A visszacsatolás dícsérete: a percepció modern elmélete
A bejegyzésben azt járjuk körül, hogy az a tény, hogy az agyi idegsejthálózatokban rengeteg helyen figyeltek meg visszacsatolásokat hogyan járult hozzá, a percepció, az érzékelés régi modelljének gyökeres átalakításához.
A bejegyzés egy nagy előreugrás az #agyséta szerveződési szintekre épülő logikájában, de az #agykérdések rovatban hamarosan megjelenő bejegyzések megalapozásához szükség van a belső modelleken alapuló percepció modell bemutatására.
A Macskakölyök Meséjé-ben tárgyaltak és a Mátrix forradalmak bejegyzés egymásra épülő hálózatainak alapján könnyű bemutatni az érzékelés sokáig egyetlen (klasszikus) modelljét. A külvilágból az agyba érkező információt az egymásra épült agyterületek mintázatok formájában adják tovább és dolgozzák fel, miközben kialakul a belső reprezentáció és az információ értelmezdik. Az elképzelés szerint a külvilágból érkező információ teljes egészében felépíti a belső képet, egyirányú az információ áramlása. Hátránya, hogy mindenre úgy néznénk, mintha először látnánk életünkben! Nagy mennyiségű információ áramlását igényli és lassú, keveset tudunk meg az adott tárgyról.
Amikor azonban a látórendszer esetében a kutatók elkezdték részletesen feltérképezni, hogy a szemből a thalamuszon keresztül a látókéregbe kerülő információ pontosan hogyan is áramlik, meglepő tényt figyeltek meg. A thalamuszban ücsörgő átkapcsoló (relay) idegsejtek, melyek a retinából érkező képet továbbküldik a látókéreg felé, nemcsak a retinából kapnak bemenetet, hanem a látókéregből is! Ráadásul sokkal többet kapnak a látókéreg felől, mint a szemből! Azok a sejtek, akik a látókéregbe küldik a szemből érkező jelet, bemeneteiknek csak 10%-át kapják a szemből és 90%-át a látókéregből, arról a területről, ahova ők vetítenek, ahova a jeleiket küldik. Felfedeztek tehát egy igen erőteljes visszacsatolást, információs hurkot a látórendszerben. Ilyen hurkokat még rengeteg helyen lehet találni az agyban, nem csak a látórendszerben.
És mint az előző bejegyzésekben láttuk a visszacsatolások sokat javítanak a hálózatok működésén, azáltal, hogy elősegítik a mintakiegészítést, asszociációt, a különböző típusú információk összekapcsolását és a tartósan működő belső aktivitásmintázatok kialakulását.
A percepció modern elméletnek megalkotásakor mindehhez még hozzávették a Mátrix memóriánál bemutatott szinaptikus tanulást is. Az elmélet azt állítja, hogy életünk során a külvilágból érkező ingerek alapján (kezdetben a klasszikus mechanizmus segítségével) a külvilágról egy belső modell alakul ki visszacsatolt hálózatainkban. A fejünkben rengeteg információ tárolódik, aktív, előhívható formában, hiszen mint az asszociatív két bemenetű hálózat esetében láttuk egy asszociáció egyik eleme képes előhívni egy másikat. Ha az mondod, hogy labda, azt mondom, hogy pettyes és piros és gömbölyű és pattog.
Hálózatainkba rengeteg esetre rengeteg modell aktiválódhat. Amikor valamit érzékelünk, akkor nem alapjaitól épül ki a belső kép, hanem a fejünkben levő egyes modellek közül választunk, annak megfelelően hogy az éppen tapasztalt információ mely modelleket támogatja vagy veti el. Ha piros alapon fehér foltokat látunk az leggyakrabban pöttyös labda, ritkábban légyölő galóca vagy pöttyös ruha, még ritkábban karácsonyfadísz vagy vicces szőnyeg. Ha kevés információnk van (sötét, homályos, gyors) akkor a modellek közül a leggyakrabban előfordulót érdemes választani (ez esetben pöttyös labda), mert nagy eséllyel eltaláljuk. Ha több információt kapunk, például, hogy a dolognak szára van és kalapja, akkor elvetjük a gombán kívül az összes modellt. Amikor kiválasztottuk a nyertes modellt akkor viszont rögtön hozzáférünk korábban eltárolt információihoz. Tudjuk, hogy a labda pattog, focizni lehet vele, hogy fel kell fújni, ha leereszt stb.
Személyes élményem: vendégségbe érkezve gyorsan átsétáltam egy szobán. A szemem sarkában láttam egy piros foltot pöttyökkel. A legvalószínűbb modellt választva be is soroltam labdának. Aztán amikor később kimentem a konyhában több információm lett róla, nem kerek volt hanem lapos és gyűrött, így maradt a piros ruha pöttyökkel. Nem egy világmegrázó változás, de valahogy megmaradt bennem ez az élmény az érzékelés csalókaságáról.
A belső modellválasztáson alapuló érzékelés modell magyarázatot képes nyújtani az álmokra és a pszichózisok alatt megfigyelt tévképzetekre is. Alvás alatt agyunkba nem jutnak be a külső világ információi, így amikor álmodunk, a fejünkben levő modellek (a visszacsatolt hálózatoknak köszönhetően) válogatás nélkül aktiválódhatnak, hiszen semmi sem köti őket a valósághoz. Álmaink a valóság bizarr változatai. Álmunkban, bekapcsolódó modelljeink a külvilág számos tulajdonságát helyesen mutatják, de nincsenek felfűzve egy külvilágból érkező vezető történetbe. A hallucinációk és tévképzetek is hasonló módon magyarázhatók, ha valaki pszichiátriai vagy neurológiai betegségben szenved hiányozhat vagy hiányos lehet a belső modellek aktiválását megszűrő külvilágból érkező információ. Egy ilyen beteg nem tudja a valóságot és a képzeletet megkülönböztetni. Nem tudja, hogy amit agya „lát” az most a valóság, vagy csak agyának hibás működése.
Az érzékelés e szerint a modell szerint tehát úg ytörténik, hogy agyunk minden beérkező ingerben mintázatota keres, melyik mintázat utal a lehetséges belső modellek valamelyikére. Nem is keres, hanem illeszt, hiszem nem egymás tán nézi végig a lehetséges illeszkedéseket hanem egyszerre, megnézi milyen minta pottyan át arésen. Mint a kisgyerek aki a különböző alakú elemeket próbája a doboz tetején található lukakba tömni.
Az agyi mintázatkeresés annyira erős, hogy látszólag értelmetlen, véletlen mintázatokban is mintázatot, valami korábban tapasztaltra utaló dolgot keresünk. Képeket látunk az utca repedéseiben, a felhőkben, a kávézaccban, ezt hívják pareidolia-nak. Ez kóros esetben aztán messzire vezethet.
Szerző: Gulyás Attila