Podsumowanie: Siła mentalnych wyobrażeń danej osoby jest związana z pobudliwością w korze przedczołowej i korze wzrokowej. Wysoce pobudliwe neurony w korze wzrokowej mogą zmniejszać zdolność osoby do wyobrażania sobie obrazów mentalnych. Wyniki rzucają światło na to, jak afantazja, stan, w którym osoba nie może obrazować obrazów mentalnych, może wystąpić.
Źródło: University of New South Wales
Siła mentalnych wyobrażeń osoby – jej zdolność do wyobrażenia sobie czegoś w oku umysłu – jest powiązana z pobudliwością różnych regionów mózgu, odkryło badanie prowadzone przez naukowców z UNSW Sydney.
Pobudliwa kora przedczołowa zwiększała prawdopodobieństwo, że dana osoba będzie wizualizować silne obrazy, podczas gdy w przypadku kory wzrokowej było odwrotnie.
Budliwość mózgu to prawdopodobieństwo, że neurony będą się palić, i różni się w zależności od osoby – na przykład poprzednie badania wykazały, że ludzie, którzy doświadczają migreny z aurą, mają wysoką pobudliwość kory wzrokowej.
„Co zaskakujące, uczestnicy z mniej pobudliwą korą wzrokową widzieli silniejsze obrazy mentalne” – mówi dr Rebecca Keogh, doktorantka w Szkole Psychologii i główna autorka badania. Wyniki zostały opublikowane dzisiaj w czasopiśmie eLife.
Neurony, które strzelają częściej w korze wzrokowej mogą być dodawanie „szumu” do sygnału obrazu, naukowcy teoretyzują – zakłócając zdolność osoby do tworzenia jasnego obrazu w ich umyśle.
„Pomyśl o korze wzrokowej mózgu jak o tablicy kredowej”, mówi dr Keogh, który pracuje z profesorem Joelem Pearsonem w Laboratorium Przyszłych Umysłów UNSW, centrum, które prowadzi zarówno podstawowe badania w zakresie neuronauki poznawczej, jak i prace stosowane.
„Rysując obraz na zakurzonej (bardziej pobudliwej) tablicy kredowej, trudno byłoby go zobaczyć, ale jeśli narysujesz na czystszej (mniej pobudliwej) tablicy kredowej, obraz będzie wyraźniejszy.”
W badaniu neurobiologicznym zastosowano podejście wielometodowe w celu zidentyfikowania związku między pobudliwością a siłą obrazu, w tym analizę danych obrazowania mózgu metodą fMRI i magnetycznie wywoływanie słabych halucynacji (metoda zwana Przezczaszkową Symulacją Magnetyczną lub TMS).
Po zidentyfikowaniu związku między pobudliwością mózgu a siłą wyobrażeń, badacze zmienili pobudliwość kory wzrokowej danej osoby za pomocą nieinwazyjnej stymulacji mózgu (zwanej Przezczaszkową Stymulacją Prądem Stałym, lub tDCS), aby sprawdzić, czy wywołało to zmianę w ich sile wyobrażeń. W każdej fazie badań wzięło udział 16-37 uczestników, w sumie ponad 150 osób. Planują oni rozszerzyć te badania w przyszłych studiach.
„Istnieją również duże różnice indywidualne w naszej zdolności do tworzenia obrazów w naszym umyśle”, mówi dr Keogh. „Dla niektórych ludzi obraz jest tak wyraźny, że jest prawie jak widzenie; dla innych jest słaby i niewyraźny. Niektórzy ludzie w ogóle nic nie widzą.
„Nasze badania oferują potencjalne neurologiczne wyjaśnienie, dlaczego występują te duże różnice osobnicze.”
Przyczyna takich różnic była naukową tajemnicą od czasu, gdy kuzyn Karola Darwina, Francis Galton, odkrył w 1883 roku, że niektórzy ludzie mają silne wyobrażenia, podczas gdy inni rodzą się bez żadnych wyobrażeń w ogóle.
