Люди полагаются на свои чувства при восприятии мира, самих себя и друг друга. Несмотря на то, что чувства являются единственным окном во внешний мир, люди редко задаются вопросом, насколько точно они представляют внешнюю физическую реальность. В течение последних 20 лет исследования в области нейробиологии показали, что кора головного мозга постоянно генерирует прогнозы о том, что произойдет дальше, и что нейроны, отвечающие за сенсорную обработку, только кодируют разницу между нашими прогнозами и реальной реальностью.
Команда нейробиологов Дрезденского технического университета во главе с профессором доктором. Катарина фон Кригштейн представляет новые открытия, которые показывают, что не только кора головного мозга, но и весь слуховой путь воспроизводят звуки в соответствии с предыдущими ожиданиями.
Для своего исследования команда использовала функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для измерения реакции мозга 19 участников, когда они слушали последовательности звуков. Участникам было предложено определить, какой из звуков в последовательности отличается от других. Затем ожиданиями участников манипулировали, чтобы они ожидали отклоняющегося звука в определенных позициях последовательностей. Нейробиологи изучили ответы, вызываемые девиантными звуками в двух основных ядрах подкорковых путей, ответственных за обработку слуха: нижнем бугорке и медиальном коленчатом теле. Хотя участники распознавали девиант быстрее, когда его помещали в места, где они ожидали, подкорковые ядра кодировали звуки только тогда, когда они были размещены в неожиданных положениях.
Эти результаты могут быть лучше всего интерпретированы в контексте прогнозирующего кодирования, общей теории сенсорной обработки, которая описывает восприятие как процесс проверки гипотез. Прогнозирующее кодирование предполагает, что мозг постоянно генерирует предсказания о том, как будет выглядеть, звучать, ощущаться и пахнуть физический мир в следующий момент, и что нейроны, отвечающие за обработку наших чувств, экономят ресурсы, представляя только различия между этими предсказаниями и реальный физический мир.
Доктор. Алехандро Табас, первый автор публикации, говорит о результатах: "Наши субъективные представления о физическом мире имеют решающее значение для того, как мы воспринимаем реальность. Десятилетия исследований в области нейробиологии уже показали, что кора головного мозга, часть мозга, наиболее развитая у людей и обезьян, сканирует сенсорный мир, сравнивая эти убеждения с реальной сенсорной информацией. Мы показали, что этот процесс также влияет на самые примитивные и эволюционно консервативные части мозга. Все, что мы воспринимаем, может быть глубоко загрязнено нашими субъективными представлениями о физическом мире."
Эти новые результаты открывают новые пути для нейробиологов, изучающих сенсорную обработку человека в подкорковых путях. Возможно, из-за аксиоматической веры в то, что субъективность присуща человеку по своей природе, и из-за того факта, что кора головного мозга является основной точкой расхождения между мозгом человека и других млекопитающих, мало внимания ранее уделялось той роли, которую субъективные убеждения могут играть в подкорковых органах восприятия. представления.
Учитывая важность прогнозов в повседневной жизни, нарушение того, как ожидания передаются на подкорковые пути, может иметь серьезные последствия для познания. Дислексия развития, наиболее распространенное нарушение обучения, уже была связана с измененными реакциями в подкорковых слуховых путях и с трудностями при использовании закономерностей стимулов в слуховом восприятии. Новые результаты могут дать единое объяснение того, почему люди с дислексией испытывают трудности с восприятием речи, и предоставить клиническим нейробиологам новый набор гипотез о происхождении других нервных расстройств, связанных с обработкой сенсорной информации.