การค้นพบการคาดการณ์การรับรู้ทางสายตาและการสัมผัสจากโครงสร้างในสมอง

นักวิทยาศาสตร์พบว่าโครงสร้างขนาดเล็กในสมองส่วนกลางเริ่มคาดการณ์ก่อนที่การรับรู้ทางสายตาและการสัมผัสจะเกิดขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับมุมมองที่ว่าสมองไม่ได้รอเพียงแค่ข้อมูลจากประสาทสัมผัส แต่ยังคาดการณ์สิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต การศึกษาล่าสุดจาก Massachusetts Institute of Technology และ Northeastern University ได้เผยแพร่ในวารสาร Nature Neuroscience แนะนำว่าพื้นที่ในสมองที่ประมวลผลข้อมูลจากประสาทสัมผัสยังช่วยเตรียมพร้อมสำหรับการกระตุ้นที่จะเกิดขึ้น การศึกษานี้ได้อธิบายถึงกิจกรรมที่ชัดเจนในโครงสร้างสมองส่วนกลางก่อนที่ผู้เข้าร่วมจะเห็นภาพหรือรู้สึกถึงแรงกดทางกายภาพ

นักวิจัยอธิบายเพิ่มเติมว่าการศึกษานี้มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่รู้จักกันในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ ซึ่งเรียกว่า การประมวลผลการคาดการณ์ สมองไม่ได้เพียงแค่รอข้อมูล แต่ยังคาดการณ์และเตรียมพร้อมอยู่เสมอ เพราะ "การตอบสนองหลังจากเกิดเหตุการณ์มีค่าใช้จ่าย" นักวิจัยกล่าว

วิธีการศึกษาและผู้เข้าร่วม

นักวิจัยใช้การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าฟังก์ชัน 7 Tesla ตรวจสอบกิจกรรมของสมองในผู้ใหญ่จำนวน 80 คน โดยใช้เทคโนโลยีนี้ พวกเขาสังเกตกิจกรรมของสมองส่วนกลางด้วยความละเอียดประมาณ 1 มิลลิเมตร ผู้เข้าร่วมครึ่งหนึ่งดูภาพ ในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งรู้สึกถึงแรงกดจากเครื่องกลที่นิ้วโป้งซ้าย นักวิจัยบอกกับ Medical Xpress ว่าวิธีการเหล่านี้ได้รับแรงบันดาลใจจากสองคำถาม "เราต้องการตอบคำถามสองข้อ ประการแรก โครงสร้างในสมองส่วนกลางของมนุษย์มีการจัดระเบียบเช่นเดียวกับการศึกษาในสัตว์หรือไม่ โดยที่ชั้นบนมุ่งเน้นไปที่การมองเห็น ในขณะที่ชั้นล่างมุ่งเน้นไปที่การสัมผัส?"

ประการที่สอง เมื่อคาดหวังว่าการกระตุ้นทางประสาทสัมผัสจะเกิดขึ้น มันจะตอบสนองอย่างไร?" ก่อนที่จะมีการกระตุ้น ผู้เข้าร่วมเหล่านี้ได้ทำภารกิจการตัดสินใจที่อิงจากรูปทรง นักวิจัยได้เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะกิจกรรมทั้งสอง โดยการกระตุ้นทางสายตาทำให้เกิดกิจกรรมมากขึ้นในชั้นผิวของสมองส่วนกลาง ขณะที่การสัมผัสกระตุ้นกิจกรรมในระดับที่ลึกกว่า "ที่สำคัญคือ แม้ในขณะที่การกระตุ้นยังไม่เกิดขึ้น เมื่อผู้คนเพียงแค่คาดหวังว่าจะเห็นภาพหรือสัมผัส ก็มีกิจกรรมที่มีลักษณะเฉพาะในระดับชั้นนี้" ตามรายงานของ Medical Xpress

กลไกการประมวลผลการคาดการณ์

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าลักษณะของประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสที่คาดหวังมีรูปแบบกิจกรรมที่แตกต่างกันในสมองส่วนกลาง นักวิจัยใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อระบุว่ารูปแบบกิจกรรมของสมองสามารถแยกแยะประสบการณ์ทางสายตาและการสัมผัสได้หรือไม่ พวกเขาสังเกตเห็นรูปแบบที่คล้ายกันในช่วงเวลาที่คาดหวังและการกระตุ้นจริง ซึ่งยืนยันผลการสแกนสมองเบื้องต้น นักวิจัยยังตรวจพบการตอบสนองการคาดการณ์ในสองพื้นที่การประมวลผลทางประสาทสัมผัสในสมองส่วนกลาง ซึ่งบ่งชี้ว่าการคาดหวังเกี่ยวข้องกับโครงสร้างหลายอย่างที่ตั้งอยู่ใต้เปลือกสมอง การศึกษานี้ท้าทายความเข้าใจแบบดั้งเดิมในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไปแล้วการคาดการณ์ถือเป็น "ฟังก์ชันขั้นสูงที่เกิดขึ้นในเปลือกสมอง" ตามที่ Medical Xpress กล่าว

อย่างไรก็ตาม การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการส่งข้อมูลไปยังเปลือกสมองจากโครงสร้างสมองที่ลึกกว่าคือส่วนหนึ่งของเครือข่ายที่กว้างขึ้นในการเตรียมพร้อมสำหรับข้อมูลที่จะเกิดขึ้น นักวิจัยยอมรับถึงข้อจำกัดบางประการ เช่น การขาดการบันทึกการเคลื่อนไหวของตาในระหว่างกระบวนการสแกนและความไม่แน่นอน กิจกรรมบางอย่างที่สังเกตอาจเป็นเพียงการคาดหวังทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการทดลองเอง อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าโครงสร้างในสมองส่วนกลางมีส่วนร่วมในการประมวลผลการคาดการณ์ ไม่ใช่เพียงแค่ตอบสนองต่อข้อมูลที่จะเกิดขึ้น "โดยรวมแล้ว การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างใต้เปลือกสมองไม่ใช่ผู้รับข้อมูลจากประสาทสัมผัสแบบพาสซีฟ แต่ยังตอบสนองต่อข้อมูลจากโลกภายนอกและทำการคาดการณ์ด้วย"

นักวิจัยสรุปในงานวิจัย

บทบาทของสมองส่วนกลางในการคาดการณ์การรับรู้

การศึกษานี้เผยให้เห็นบทบาทที่กระตือรือร้นของสมองส่วนกลางในกระบวนการรับรู้ ซึ่งทำลายแนวคิดแบบดั้งเดิมที่ว่าการรับข้อมูลจากประสาทสัมผัสถูกประมวลผลโดยเปลือกสมองเพียงอย่างเดียว การศึกษาชี้ให้เห็นว่าสมองส่วนกลางไม่เพียงแต่ตอบสนองต่อการกระตุ้นที่จะเกิดขึ้น แต่ยังมีส่วนร่วมในการคาดการณ์ ซึ่งอาจมีความสำคัญต่อการเข้าใจว่าทำไมสมองจึงประมวลผลข้อมูลจากประสาทสัมผัส ผลการค้นพบนี้ไม่เพียงแต่มีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อสาขาประสาทวิทยาศาสตร์ แต่ยังอาจเป็นแรงบันดาลใจในการประยุกต์ใช้ในอนาคตในด้านปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้ของเครื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจำลองกระบวนการรับรู้ของมนุษย์