Summary: Styrken af en persons mentale billeder er forbundet med excitabilitet i den præfrontale cortex og den visuelle cortex. Stærkt excitable neuroner i den visuelle cortex kan reducere en persons evne til at forestille sig mentale billeder. Resultaterne kaster lys over, hvordan aphantasi, en tilstand, hvor en person ikke kan forestille sig mentale billeder, kan opstå.
Kilde: En undersøgelse ledet af forskere fra UNSW Sydney har vist, at styrken af en persons mentale forestillingsevne, dvs. evnen til at forestille sig noget for sit indre øje, hænger sammen med excitabiliteten i forskellige hjerneområder.
En exciterbar præfrontal cortex gjorde en person mere tilbøjelig til at visualisere stærke billeder, mens det modsatte var tilfældet i den visuelle cortex.
Hjernens excitabilitet er sandsynligheden for, at neuroner vil fyre, og den varierer fra person til person – tidligere undersøgelser har f.eks. vist, at personer, der oplever migræne med aura, har høj excitabilitet i den visuelle cortex.
“Overraskende nok så deltagerne med mindre exciterbar visuel cortex stærkere mentale billeder”, siger Dr. Rebecca Keogh, postdoc på School of Psychology og hovedforfatter på undersøgelsen. Resultaterne blev offentliggjort i dag i tidsskriftet eLife.
Neuroner, der affyres hyppigere i den visuelle cortex, kan tilføje “støj” til billedsignalet, teoretiserer forskerne – og dermed forstyrre en persons evne til at danne et klart billede i tankerne.
“Tænk på hjernens visuelle cortex som en tavle”, siger Dr. Keogh, der arbejder sammen med professor Joel Pearson i UNSW’s Future Minds Lab, et center, der både udfører grundlæggende kognitiv neurovidenskabelig forskning og anvendt arbejde.
“Hvis man tegner et billede på en støvet (mere ophidset) tavle, vil det være svært at se, men hvis man tegner på en renere (mindre ophidset) tavle, vil billedet være tydeligere.”
Den neurovidenskabelige undersøgelse anvendte en tilgang med flere metoder til at identificere forbindelsen mellem excitabilitet og billedstyrke, herunder analyse af fMRI-hjernebillederdata og magnetisk induktion af svage hallucinationer (en metode kaldet transkraniel magnetisk simulering eller TMS).
Efter at have identificeret en forbindelse mellem hjernens excitabilitet og billedstyrke ændrede forskerne excitabiliteten i en persons visuelle cortex ved hjælp af en ikke-invasiv hjernestimulering (kaldet Transcranial Direct Current Stimulation, eller tDCS) for at se, om det udløste en ændring af deres billedstyrke. Hver fase af forskningen havde 16-37 deltagere, med over 150 personer i alt. De har planer om at udvide denne forskning i fremtidige undersøgelser.
“Der er også store individuelle forskelle i vores evne til at skabe billeder i vores sind”, siger Dr. Keogh. “For nogle mennesker er billedet så klart, at det næsten er som at se; for andre er det svagt og svagt. Nogle mennesker kan slet ikke se noget som helst.
“Vores forskning giver en mulig neurologisk forklaring på, hvorfor disse store individuelle forskelle opstår.”
Årsagen til sådanne forskelle har været et videnskabeligt mysterium, siden Charles Darwins fætter, Francis Galton, i 1883 opdagede, at nogle mennesker har stærke billeder, mens andre er født uden nogen billeder overhovedet.
“Galtons opdagelse blev gjort i 1883, men nogle teoretiserer, at spørgsmålet også kan dateres så langt tilbage som til filosoffen Platon,” siger professor Pearson, der er direktør for Future Minds Lab.
“Det er spændende endelig at opdage de første ledetråde til, hvorfor hver enkelt af os har et så forskelligt mentalt liv.”
Spionerer ind i fantasien
For at måle, hvor levende en persons mentale forestillinger er, anvendte forskerne en laboratoriemetode, der bruger en visuel illusion kaldet “binokulær rivalisering” til direkte at måle den sensoriske styrke af forestillingerne. Denne metode er mere pålidelig og præcis end at spørge deltagerne om deres mening om, hvor stærk deres billeddannelse er.
“Deltagerne blev vist enten bogstavet ‘R’ eller ‘G’ i begyndelsen af hvert forsøg med billeddannelseseksperimentet,” siger Dr. Keogh. “Bogstavet repræsenterede det billede, som de skulle forestille sig: ‘R’ indikerede et vandret rødt mønster, mens ‘G’ indikerede et lodret grønt mønster.
“De skulle derefter forestille sig det røde eller grønne mønster i 6-7 sekunder. Herefter blev et billede af mønstret vist for dem på en skærm (binokulær rivalitetsvisning) i et kort øjeblik på 750 millisekunder.
“Da billedet forsvandt, rapporterede de, hvilket billede der havde været dominerende, dvs. om de så mest grønt, rødt eller en blanding. Vi målte den visuelle billedstyrke som den procentdel af forsøg, hvor det billede, de forestillede sig, var det billede, de så i den binokulære rivaliserende visning.”
