Otak memprediksi tindakan: Memikirkan kembali kognisi dalam interaksi sosial

ringkasan: Para peneliti telah menemukan bahwa otak kita lebih bergantung pada prediksi internal dibandingkan masukan sensorik ketika mengamati tindakan orang lain.

Studi perintis ini menantang pandangan klasik bahwa persepsi visual terutama mendorong pemahaman terhadap tindakan orang lain. Dengan menganalisis aktivitas otak pasien epilepsi sambil mengamati gerakan, peneliti menemukan bahwa otak lebih memilih prediksi dari sistem motorik kita dibandingkan sinyal visual langsung, terutama dalam urutan yang dapat diprediksi.

Pemahaman ini mengungkap sifat prediktif otak, yang membentuk persepsi kita dari dalam.

Fakta-fakta kunci:

1. Studi tersebut menunjukkan bahwa otak lebih mengandalkan prediksi internal dibandingkan masukan visual langsung ketika mengamati tindakan dalam urutan yang dapat diprediksi.
2. Para peneliti telah menggunakan EEG intrakranial pada pasien epilepsi untuk mencapai akurasi tinggi dalam mengukur aktivitas otak.
3. Hasilnya menunjukkan pergeseran aliran informasi dari area motorik ke area visual di otak, menunjukkan adanya proses persepsi prediktif dibandingkan proses persepsi reaktif.

sumber: Menjadi

Ketika kita terlibat dalam interaksi sosial, seperti berjabat tangan atau bercakap-cakap, pengamatan kita terhadap tindakan orang lain sangatlah penting. Tapi apa sebenarnya yang terjadi di otak kita selama proses ini: bagaimana area otak yang berbeda berkomunikasi satu sama lain?

Para peneliti di Institut Ilmu Saraf Belanda menawarkan jawaban yang menarik: Persepsi kita terhadap apa yang dilakukan orang lain lebih bergantung pada apa yang kita perkirakan akan terjadi dibandingkan yang kita perkirakan sebelumnya.

Selama beberapa waktu, para peneliti telah mencoba memahami bagaimana otak kita memproses tindakan orang lain. Misalnya, diketahui bahwa melihat seseorang melakukan suatu tindakan mengaktifkan area otak yang serupa dibandingkan saat kita sendiri yang melakukan tindakan tersebut.

Orang-orang berhipotesis bahwa area otak ini diaktifkan dalam urutan tertentu: melihat apa yang dilakukan orang lain terlebih dahulu mengaktifkan area visual otak, dan kemudian area parietal dan motorik yang biasanya kita gunakan untuk melakukan tindakan serupa.

Para ilmuwan percaya bahwa aliran informasi, dari mata hingga tindakan kita, inilah yang membuat kita memahami apa yang dilakukan orang lain. Keyakinan ini didasarkan pada pengukuran aktivitas otak manusia dan kera saat mengamati gerakan sederhana, seperti mengambil pisau, yang disajikan terpisah di laboratorium.

Faktanya, tindakan biasanya tidak terjadi secara terpisah, tiba-tiba: tindakan mengikuti urutan yang dapat diprediksi dengan tujuan akhir, misalnya membuat sarapan. Bagaimana otak kita menyikapi hal ini?

Zhao Chen, Frederic Michon dan rekan-rekan mereka, yang dipimpin oleh Christian Keysers dan Valeria Gazzola, memberi kita jawaban yang menarik: Jika kita mengamati tindakan dalam urutan yang bermakna, otak kita semakin mengabaikan apa yang terlihat di mata kita, dan lebih mengandalkan apa yang muncul di mata kita. mata. Prediksi Apa Dia seharusnya Itu akan terjadi selanjutnya, berasal dari sistem motorik kita.

“Apa yang kita lakukan selanjutnya akan menjadi apa yang dilihat oleh otak kita,” rangkum Christian Keysers, salah satu penulis senior studi tersebut dan direktur Laboratorium Otak Sosial di institut tersebut.

Untuk mencapai kesimpulan yang berlawanan dengan intuisi ini, tim, bekerja sama dengan Jichi Medical University di Jepang, memiliki kesempatan unik untuk mengukur aktivitas otak langsung dari otak pasien epilepsi yang berpartisipasi dalam penelitian EEG intrakranial untuk tujuan medis.

Pemeriksaan ini melibatkan pengukuran aktivitas listrik otak menggunakan elektroda yang tidak terletak di tengkorak, melainkan di bawahnya.

Kesempatan unik

Keunggulan teknologi ini adalah satu-satunya teknologi yang memungkinkan pengukuran langsung aktivitas listrik yang digunakan otak untuk bekerja. Secara klinis, ini digunakan sebagai langkah terakhir bagi pasien dengan epilepsi yang resistan terhadap obat, karena dapat mengidentifikasi sumber epilepsi secara pasti.

Namun sementara tim medis menunggu serangan epilepsi terjadi, pasien-pasien ini mempunyai periode di mana mereka harus tetap berada di rumah sakit dan tidak melakukan apa pun selain menunggu – para peneliti menggunakan periode ini sebagai kesempatan untuk mencapai puncak fungsi otak. Dengan akurasi temporal dan spasial yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Selama percobaan, peserta melakukan tugas sederhana: mereka menonton video di mana seseorang melakukan berbagai tindakan sehari-hari, seperti menyiapkan sarapan atau melipat baju. Selama periode tersebut, aktivitas listrik otak dapat diukur dengan elektroda yang ditanamkan di seluruh area otak yang terlibat dalam pemantauan gerakan untuk memeriksa cara mereka berbicara satu sama lain.

