Το MIT χαρτογραφεί πώς βιώνει ο εγκέφαλος τις ταινίες

Ο εγκέφαλός μας πρέπει να κάνει πολλή δουλειά όταν βλέπουμε μια ταινία. Υπάρχουν πλοκές που πρέπει να ακολουθήσετε, διάλογοι για ερμηνεία, γραφικά που πρέπει να λάβετε και πολλά άλλα. Τώρα, οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει έναν λεπτομερή χάρτη του πώς λειτουργεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Χρήση δεδομένων από λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI), μια ομάδα από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης χαρτογράφησε τι ενεργοποιούν διαφορετικά δίκτυα εγκεφάλου όταν τα άτομα παρακολουθούν κλιπ από μια σειρά ταινιών. Είδαν επίσης πώς τα διαφορετικά δίκτυα στελεχών στον εγκέφαλο έχουν προτεραιότητα όταν παρακολουθούν εύκολες έναντι δύσκολες σκηνές. Τα ευρήματα περιγράφονται στο α μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 6 Νοεμβρίου στο περιοδικό Cell Press Νευρώνας.

Μέσα στον εγκέφαλο, διαφορετικές περιοχές είναι αλληλένδετες. Αυτές οι διάφορες συνδέσεις σχηματίζουν λειτουργικά δίκτυα που σχετίζονται με το πώς αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο γύρω μας και συμπεριφερόμαστε. Η πλειονότητα των μελετών για τα λειτουργικά δίκτυα του εγκεφάλου έχουν βασιστεί σε σαρώσεις fMRI ατόμων σε κατάσταση ηρεμίας. Ωστόσο, πολλά μέρη του εγκεφάλου ή του φλοιού δεν είναι πλήρως ενεργά εάν δεν υπάρχουν εξωτερικές προσομοιώσεις.

[Related: Why do jump scares terrify us so much? Blame evolution.]

Στο νέα μελέτηη ομάδα ήθελε να διερευνήσει εάν η προβολή ταινιών κατά τη σάρωση fMRI θα μπορούσε να δώσει κάποια εικόνα για το πώς τα λειτουργικά δίκτυα του εγκεφάλου ανταποκρίνονται σε μια σειρά από πολύπλοκα ακουστικά και οπτικά ερεθίσματα.

“Με το fMRI σε κατάσταση ηρεμίας, δεν υπάρχει ερέθισμα – οι άνθρωποι σκέφτονται μόνο εσωτερικά, οπότε δεν ξέρετε τι έχει ενεργοποιήσει αυτά τα δίκτυα”, ο συν-συγγραφέας της μελέτης και νευροεπιστήμονας του MIT Reza Rajimehr. είπε σε δήλωση. «Αλλά με το κινηματογραφικό μας ερέθισμα, μπορούμε να επιστρέψουμε και να καταλάβουμε πώς διαφορετικά δίκτυα εγκεφάλου ανταποκρίνονται σε διαφορετικές πτυχές της ταινίας».

Για να χαρτογραφήσει τον εγκέφαλό μας σε ταινίες, η ομάδα χρησιμοποίησε ένα σύνολο δεδομένων fMRI που είχε συλλέξει προηγουμένως από το Human Connectome Project. Τα δεδομένα περιελάμβαναν σαρώσεις ολόκληρου του εγκεφάλου από 176 νεαρούς ενήλικες που λήφθηκαν ενώ παρακολουθούσαν συνολικά Μικρά κλιπ διάρκειας 60 λεπτών. Οι σκηνές κυμαίνονταν από ανεξάρτητες ταινίες συμπεριλαμβανομένων Δύο Άντρες και Καλώς ήρθατε στο Bridgeville και μεγαλύτεροι τζιχαντέρ του Χόλιγουντ όπως Μόνος στο Σπίτι, Εναρξηκαι Η αυτοκρατορία αντεπιτίθεται.

