Bagaimana otak memilih rangsangan visual

Aktiviti elektrik otak manusia boleh dibahagikan kepada julat frekuensi yang berbeza. Gelombang gamma yang dikaji yang agak sedikit, sebagai contoh, dikesan dalam fungsi otak yang lebih tinggi dan mungkin juga memainkan peranan apabila kawasan otak yang berbeza disegerakkan. Menurut hipotesis "Attention Gamma", ia juga berlaku apabila rangsangan dipilih daripada pelbagai rangsangan visual.

Oleh itu, otak pada mulanya bertindak balas pada tahap tidak sedarkan diri dengan gelombang otak ini kepada isyarat terpilih yang menarik perhatian dan oleh itu diproses dengan lebih cekap. Kajian antarabangsa di mana penyelidik LMU juga memainkan peranan penting kini telah menunjukkan bahawa aktiviti gamma luaran sebenarnya boleh memendekkan masa tindak balas kepada isyarat. "Jika lokasi rangsangan yang diingini didahului oleh kelipan 50 Hertz, subjek ujian bertindak balas dengan lebih cepat, " lapor Dr. Frank Bauer, salah seorang daripada dua pengarang pertama karya itu. "Kelipan ini tidak dapat dilihat secara sedar, tetapi ia berada di kawasan jalur gamma dan mungkin mencetuskan arus frekuensi tinggi di dalam otak - yang kemudiannya mengarahkan perhatian ke lokasi ini dalam medan visual." (PNAS Edisi Awal, 5 Januari 2009)

Aktiviti elektrik neuron dalam otak manusia boleh dikesan sebagai turun naik voltan pada permukaan kepala. Bergantung pada kekerapan - iaitu bilangan isyarat neuron sesaat - gelombang otak ini jatuh ke kawasan yang berbeza yang merupakan ciri fasa kehidupan dan keadaan kesedaran tertentu. Gelombang alfa sekitar sepuluh hertz menunjukkan kewaspadaan santai, manakala gelombang delta hanya beberapa hertz adalah tipikal otak kanak-kanak - atau orang dewasa dalam tidur nyenyak.

Beberapa tahun yang lalu, sebagai tambahan kepada julat frekuensi ini dan lain-lain, gelombang gamma ditemui, yang fungsinya masih belum dihuraikan sepenuhnya. Apa yang pasti ialah gelombang otak frekuensi tinggi dalam julat 40 hingga 70 hertz ini berlaku dalam fungsi otak yang kompleks - dan boleh membantu kita mencari jarum dalam timbunan jerami. Dalam istilah saintifik saraf, salah satu soalan yang menarik ialah proses dalam otak apabila hanya isyarat visual individu akan diproses secara selektif dan cepat dengan kehadiran pelbagai rangsangan lain.

Menurut hipotesis "Attention Gamma" yang baru-baru ini dirumuskan, perhatian dimediasi oleh penyegerakan neuron dalam julat gamma. Sehubungan itu, memberi perhatian mencetuskan gelombang gamma dalam otak, yang membolehkan pemprosesan isyarat keutamaan. Dalam kajian ini, para penyelidik cuba mencetuskan aktiviti gamma dalam otak subjek dari luar untuk menguji kesan gelombang otak ini pada masa tindak balas peserta.

"Subjek ujian sepatutnya menemui rangsangan tertentu yang muncul dalam salah satu daripada tiga kedudukan yang mungkin pada skrin secepat mungkin," lapor Bauer. "Jika kelipan dalam julat gamma berlaku pada titik yang sama sebelum rangsangan, subjek ujian mempunyai masa tindak balas yang dipendekkan dengan ketara: oleh itu mereka bertindak balas dengan lebih cepat kepada isyarat berikutnya. Kami mengesyaki bahawa kelipan 50 Hertz sepadan dengan aktiviti gamma dalam otak subjek ujian disebabkan."

Walaupun peserta tidak dapat melihat isyarat gamma itu sendiri secara sedar, perhatian mereka akan ditarik ke lokasi sasaran, di mana isyarat yang mereka cari akan dilihat tidak lama kemudian.

Dalam eksperimen selanjutnya, para penyelidik juga dapat membuktikan bahawa kesan itu mempunyai kesan maksimum pada 50 Hertz, manakala kesannya tidak lagi ketara pada frekuensi yang lebih rendah iaitu maksimum 35 Hertz. Di samping itu, kesan hanya berlaku jika kelipan berlaku selama lebih daripada 200 milisaat, iaitu perseribu saat, sebelum pembentangan isyarat dicari. "Kami pasti akan meneruskan projek itu," lapor Bauer. "Sekarang ini mengenai menjejaki aktiviti elektrik otak semasa proses ini."

penerbitan:

"Kelipan gamma mencetuskan pemilihan perhatian tanpa kesedaran", Frank Bauer, Samuel W. Cheadle, Andrew Parton, Hermann J. Müller dan Marius Usher, PNAS Edisi Awal, 5. Januari 2009

Source: Munich [LMU]