Jak sceny z życia kształtują świadomość i tworzą wspomnienia

Życie składa się z serii małych wydarzeń: parzenia porannej kawy, wypuszczania psa, otwierania laptopa, wpuszczania psa z powrotem. Wszystkie te wydarzenia składają się na cały dzień. Nasze mózgi nieustannie obserwują i przetwarzają wydarzenia, które składają się na nasze codzienne życie, mówi Jeff Zacks, profesor Edgar James Swift Chair in Arts and Sciences na University of Washington oraz kierownik Department of Psychological and Neurobiological Sciences.

„Zrozumienie, gdzie wydarzenia się zaczynają i gdzie kończą, jest kluczowe dla zrozumienia świata” – powiedział Zacks.

W dwóch nowych artykułach Zacks i inni badacze z Wydziału Sztuk Pięknych i Nauk Ścisłych oraz Szkoły Inżynierii McKelveya analizują ten kluczowy proces poznawczy człowieka.

Zacks przeprowadził badanie, w którym modele komputerowe zostały wyszkolone do oglądania ponad 25 godzin nagrań wideo ludzi wykonujących proste, codzienne czynności, takie jak sprzątanie kuchni lub gotowanie, a następnie przewidywania, co wydarzy się dalej. Badanie przyniosło zaskakujące odkrycie: modele komputerowe były najdokładniejsze, gdy reagowały na niepewność. Gdy model był szczególnie niepewny, co wydarzy się dalej, resetował swoje ustawienia i ponownie oceniał scenę, co poprawiło jego ogólne zrozumienie.

Współautorami badania, opublikowanego w czasopiśmie PNAS Nexus, są Thanh Nguyen, student studiów podyplomowych w Zachs Dynamic Cognition Lab; Matt Bezdek, starszy naukowiec w laboratorium; Aaron Bobick, profesor i dziekan McKelvey School of Engineering; Todd Braver, profesor William R. Stakenberg Professor of Human Values and Moral Development; oraz Samuel Gershman, neurobiolog z Harvardu.

Zacks wcześniej wysunął teorię, że ludzki mózg jest szczególnie wrażliwy na małe niespodzianki, które wypełniają nasze życie. Zasugerował, że ludzie przeceniają scenę, gdy rejestrują coś nieoczekiwanego, zjawisko znane jako „błąd predykcji”. Jednak odkrycie, że udany model komputerowy zwracał większą uwagę na niepewność niż na błędy predykcji, podważyło tę teorię.

„Zajmujemy się nauką” – powiedział Zacks. „Rewidujemy teorie, gdy konfrontujemy się z nowymi danymi”.

Niespodzianki są nadal ważne i nie ma potrzeby całkowitego porzucania koncepcji błędu predykcji, powiedział Nguyen. „Zaczynamy myśleć, że mózg używa obu mechanizmów”, powiedział. „Nie chodzi o wybór jednego z nich. Każdy model może wnieść unikalny wkład do naszego zrozumienia ludzkiego poznania”.

Rola pamięci w przetwarzaniu zdarzeń

Maverick Smith, naukowiec badawczy w Dynamic Cognition Lab, bada również związek między rozumieniem zdarzeń a pamięcią. Współpracując z Heather Bailey, byłą stypendystką podoktorską WashU, która jest obecnie adiunktem na Kansas State University, Smith była współautorką artykułu przeglądowego w Nature Reviews Psychology, gromadząc coraz więcej dowodów na to, że pamięć długotrwała jest ściśle związana ze zdolnością logicznego i dokładnego określania, gdzie jedno zdarzenie się kończy, a drugie zaczyna.

„Istnieje wiele indywidualnych różnic w zdolności do identyfikowania początku i końca zdarzeń, a różnice te mogą silnie przewidywać, jak dobrze ludzie pamiętają zdarzenia później” — powiedział Smith. „Mamy nadzieję opracować interwencję, która może poprawić pamięć, pomagając ludziom lepiej segmentować zdarzenia”.

Wpływ wieku na percepcję zdarzeń

Podobnie jak Zacks, Smith opiera się na klipach wideo, aby lepiej zrozumieć, jak mózg przetwarza zdarzenia. Zamiast gotowania lub sprzątania, jego filmy pokazują osobę robiącą zakupy w sklepie, ustawiającą drukarkę lub wykonującą inne przyziemne zadania. W różnych eksperymentach widzowie naciskają przyciski, gdy uważają, że zdarzenie się zaczyna lub kończy. Następnie Smith testuje pamięć uczestników na temat filmu za pomocą serii pytań pisemnych.

Smith odkrył, że starsi ludzie mają większe trudności z przetwarzaniem wydarzeń, co może odgrywać rolę w pogarszaniu się pamięci związanej z wiekiem. „Może istnieć sposób na interwencję, która pomoże im lepiej pamiętać wydarzenia w ich życiu” – powiedział.

Dalsze badania

Zacks, Nguyen, Smith i inni członkowie Wydziału Nauk Psychologicznych i Neurobiologicznych mają ambitne plany dalszego badania zdolności mózgu do przetwarzania i zapamiętywania zdarzeń. Zespół Zacksa pracuje nad wykorzystaniem fMRI do śledzenia reakcji 45 uczestników na filmy z codziennymi wydarzeniami w czasie rzeczywistym. „Badamy rzeczywiste procesy neurodynamiczne tych funkcji poznawczych” — powiedział Zacks.

Inne badanie śledzi ruchy oczu, dostarczając nowych spostrzeżeń na temat tego, jak postrzegamy świat. „Kiedy ludzie oglądają codzienne czynności, spędzają dużo czasu, obserwując czyjeś ręce” – wyjaśnił Zacks.

Smith obecnie wykorzystuje eksperymenty oparte na wideo, aby sprawdzić, czy może poprawić pamięć uczestników badania — w tym osób starszych i osób z chorobą Alzheimera — ułatwiając identyfikację granic między zdarzeniami. Ostatecznie chciałby zrozumieć, w jaki sposób obserwacje zdarzeń są przechowywane i utrzymywane w pamięci długoterminowej.

„Niektórzy ludzie są wyraźnie lepsi od innych w segmentowaniu zdarzeń na znaczące fragmenty” – powiedział Smith. „Czy możemy udoskonalić tę umiejętność i czy doprowadzi to do lepszej pamięci? To pytania, na które wciąż próbujemy odpowiedzieć”.