Исследователи добавили новый фрагмент к головоломке: как мозг избирательно усиливает те различия, которые имеют наибольшее значение из непрерывного каскада изображений, звуков и других сенсорных данных. Будь то злобное лицо среди улыбающихся или безошибочный звук, когда супруга зовет человека по имени, такое «категориальное восприятие» является центральным для сенсорной функции.
В частности, Раджив Райзада и Рассел Полдрак сообщают об идентификации области мозга, которая выборочно усиливает поведенчески значимые звуки речи. Они также подчеркнули, что их экспериментальный подход представляет собой полезный прогресс, поскольку он не только определяет активность мозга, связанную с данной задачей, но и определяет тип вычислений, которые мозг выполняет во время выполнения задачи.
Исследователи сообщили о своих выводах в выпуске журнала Neuron от 21 ноября 2007 г., опубликованного Cell Press.
В своих экспериментах исследователи использовали набор из десяти синтезированных компьютером звуков речи, которые представляли собой континуум от звука «ба» до звука «да».Они обозначили их по шкале от 1 до 10, причем первое было чистым «ба», а второе – чистым «да».”
Сначала исследователи проиграли добровольцам разные пары двух звуков, например 4 и 7, и попросили их указать, какие пары они выделяют как отличающиеся друг от друга.
Затем они воспроизводили те же самые пары звуков для испытуемых, поскольку их мозг сканировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Этот широко используемый метод включает использование безвредных радиоволн и магнитных полей для измерения кровотока в областях мозга, который отражает активность.
Путем поиска областей мозга, отчетливо активируемых во время пар звуков, которые субъекты воспринимали как разные, исследователи могли точно определить любую область мозга, участвующую в избирательном усилении категориального восприятия.
Сканирование с помощью фМРТ выявило область сенсорной обработки головного мозга, известную как левая надмаргинальная извилина, в качестве отличительной категориальной области обработки. Эта область активировалась, когда испытуемые слышали звуковые пары, которые, как они ранее сообщали, воспринимались как разные. Напротив, левая надмаргинальная извилина не реагировала в значительной степени на звуковые пары, которые испытуемые воспринимали как одинаковые, обнаружили исследователи.
Более того, как выяснили исследователи, слуховые области нижнего уровня мозга или другие области обработки речи существенно не реагируют на характерные звуковые пары.
Исследователи писали, что «ключевой аспект предлагаемого здесь метода, который особенно важен для категориального восприятия, заключается в том, что мы искали не просто нейронное усиление как таковое, но, в частности, избирательное усиление. Таким образом, такая область, как левая надмаргинальная извилина, не только усиливала различия между фонетическими стимулами, но, более того, она конкретно усиливала только различия, которые соответствовали пересечению границ категории восприятия каждого субъекта.
«То, как мозг выборочно усиливает различия стимулов, может помочь выявить, как структурированы его представления о мире», – писали они. «Можно сказать, что такое усиление участвует в нейронном представлении, а не является просто случайной активностью, только если оно связано с восприятием и поведением … При совместном использовании эти инструменты могут помочь определить, когда мозг видит мир в оттенках серого, а когда – в черно-белом.”
Источник: Cell Press