Как жизненные сцены формируют сознание и создают воспоминания

Жизнь состоит из череды мелких событий: приготовить утренний кофе, выпустить собаку, открыть ноутбук, впустить собаку обратно. Все эти события складываются в один полный день. Наш мозг постоянно наблюдает и обрабатывает события, из которых состоит наша повседневная жизнь, говорит Джефф Закс, профессор Вашингтонского университета, занимающий кафедру Эдгара Джеймса Свифта в области искусств и наук и председатель кафедры психологических и нейробиологических наук.

"Понимание того, где события начинаются и где они заканчиваются, имеет решающее значение для понимания мира", — сказал Закс.

В двух новых статьях Закс и другие исследователи из факультета искусств и наук и инженерной школы McKelvey исследуют этот ключевой процесс человеческого познания.

Закс возглавил исследование, в ходе которого компьютерные модели обучались наблюдать более 25 часов видеозаписей, на которых люди выполняют простые повседневные задачи, такие как уборка кухни или приготовление еды, а затем делать прогнозы о том, что произойдет дальше. Исследование привело к неожиданному выводу: компьютерные модели были наиболее точны, когда они реагировали на неопределенность. Когда модель особенно не была уверена в том, что произойдет дальше, она сбрасывала настройки и переоценивала сцену, что улучшало её общее понимание.

Соавторами исследования, опубликованного в PNAS Nexus, являются Тан Нгуен, аспирант Лаборатории динамического познания Закса; Мэтт Бездек, старший научный сотрудник лаборатории; Аарон Бобик, профессор и декан инженерной школы McKelvey; Тодд Бравер, профессор кафедры Уильяма Р. Стакенберга в области человеческих ценностей и морального развития; и Сэмюэль Гершман, нейробиолог из Гарварда.

Закс ранее выдвинул теорию, согласно которой человеческий мозг особенно чувствителен к мелким неожиданностям, заполняющим нашу жизнь. Он предположил, что люди переоценивают сцену каждый раз, когда фиксируют что-то неожиданное, феномен, известный как "ошибка предсказания". Однако вывод о том, что успешная компьютерная модель уделяла больше внимания неопределенности, чем ошибкам предсказания, поставил под сомнение эту теорию.

"Мы занимаемся наукой", — сказал Закс. "Мы пересматриваем теории, сталкиваясь с новыми данными."

Неожиданности всё ещё важны, и нет необходимости полностью отказываться от концепции ошибки предсказания, сказал Нгуен. "Мы начинаем думать, что мозг использует оба механизма", — сказал он. "Это не вопрос выбора одного из них. Каждая модель может внести уникальный вклад в наше понимание человеческого познания."

Роль памяти в обработке событий

Маверик Смит, научный сотрудник Лаборатории динамического познания, также изучает взаимосвязь между пониманием событий и памятью. Работая с Хизер Бейли, бывшей постдокторанткой WashU, которая сейчас является доцентом в Университете штата Канзас, Смит стал соавтором обзорной статьи в Nature Reviews Psychology, собрав растущие доказательства того, что долговременная память тесно связана со способностью логично и точно определять, где одно событие заканчивается и начинается другое.

"Существует множество индивидуальных различий в способности определять начало и конец событий, и эти различия могут сильно предсказывать, насколько хорошо люди запоминают события впоследствии", — сказал Смит. "Мы надеемся разработать вмешательство, которое сможет улучшить память, помогая людям лучше сегментировать события."

Влияние возраста на восприятие событий

Как и Закс, Смит полагается на видеоклипы, чтобы лучше понять, как мозг обрабатывает события. Вместо приготовления еды или уборки его видео показывают человека, совершающего покупки в магазине, настраивающего принтер или выполняющего другие повседневные задачи. В различных экспериментах зрители нажимают кнопки, когда считают, что одно событие начинается или заканчивается. Затем Смит тестирует память участников о видео с помощью серии письменных вопросов.

Смит обнаружил, что пожилым людям труднее обрабатывать события, что может играть роль в возрастных нарушениях памяти. "Возможно, существует способ вмешаться, чтобы помочь им лучше запоминать события в их жизни", — сказал он.

Дальнейшие исследования

Закс, Нгуен, Смит и другие члены кафедры психологических и нейробиологических наук имеют амбициозные планы по дальнейшему изучению способности мозга обрабатывать и запоминать события. Команда Закса работает над использованием фМРТ для отслеживания реакции 45 участников на видео повседневных событий в реальном времени. "Мы изучаем реальные нейродинамические процессы этих когнитивных функций", — сказал Закс.

Другое исследование отслеживает движения глаз, предоставляя новый взгляд на то, как мы видим мир. "Когда люди смотрят на повседневную деятельность, они много времени тратят на то, чтобы наблюдать за руками людей", — объяснил Закс.

Смит в настоящее время использует эксперименты на основе видео, чтобы проверить, может ли он улучшить память участников исследования — включая пожилых людей и тех, кто страдает болезнью Альцгеймера, — облегчая идентификацию границ между событиями. В конечном итоге он хотел бы понять, как наблюдения за событиями сохраняются и поддерживаются в долговременной памяти.

"Некоторые люди определённо лучше других сегментируют события на значимые части", — сказал Смит. "Можно ли улучшить эту способность, и приведёт ли это к улучшению памяти? Это вопросы, на которые мы продолжаем искать ответы."