Jo stærkere deres mentale billede var, jo mere sandsynligt var det, at det dominerede de korte visuelle stimuli.
“Denne metode omgår behovet for at spørge hver enkelt deltager om deres mening om deres eget billede, som vi ved ofte er forudindtaget,” siger professor Pearson.
“I stedet synes illusionen at måle det sensoriske spor, som det mentale billede efterlader i hjernen.”
Modulering af neurale aktivitet
Teamet justerede også hjernens excitabilitet gennem den ikke-invasive hjernestimulering, tDCS. Denne procedure involverede, at der blev sat to små elektroder – en positiv og en negativ – på siderne af hovedet.
“Helt grundlæggende kan man sige, at når man placerer den positive elektrode (kendt som en ‘anode’) over en del af hjernen, kan det øge sandsynligheden for, at neuronerne vil affyre. Hvis man på samme måde placerer den negative elektrode (katode) på området nedenunder, bliver det mindre exciterbart,” siger Dr. Keogh.
Denne procedure gør ikke ondt – deltagerne vil højst føle en kløe eller en prikkende fornemmelse på huden.
“Manipulering af hjernens excitabilitetsniveauer fik billedstyrken til at ændre sig, hvilket tyder på, at forbindelsen ikke blot er korrelativ, men årsagsskabende,” siger Dr. Keogh.
“Dette er en spændende udvikling for brugen af tDCS i potentielle billedtilpasningsterapier.”
Fremadrettet
Der er behov for yderligere forskning i tDCS – herunder hvordan det virker over længere tid, og hvorfor nogle mennesker synes at vise større eller mindre excitabilitetsændringer ved elektrisk stimulering – for at vurdere, hvordan det kan bruges i potentielle terapier. Hvis det er muligt, kunne terapien hjælpe mennesker med overaktiv eller underaktiv billedvisualisering, hvis den er gennemførlig.
“I mange psykiske lidelser kan billeddannelse blive ukontrollabel og traumatisk”, siger Dr. Keogh. “Vores data antyder en mulig måde at behandle symptomatiske visuelle mentale billeder på ved at manipulere hjernens excitabilitet på en ikke-intrusiv måde.”
Prof Pearson og Dr. Keogh ønsker også at se, hvordan deres resultater kan forklare aphantasi – en tilstand, hvor folk slet ikke kan visualisere noget som helst.
“Denne opdagelse kan også kaste lys over det aktuelle emne om, hvad der forårsager aphantasi og hyperphantasi (meget aktive visualiseringer)”, siger professor Pearson. “Selv om vi ikke testede nogen af dem i denne undersøgelse, rummer vores resultater det første fingerpeg om en hjernemekanisme, der kan drive disse tilstande.”
Dr. Keogh siger, at enhver kognition, der bruger visuelle billeder, sandsynligvis vil blive påvirket af styrken af en persons billedstyrke.
“Ved at forstå, hvad der driver disse individuelle forskelle på et neuralt niveau, kan vi potentielt øge billedstyrken og dermed også øge andre kognitioner, der bruger visuelle billeder,” siger hun.
Mental billeddannelse spiller en vigtig rolle i hverdagen og i mentale processer. Uanset om det drejer sig om at huske fortiden, læse bøger eller i guidet meditation, bruger mange mennesker visuelle billeder hver dag.
“Mental billeddannelse er en central mental proces”, siger professor Pearson. “Den er nøglen til at åbne vores forståelse af, hvordan vi tænker, føler, husker og træffer beslutninger.”
Om denne neurovidenskabelige forskningsartikel
Kilde:
University of New South Wales
Mediekontakter:
Sherry Landow – University of New South Wales
Billedkilde:
Billedet er offentligt tilgængeligt.
Original Research: Original Research:
Billedet er offentligt tilgængeligt: Af Rebecca Keogh Er en tilsvarende forfatter, Johanna Bergmann, Joel Pearson.
eLife doi:10.7554/eLife.50232
Abstrakt
Kortikal excitabilitet kontrollerer styrken af mental billeddannelse
Mental billeddannelse giver et vigtigt simuleringsværktøj til at huske fortiden og planlægge fremtiden, idet dens styrke påvirker både kognition og mental sundhed. Forskning tyder på, at neural aktivitet, der spænder over præfrontale, parietale, temporale og visuelle områder, understøtter genereringen af mentale billeder. Præcis hvordan dette netværk styrer styrken af visuelle billeder er stadig ukendt. Her viser hjerneafbildnings- og transkranielle magnetiske fosfendata, at lavere hvileaktivitet og excitabilitetsniveauer i tidlig visuel cortex (V1-V3) forudsiger stærkere sensorisk billeddannelse. Endvidere øger elektrisk nedsat excitabilitet i den visuelle cortex ved hjælp af tDCS billedstyrken, hvilket viser, at excitabilitet i den visuelle cortex spiller en årsagsskabende rolle i kontrollen af visuel billeddannelse. Tilsammen tyder disse data på en neurofysiologisk mekanisme for kortikal excitabilitet, der er involveret i styringen af styrken af mentale billeder.