Dua kondisi berbeda diuji, yang menghasilkan aktivitas otak berbeda selama menonton. Dalam salah satu klip ini, video ditampilkan – seperti yang biasa kita lihat setiap pagi – dalam urutan normal: Anda melihat seseorang mengambil sepotong roti, lalu pisau, lalu memotong roti gulung, lalu menyendok mentega, dan seterusnya. pada; Dalam kondisi lain, kata kerja individu ini disusun ulang menjadi urutan acak.

Orang-orang melihat tindakan yang sama persis dalam kedua kasus tersebut, namun hanya dalam tatanan alami otak mereka dapat memanfaatkan pengetahuan mereka tentang bagaimana sepotong roti diminyaki untuk memprediksi tindakan selanjutnya.

Aliran informasi yang berbeda

Dengan menggunakan analisis mutakhir yang bekerja sama dengan Pascal Fries dari Ernst Strungmann Institute (ESI) di Jerman, tim dapat mengungkap bahwa ketika peserta melihat urutan yang berubah dan tidak terduga, otak sebenarnya mendapat aliran informasi yang dikirimkan dari otak. area otak visual, yang diperkirakan menggambarkan apa yang dilihat mata, hingga area parietal dan motorik, yang juga mengontrol tindakan kita – seperti yang diperkirakan model klasik. Namun ketika peserta bisa menyaksikan rangkaian alam, aktivitasnya berubah drastis.

“Sekarang, informasi sebenarnya mengalir dari area premotor, yang mengatur cara membuat sarapan, hingga ke korteks parietal, dan menekan aktivitas di korteks visual,” jelas Valeria Gazzola.

“Seolah-olah mereka berhenti untuk melihat dengan mata kepala sendiri dan mulai melihat apa yang akan mereka lakukan dengan diri mereka sendiri.”

Penemuan mereka adalah bagian dari kesadaran yang lebih luas dalam komunitas ilmu saraf bahwa otak kita tidak hanya bereaksi terhadap apa yang masuk melalui indera kita. Sebaliknya, kita memiliki pikiran prediktif yang terus-menerus memprediksi apa yang akan terjadi selanjutnya. Masukan sensorik yang diharapkan kemudian ditekan. Kita melihat dunia dari dalam ke luar, bukan dari luar ke dalam.

Tentu saja, jika apa yang kita lihat melanggar ekspektasi kita, penindasan yang didorong oleh ekspektasi akan gagal, dan kita menjadi sadar akan apa yang sebenarnya kita lihat, bukan apa yang diharapkan untuk kita lihat.

Tentang berita penelitian ilmu saraf ini

pengarang: Ellen Feenstra
sumber: Menjadi
komunikasi: Ellen Feenstra – TAHU
gambar: Gambar dikreditkan ke Berita Neuroscience

Pencarian asli: Akses terbuka.
“Kemampuan untuk memprediksi perubahan arus informasi selama observasi tindakan dalam aktivitas elektrokortikografi manusia“Oleh Christian Keysers dkk. Laporan sel

ringkasan

Kemampuan untuk memprediksi perubahan arus informasi selama observasi tindakan dalam aktivitas elektrokortikografi manusia

Highlight

• iEEG dapat melacak arah aliran informasi sambil menampilkan rangkaian tindakan alami
• Menanamkan tindakan dalam urutan yang dapat diprediksi meningkatkan aliran informasi beta-motorik → parietal
• Proyeksi yang dihasilkan menekan aktivitas gamma broadband di korteks oksipital
• Ini mendukung gagasan pengkodean prediktif dalam jaringan pemantauan tindakan

ringkasan

Jaringan observasi tindakan (AON) telah dipelajari secara ekstensif dengan menggunakan tindakan motorik pendek dan terisolasi. Bagaimana aktivitas dalam jaringan berubah ketika tindakan-tindakan yang terisolasi ini diintegrasikan ke dalam rangkaian tindakan yang bermakna masih kurang dipahami.

Di sini kami menggunakan elektrokortikografi intrakranial untuk menggambarkan bagaimana pertukaran informasi di seluruh node utama di AON—korteks precentral, supramarginal, dan visual—dipengaruhi oleh modulasi tersebut dan menghasilkan prediktabilitas.

Kami menemukan osilasi top-down yang lebih empiris dari kontak precentral ke kontak supramarginal sambil mengamati tindakan yang dapat diprediksi dalam urutan yang bermakna dibandingkan dengan tindakan yang sama dalam urutan yang acak, dan oleh karena itu kurang dapat diprediksi.

Selain itu, kami menemukan bahwa ekspektasi yang dimungkinkan oleh modulasi mengarah pada penekanan respons visual bottom-up dalam rentang gamma tinggi di area visual.

Temuan ini, konsisten dengan pengkodean prediktif, menunjukkan bagaimana node AON mengintegrasikan informasi untuk memproses tindakan orang lain.