Mózg wykrywający cyfrę, twarz czy słowo nie wystarczy, byśmy naprawdę je widzieli
Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa opisali przypadek mężczyzny RFS z rzadką chorobą degeneracyjną mózgu, która doprowadziła do rozległej atrofii kory i jąder podstawy. Oprócz typowych objawów w postaci zaburzeń pamięciowych i skurczów mięśni, występowała u niego niemożność postrzegania (upośledzona świadomość wzrokowa) cyfr od 2 do 9 oraz bodźców umieszczonych w ich pobliżu. Co jednak ciekawe, mózg pacjenta wykazywał normalną reakcję neurofizjologiczną na słowa czy twarze nakładające się na cyfry. To zaś oznacza, że przetwarzanie wzrokowe może zachodzić bez pojawiania się świadomości wzrokowej bodźca.
Autorzy publikacji z pisma Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) podkreślają, że gdy RFS prezentowano cyfrę, widział tylko plątaninę linii (porównywał ją do spaghetti) i nie miał pojęcia, na co spogląda. Poza tym jego widzenie nie odbiegało od normy; potrafił, na przykład, zidentyfikować litery i inne symbole.
Zagadką dla zespołu pozostawało to, że aby tak wybiórczy deficyt był możliwy, mózg pacjenta musiałby najpierw identyfikować cyfry; wtedy problem mógłby wystąpić dla cyfr od 2 do 9 i dla niczego innego.
Kiedy RFS patrzy na cyfrę, jego mózg musi "widzieć", że to cyfra, nim mężczyzna nie będzie mógł jej zobaczyć - to prawdziwy paradoks. Podczas naszych eksperymentów próbowaliśmy zbadać, jakie procesy zachodzą poza jego świadomością - podkreśla Michael McCloskey.
Akademicy stwierdzili, że RFS nie jest także w stanie widzieć niczego umieszczonego w pobliżu lub na cyfrze. Gdy pokazano mu dużą trójkę z narysowanymi na niej skrzypcami, nie był w stanie dostrzec instrumentu. Gdy skrzypce znajdowały się w dostatecznej odległości od cyfry, widział je normalnie.
By ocenić aktywność mózgu podczas prezentacji krytycznego bodźca, zespół pod kierownictwem Teresy Schubert (byłej studentki Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, obecnie pracującej na Uniwersytecie Harvarda) i Davida Rothleina (byłego studenta UJH, obecnie pracownika VA Boston Healthcare System) prowadził eksperymenty z wykorzystaniem EEG.
Zapis sygnału EEG prowadzono w czasie, gdy RFS patrzył na cyfrę z nałożoną na nią twarzą. Zapis pokazał, że mózg wykrywał obecność twarzy, mimo że pacjent był tego kompletnie nieświadomy. W rzeczywistości reakcja mózgu była taka sama, jak wtedy, gdy prezentowano mu twarz, którą bez problemu postrzegał.
Wyniki pokazują, że mózg RFS przeprowadza złożone przetwarzanie pod nieobecność świadomości. Mózg pacjenta wykrywał twarze w cyfrach, mimo że sam pacjent tego nie wiedział - opowiada Rothlein.
W drugim eksperymencie wykorzystano nałożone na cyfry słowa. Sytuacja się powtórzyła. Choć RFS był całkowicie nieświadomy występowania wyrazów, jego mózg nie tylko wykrywał obecność słowa, ale i identyfikował, jakie to słowo [...].
Zwykle zakłada się, że świadomość wzrokowa idzie w parze z poziomem aktywności nerwowej, ale wyniki Amerykanów sugerują, że do świadomości konieczne jest dodatkowe przetwarzanie (proces ten jest zaburzony u RFS). Jeśli dodatkowy proces nie zachodzi, do zaistnienia świadomości nie wystarczy złożone przetwarzanie konieczne do wykrywania oraz identyfikowania twarzy, słów i innych bodźców wzrokowych.
Kluczem do naszego badania jest zrozumienie czegoś, co stanowi paradoks: jakim sposobem RFS postrzega cyfry - i tylko cyfry - jako spaghetti? W końcu jeśli mózg rozpoznaje cyfry, by je potem zaburzyć, powinien [też] być w stanie je rozpoznać? Odkryliśmy jednak, że mózg wykrywający cyfrę, twarz czy słowo nie wystarczy, byśmy naprawdę je widzieli.
Naukowcy ujawniają, że RFS był w przeszłości inżynierem geologiem. W chwili rozpoczęcia studium miał 60 lat. Objawy zaczął dostrzegać pod koniec 2010 r., gdy pojawiły się epizody bólu głowy, zaburzenia widzenia i zapominanie. Do sierpnia 2011 r. mężczyzna nie był już w stanie rozpoznać, nazwać czy skopiować cyfr od 2 do 9, bez względu na to, jak je zaprezentowano (np. jako 6, 466 czy A6).
Sytuacja jest dla RFS dość frustrująca... To bardzo odporny i mądry człowiek, który [...] całkiem dobrze przystosował się do swojego problemu. Niektórzy specjaliści nie traktowali go na początku poważnie, dlatego ma nadzieję, że nasze badanie pokaże ludziom, że nawet bardzo niezwykłe deficyty mają naukowe wyjaśnienie - podsumowuje Schubert.
Komentarze (2)
glande, 24 czerwca 2020, 18:07
Czyli jednak "scena" istnieje i Antonio Damasio się mylił. Nie wystarczy, żeby reprezentacja wewnętrzna została pobudzona, musi najwyraźniej znaleźć się w "monitorze" scalającym.
peceed, 24 czerwca 2020, 20:54
Nie ma nic gorszego niż naukowe wyjaśnienia na siłę, a zwłaszcza takie które oszukują że coś wyjaśniają.
Takie badania mnie osłabiają. W jaki sposób identyfikują czym ma być "dodatkowe przetwarzanie"?
Jakiekolwiek przetwarzanie musi być wieloetapowe. Jak straciłem z masą funkcji prawej półkuli umiejętność rozpoznawania małych twarzy, to objawiło się to w ten sposób, że na zdjęciu wszystkie osoby wyglądały jak takie same mapety. To oznacza, że mózg musi dzielić scenę na różne obiekty a potem dynamicznie dopasowywać do nich modele neuronalne sygnałów (rekurencyjnie) które potem są używane do interpretacji tych fragmentów obrazu i dalej ... mam podejrzenie, że powstaje jeszcze dokładniejsza reprezentacja. Czyli na obraz niskiej rozdzielczości (w pewnym sensie) nakładany jest filtr wydobywający szczegóły za pomocą modeli i potem ta informacja ma kolejną reprezentację obrazową (ale mam wątpliwość czy to są naiwne "piksele"), bo nie jest żadnym problemem aby na tym podbitym obszarze wykonywać operacje w stylu porównywanie który (wyostrzony) nos jest niżej albo że czyjeś oczy są współliniowe.
To by tłumaczyło kwestie tych cyfr: mózg wykrył cyfrę i wysłał fragment do "wyostrzenia", ale obwody które to robią zahaczają o uszkodzony fragment mózgu i zwracają śmieci.
Ponieważ uświadamianie sobie obecności twarzy nigdy nie było potrzebne do istnienia tego wyostrzania twarzy (niemożliwe dla zdjęcia z setką osób) przypuszczam, że to mogą być dwa całkowicie różne obwody. Niekoniecznie niepowiązane ze sobą, bo mózg szybko złapie korelacje pomiędzy aktywnością 2 takich rejonów i szybko zaczną współpracować.