Как человеческий мозг создает ассоциации?

Какой участок мозга автоматически связывает объекты в нашем сознании?

Многие предметы занимают определенное место в мире — это окружение (контекст), в котором они и другие сопутствующие объекты обычно находятся. Например, пожарные гидранты часто встречаются со светофорами и почтовыми ящиками на городских тротуарах, а чайники — с кружками и плитами на кухнях. Этот тип контекстных знаний помогает людям идентифицировать
окружающую среду и сформировать ожидания в отношении других объектов, с которыми они могут столкнуться.

Когда мы видим зубную щетку, машину, дерево или любой другой объект, наш мозг автоматически связывает его с теми предметами, с которыми он часто встречается. Таким образом он создает карту среды, в которой живет человек, что позволяет ориентироваться в мире и прогнозировать будущее.

С помощью машинного обучения и нейровизуализации ученые впервые количественно исследовали эти ассоциативные совпадения и установили, какой участок мозга отвечает за их формирование.

«Когда мы смотрим на холодильник, нам кажется, что мы видим только холодильник, но в этот момент наш мозг подсознательно вызывает из памяти целый ряд других предметов на кухне, в окружении которых мы часто видим холодильник», — рассказывает автор исследования Мик Боннэр (Mick Bonner), когнитивист из Университета Джона Хопкинса. — «Нам впервые удалось измерить это и установить, какой участок мозга отвечает за формирование таких ассоциаций».

В исследовании, которое состоит из двух частей, Боннер и его коллега Рассел Епштейн (Russell Epstein), профессор психологии из Пенсильванского университета, использовали базу с тысячами разножанровых фотографий, на которых обозначили все изображенные предметы. Это, в частности, были снимки домашних сцен, городской жизни или природы.

А. Экспериментальные стимулы для фМРТ. Испытуемые просматривали изображения изолированных объектов из 81 различных категорий. Для каждой категории было 10 уникальных изображений (всего 810 уникальных стимулов). На рис. показаны 10 иллюстративных стимулов для двух категорий. B. Изображения показывались на сложном текстурированном фоне, чтобы уменьшить заметность низкоуровневых функций, связанных с формой и размером объекта.

Чтобы количественно исследовать явление ассоциативных совпадений, ученые создали статистическую модель и алгоритм, который указывал на вероятность увидеть, например, ручку, если вы увидели клавиатуру. Или лодку — если вы только что посмотрели на посудомоечную машину.

После количественной оценки этих контекстных ассоциаций исследователи попытались идентифицировать участок мозга, который обрабатывает эти связи.

Для этого Боннэр и Епштейн воспользовались функциональной магнитно-резонансной томографией (фМРТ), которая позволила установить, какая область в мозге активируется, когда в нем возникают ассоциативные связи. Обнаруженный участок оказался областью зрительной коры, которая обычно отвечает за обработку пространственных сцен.

Обработка ассоциативных связей в процессе кодирования визуального и лингвистического контекста. Ответы фМРТ локализируются в различных, но перекрывающихся областях зрительной коры высокого уровня (high-level visual cortex).

«Когда вы видите самолет, эта область автоматически извлекает из памяти представление о небе или облаках. Долгое время считалось, что она обрабатывает пространственную среду. Но теперь мы знаем, что она также кодирует информацию о том, что происходит в мире»,
— рассказывает Боннэр.

Ученым уже давно известно, что люди медленнее распознают объекты вне контекста. Однако данный эксперимент впервые количественно показал, как мозг формирует ассоциации в визуальной среде и как этот контекст представлен в нем.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications
в июле 2021 года [1].

Object representations in the human brain reflect the co-occurrence statistics of vision and language
Team find brain mechanism that automatically links objects in our minds

    Как мозг описывает наш мирКак мозг реагирует на факты?
    Как мозг реагирует на роботов?Как мозг воспринимает красоту?
    Как мозг распознает знакомую музыку?

Предложить интересную новость, объявление, пресс-релиз для публикации »»»

Источник: psyfactor.org

Оставить комментарий