую решетку на фоне экрана с изображением динамического шума (похожего на рябь на экране), оценивая субъективную степень ее яркости, на 10 пробе предъявлялось уже настоящее изображение ориентированной решетки, которое могло совпадать или не совпадать по наклону с воображаемой, задачей испытуемых было определить, является ли решетка на 10 пробе реальной или воображаемой. В ходе исследования было обнаружено, что при совпадении ориентации демонстрируемой на экране и воображаемой решетки, оценка реальности образа повышается, а при несовпадении — снижается. Результат свидетельствует о смешении изображений и сигналов восприятия, в результате которого пересекается «порог реальности». Этот факт позволяет говорить о разработке потенциальной модели «порога реальности», основанной на смешанных сигналах. Предполагается, что исследуя механизмы работы «порога реальности» мы станем немного ближе к пониманию того, как работает воображение и восприятие реальности в норме и патологии.
Читать полностью:
Литература:
Dijkstra, N., Fleming, S.M. Subjective signal strength distinguishes reality from imagination. Nat Commun 14, 1627 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37322-1
Почему птицы такие умные?
Когнитивные нейробиологи относят к необходимым условиям развития сложных форм познания большой объем мозга и развитый изокортекс (неокортекс у человека, составляющий около 90% коры полушарий мозга - прим. Cogito). Долгое время, основанные на исследованиях млекопитающих и других видов, эти представления оставались нерушимыми. Однако что же позволяет птицам, в первую очередь представителям врановых и попугаям, с весом мозга до 25г и не обладающим развитыми корковыми отделами, проявлять когнитивные способности, сравнимые с таковыми у человекообразных обезьян? Ответу на этот вопрос и был посвящен данный обзор. По мнению исследователей, сложное познание у птиц становится возможным благодаря следующим основным особенностям: большому количеству вставочных (ассоциативных) интернейронов в паллиуме (pallium)*, наличие области, аналогичной префронтальной коре у приматов, тесная дофаминергическая иннервация ассоциативных областей (получающих вход от сенсорных областей мозга - прим. Cogito), а также гибкая, способная динамически перестраиваться нейрональная организация рабочей памяти. Сам по себе объем мозга не оказался определяющим фактором, в отличие от плотности размещения нейронов на единицу объема коры (паллиума у птиц), что связывают с большей “вычислительной мощностью”. Предполагается, что гибкость когнитивных процессов, зависящая от сформированного опыта, у птиц во многом связана с количеством вставочных интернейронов в ассоциативных областях, связывающих сенсорные и моторные центры. Было также показано то, что большое количество нейронов паллиума* не требует большого количества энергетических ресурсов, что позволяет птицам прилагать некоторые когнитивные усилия без значительной траты ресурсов организма.
*паллиум — область мозга птиц, структурно расположенная вместо коры мозга
Читать полностью:
Мы знаем, что такое внимание!
В статье предпринята попытка предложить единую концептуальную схему для конструкта внимания. Показано, что существующее понятие внимания логически противоречиво ввиду существования различных подходов к описанию и определений. Например, существуют определения внимания как процесса и как механизма обработки информации, а также как ограниченного ресурса, но очевидно, что механизм или ресурс описывают различные сущности. Далее приводится формальное описание процессов внимания, которая включает в себя несколько элементов: 1) субъект, которому приписывается внимание, 2) объект, на который направлено внимание, 3) тип внимания, применяемый в зависимости от двух предыдущих переменных. Среди многообразия определений внимания, автор обращается к определению У.Джеймса, в котором внимание рассматривается как механизм выбора цели для организации поведения. Так, по мнению автора, именно эта общая концепция используется в экспериментальных парадигмах, позволяя на базе эмпирического определения подойти к единой теории внимания. Отмечается, что в случаях, когда внимание рассматривается как объект исследования (explanandum), необходимо отказаться от использования его или отдельных свойств в качестве объясняющих факторов (explanans). В конце статьи высказывается мысль о том, что в отношении концепций внимания не стоит демонстрировать лишнего скептицизма, ведь каждый «знает, что такое внимание» и многие исследователи, сами того не зная, используют «общую концепцию».
Читать полностью:
Когнитивная и физическая усталость: динамика
Если вы чувствуете усталость – помните, что вы не один! В заметке поднимается важная проблема возрастания уровня когнитивной усталости в текущее время и, как предполагается, в последующее десятилетие. Несмотря на широкую распространенность, когнитивная усталость до сих пор плохо изучена. Одной из актуальных гипотез является гипотеза адаптивного сигнала, согласно которой, когнитивная усталость является сигналом к смене текущей деятельности или отдыху. Однако, несмотря на 120 лет исследований, до сих пор не существует зрелой теории происхождения когнитивной усталости. Автор предлагает недавнюю статью Мэтьюз и др, где сравнивается динамика когнитивной и физической усталости и предлагается вычислительная модель этих процессов (Matthews et al., 2023). Исследование продемонстрировало, что в динамике когнитивной и физической усталости существует два аспекта: восстанавливаемый ресурс и невосстанавливаемый (который растет со временем, но не уменьшается в периоды отдыха). Ранее этот результат был получен в отношении физической усталости, а для когнитивной усталости является новым. Еще одной новой идеей является то, что при возникновении ошибок и безуспешного выполнения когнитивных задач когнитивная усталость повышается.
Читать полностью:
Литература: Matthews, Julian, et al. "Computational mechanisms underlying the dynamics of physical and cognitive fatigue." Cognition 240 (2023): 105603.
Генеративная модель конструирования и консолидации памяти
Авторы статьи предлагают вычислительную модель для изучения процессов кодирования, формирования схем, реконструкции воспоминаний при извлечении и консолидации памяти. Они предполагают, что первичное кодирование происходит в гиппокампальной формации (hippocampal formation), однако консолидация памяти требует более сложных процессов сжатия и кодирования информации на основе глубокого обучения, распространяясь к другим областям мозга, в основном, к коре. Со временем, уже сформировавшаяся семантическая память оказывается менее зависимой от связей с гиппокампом, что обуславливает ее сохранность в случае его повреждения. В отличие от эпизодической памяти, которая участвует в порождении ярких и детальных воспоминаний. Нейрональная основа эпизодической памяти также во многом пересекается с обеспечением процессов воображения, представления и прогнозирования будущего, что предполагает схожий механизм порождения образов с ранее описанным для пространственного воображения. Извлечение из памяти задействует получившиеся в процессе кодирования схемы, в результате чего воспоминания скорее конструируются, чем извлекаются подобно копии запечатленной информации. Например, в процессе консолидации возможно изменение воспоминания в пользу более общих и привычных репрезентаций. В связи с этим, подходящим способом объяснения являются генеративные модели искусственного интеллекта (которые позволяют отразить процессы кодирования на входе, сжатия информации на основе извлеченных закономерностей в латентных переменных и последующего восстановления образа или же генерации нового).
Читать полностью: https://www.nature.com/articles/s41562-023-01799-z
