Hogyan időzít agyunk?
Egy mesterséges intelligenciával foglalkozó ismerősöm kérdezte: „Mit tudsz az agyban a multiszenzoros érzékelés szinkronicitásáról? Milyen módon képes a sok alrendszer adatfolyamát úgy processzálni, tárolni, és előhívni, hogy képes szinkronban tartani őket? Mi az agyban a timestamp, hogy lehet elosztva, és mi szinkronizál?”
Kicsit emészthetőbben: Hogyan oldja meg az agy, hogy a különböző érzékszervekből érkező, eltérő feldolgozási lépéseken átesett ingereket helyes időzítésben érzékeljük?
Sokrétű a válaszkísérlet:
Először is az ingerfeldolgozás korai állomásain (agytörzs, középagy) egy-egy érzékelő csatornán belül vannak nagyon fontos és precíz időzítő és késleltetés érzékelő kapcsolatok, amik kimondottan erre a célra alakultak ki és az időzítési adatok külön csatornákon mennek tovább. Hallórendszerünk például hihetetlenül érzékeny a jobb és bal fülünkbe érkező két hanghullám közötti eltérésre, hiszen ennek alapján tudja meghatározni balról vagy jobbróljött a hang. 
De ugyanígy vannak intermodális (érzékelő csatornák közötti), speciális erre a célra evolválódott kapcsolatok is. Mérget nem vennék rá, mert nem a szakterületem, de szerintem a colliculus superior és inferior, ami elvileg az alacsonyabb rendűekben (hal, kétéltű) a látás és hallás (kisebb súllyal) orientációs reflexet irányítja (az állat oda fordul ahol lát vagy hall valamit) nyilván ad kereszt összeköttetéseket, hogy a két érzékcsatorna segítse egymást. Ha még nem is látom, de hallom hol motoszkál a pocok a fűben vagy hol settenkedik az oroszlán. No meg ott a kisagy ahol minden érző modalitásból összefutnak az ingerek. Kisagykárosodás a mozdulatok időzítésének elvesztésével jár. A kisagy aztán visszaküld egy csomó jelet az agy többi része felé.
Másodszor: a modern eredmények alapján egyre inkább tudjuk, a tudat káprázat (erről majd bővebben is lesz szó), nem a valóságot mutatja. Az evolúció során úgy alakult ki, hogy amit mutat, az túlélésünk érdekét szolgálja. Egyes punk elmefilozófusok szerint csak a szórakoztatásunkra szolgáló mozi. A szenzoros feldolgozás oroszlánrésze tudat alatt történik meg az inger beérkezését követő 250msec alatt. A tudatos feldolgozás csak a következő 150 msecben történik. Azaz a tudatos percepció folyamata 150-400 msec-et vesz igénybe, tehát bőven van ideje összekeveredni a dolgoknak amit a tudat aztán valahogy összerak.
Erről Daniel Dennettnek van egy hosszas eszmefuttatása a Consciousness explained című könyvében. Sajnos ez a könyve nem érhető el magyarul, de egy hasonlóan gondolatgazdag műve megjelent magyarul. Ha egy megfelelő távolságban elhelyezett piros-kék pontpár megfelelő sebességgel felváltva villog, ezt úgy érzékeljük, mintha helyzetük és színük folyamatosan menne át egymásba. Ahogy a pont sodródni látszik egyszercsak színt vált. Azt boncolgatja, hogy hogy lehet az, hogy amikor a piros elalszik, de a kék még nem világít akkor mi már látjuk a színváltást félúton. Nyilván csak utólag interpolálunk, és utólag látjuk a mozgást, de ezt tudatunk nem árulja el nekünk.
Egy fontos faktor lehet a sorrend összerakásában, hogy a percepció nem egy egyszerű előrecsatolt folyamat, ahol a bejövő inger kialakítja az aktivitást a következő szinten, majd ez a következőn. A modern elképzelések szerint az érzékelés során számos visszacsatolás található (magasabb rendű agyterületről megy vissza az információ az alacsonyabbak felé), melynek segítségével a korábban tanultak alapján felépül a külső világnak egy belső modellje. 
Az érzékelés során igazából a lehetséges belső modellek közül, azok választódnak ki, amelyeket a külvilágból származó ingerek a leghatékonyabban támogatnak. Így kevesebb információ áramlással gyorsabban és gyakran pontosabban tudunk dönteni, érzékelni. Ennek alapján az érzékelt időzítés a legjobban illő modellben meglevő időzítésként jelenhet meg, nem feltétlenül a valós időzítést érzékeljük.
Ami talán a legjobban beleszól a dolgok időzítésébe, hogy az agy aktivitása időben összehangoltan gyorsan változik. Ez látszik a különböző EEG hullámokban. Az agyi területek működésének több feldolgozási mód között kell nagyon gyorsan váltakoznia, mivel egyszerre nem tudnák igazán jól az információ fogadás, előhívás, információ küldés állapotait egyszerre. Ezek gyorsan és ismétlődően követik egymást melyet mi az EEG jelek váltakozásaként érzékelünk. Az érzékeléssel, a hippokampuszban, ahol a pillanat élménye kialakul (erről is hamarosan) leginkább a theta frekvencia függ össze (4-7Hz, azaz 4-7 ismétlődés másodpercenként). Ez azt jelenti, hogy az információátadás és feldolgozás kvantált, csoagokban történik, nem folyamatosan. Azt hogy a különböző agykérgi területek az állapotok között megfelelő precizitással kapcsoljanak át, az agy ősibb részein található magcsoportokból felszálló, erősen elágazó, az egész agykérget behálózó agyi pályák biztosítják. Ezekből a már korábban tárgyalt moduláló hatású átvivőanyagok acetil-kolin, szerotonin, dopamin, noradrenalin, hisztamin szabadul fel, melynek hatására az idegsejtek és kapcsolataik működés az elvégzendő feladatnak megfelelő állapotba hangolódik. 
Vélhetőleg, ami egy feldolgozási csomagon belül érkezik azt egyidejűnek érezzük. Persze itt számíthatnak a fentebb említett érzékelt és külön szállított finom időzítési jelek is.
Ezt a kvantáltságot, csomagokban feldolgozást és percepciót én már több esetben tapasztaltam egy érdekes vizuális (látáshoz kapcsolódó) illúzióban. A jelenséget viszonylag ritkán, általában erős fény kontrasztú esetekben figyeltem meg. 
Pl. amikor esőcseppek hullottak az ég által megvilágított vízfelszínre, vagy a lenyugvó nap sugarai csillantak meg fodrozódó-hullámzó vízen. Ahelyett, hogy a terjedő vízgyűrűket egymástól függetlennek látnám (ugye az esőcseppek függetlenül, véletlenül csapódnak be) azt látom, mintha képkockázva, ugrásokban egyszerre tágulnánakk, mint egy Zoetrop-ban vagy Praxinoscope-ban. 
Ugyanígy a hullámokon csillogó vízfoltok egyszerre (stroboszkóp szerűen) villognak, pedig a fodrok szabálytalanul szaladnak a vízenés a róluk visszaverődő napfényfoltok biztos nem szinkronizáltak. Mindkét illúzió érzékeny a kontrasztra és az elemek mennyiségére. Túl sok vagy túl kevés nem váltja ki. A villogás frekvenciája nagyjából a theta tartományba esik, másdpercenként 5-7. Azaz lehet, hogy a theta csomagokba csomagolt pillanatnyi képeket látom egymás után, mint a zoetropban a vágtató lovat.
Szerző: Gulyás Attila