Η ομάδα υπολόγισε τον μέσο όρο της εγκεφαλικής δραστηριότητας σε όλους τους συμμετέχοντες και χρησιμοποίησε AI για να ομαδοποιήσει και να εντοπίσει τα δίκτυα του εγκεφάλου που ενεργοποιήθηκανσυγκεκριμένα στον εγκεφαλικό φλοιό. Ο εγκεφαλικός φλοιός είναι το πιο εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου και εμπλέκεται σε πολλές από τις ανώτερες λειτουργίες του ανθρώπινου εγκεφάλου συμπεριλαμβανομένης της μνήμης, της μάθησης, του συλλογισμού, της επίλυσης προβλημάτων και των συναισθημάτων..

Στη συνέχεια, εξέτασαν πώς η δραστηριότητα μέσα σε αυτά τα διαφορετικά δίκτυα συνέδεε τι υπήρχε σε κάθε σκηνή, συμπεριλαμβανομένων ανθρώπων, ζώων, αντικειμένων, μουσικής, ομιλίας και αφήγησης.

Αυτοί βρήκε 24 διαφορετικά δίκτυα εγκεφάλου συσχετίστηκαν με συγκεκριμένες πτυχές της αισθητηριακής ή γνωστικής επεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένης της αναγνώρισης ανθρώπινων προσώπων ή σωμάτων, κίνησης, τόπων και ορόσημων, κοινωνικών αλληλεπιδράσεων και άψυχων αντικειμένων και ομιλίας.

Οι σαρώσεις έδειξαν επίσης μια αντίστροφη σχέση μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου που επιτρέπει στους ανθρώπους να σχεδιάζουν, να λύνουν προβλήματα και να δίνουν προτεραιότητα στις πληροφορίες. τομείς εκτελεστικού ελέγχου-και τις περιοχές του εγκεφάλου με πιο συγκεκριμένες λειτουργίες.

Όταν το περιεχόμενο της ταινίας ήταν δύσκολο να παρακολουθηθεί ή πιο διφορούμενο όπως κατά τη διάρκεια Εναρξηη δραστηριότητα αυξήθηκε στις περιοχές του εκτελεστικού ελέγχου του εγκεφάλου. Ωστόσο, σε πιο εύκολα κατανοητές σκηνές, οι περιοχές του εγκεφάλου με συγκεκριμένες λειτουργίες –όπως η γλωσσική επεξεργασία– κυριαρχούσαν περισσότερο.

[Related: See the most detailed map of human brain matter ever created.]

«Οι τομείς εκτελεστικού ελέγχου είναι συνήθως ενεργοί σε δύσκολες εργασίες όταν το γνωστικό φορτίο είναι υψηλό», λέει ο Rajimehr. «Φαίνεται ότι όταν οι σκηνές της ταινίας είναι πολύ εύκολα κατανοητές, για παράδειγμα, εάν υπάρχει μια ξεκάθαρη συνομιλία σε εξέλιξη, οι γλωσσικές περιοχές είναι ενεργές».

Ωστόσο, κατά τη διάρκεια μιας σύνθετης σκηνής με πολύ πλαίσιο, περίπλοκη διατύπωση και ασάφεια σχετικά με το τι συμβαίνει, απαιτείται περισσότερη γνωστική προσπάθεια.

«Έτσι ο εγκέφαλος μεταβαίνει στη χρήση γενικών τομέων εκτελεστικού ελέγχου», είπε ο Rajimehr.

Σύμφωνα με την ομάδαη έρευνα θα μπορούσε να διερευνήσει πώς διαφέρει η λειτουργία του εγκεφαλικού δικτύου μεταξύ ατόμων διαφορετικών ηλικιών ή αναπτυξιακών ή ψυχιατρικών διαταραχών.

“Τώρα, μελετάμε σε μεγαλύτερο βάθος πώς το συγκεκριμένο περιεχόμενο σε κάθε καρέ ταινίας οδηγεί αυτά τα δίκτυα – για παράδειγμα, το σημασιολογικό και κοινωνικό πλαίσιο ή τη σχέση μεταξύ των ανθρώπων και της σκηνής του παρασκηνίου”, λέει ο Rajimehr.