„Odkrycie Galtona zostało dokonane w 1883 roku, ale niektórzy teoretyzują, że pytanie może również pochodzić aż od filozofa Platona”, mówi prof. Pearson, dyrektor Future Minds Lab.
„To ekscytujące, że w końcu odkrywamy pierwsze wskazówki, dlaczego życie umysłowe każdego z nas tak bardzo się różni.”
Wgląd w wyobraźnię
Aby zmierzyć żywość wyobrażeń umysłowych danej osoby, badacze zastosowali metodę laboratoryjną, która wykorzystuje iluzję wzrokową zwaną „rywalizacją binokularną” do bezpośredniego pomiaru siły sensorycznej wyobrażeń. Metoda ta jest bardziej wiarygodna i dokładna niż pytanie uczestników o ich opinię na temat tego, jak silne są ich wyobrażenia.
„Uczestnikom pokazywano albo literę 'R’ albo 'G’ na początku każdej próby eksperymentu wyobrażeniowego” – mówi dr Keogh. „Litera reprezentowała obraz, który mieli sobie wyobrazić: 'R’ wskazywało poziomy czerwony wzór, podczas gdy 'G’ wskazywało pionowy zielony wzór.
„Następnie musieli wyobrazić sobie czerwony lub zielony wzór przez 6-7 sekund. Po tym czasie obraz wzoru był im pokazywany na ekranie (wyświetlacz rywalizacji binokularnej) przez krótkie 750 milisekund.
„Kiedy obraz zniknął, zgłaszali, który obraz był dominujący, tj. czy widzieli głównie zielony, czerwony, czy mieszankę. Zmierzyliśmy siłę wyobrażenia wizualnego jako procent prób, w których wyobrażony obraz był obrazem, który widzieli na ekranie rywalizacji obuocznej.”
Im silniejsze wyobrażenie mentalne, tym bardziej prawdopodobne było, że zdominuje ono krótkie bodźce wizualne.
„Ta metoda omija potrzebę pytania każdego uczestnika o jego opinię na temat jego własnych wyobrażeń, co, jak wiemy, jest często tendencyjne” – mówi prof. Pearson.
„Zamiast tego iluzja wydaje się mierzyć ślad sensoryczny pozostawiony w mózgu przez obraz mentalny.”
Modulowanie aktywności neuronalnej
Zespół regulował również pobudliwość mózgu poprzez nieinwazyjną stymulację mózgu, tDCS. Procedura ta polegała na umieszczeniu dwóch małych elektrod – jednej dodatniej i jednej ujemnej – po bokach głowy.
„W bardzo podstawowych kategoriach, kiedy umieścić elektrodę dodatnią (znany jako „anoda”) nad częścią mózgu, może zwiększyć prawdopodobieństwo, że neurony będzie ogień. Podobnie, jeśli umieścimy elektrodę ujemną („katodę”) na obszarze pod nią, staje się on mniej pobudliwy” – mówi dr Keogh.
Ta procedura nie boli – co najwyżej uczestnicy będą odczuwać swędzenie lub mrowienie na skórze.
„Manipulowanie poziomami pobudliwości mózgu spowodowało zmianę siły obrazu, co sugeruje, że związek nie jest tylko korelacyjny, ale przyczynowy”, mówi dr Keogh.
„Jest to ekscytujące osiągnięcie w zakresie wykorzystania tDCS w potencjalnych terapiach korygujących wyobrażenia.”
Patrząc w przyszłość
Dalsze badania nad tDCS – w tym jak to działa w dłuższych okresach czasu i dlaczego niektórzy ludzie wydają się wykazywać większe lub mniejsze zmiany pobudliwości do stymulacji elektrycznej – jest potrzebne do oceny, jak to może być stosowane w potencjalnych terapiach. Jeśli będzie to wykonalne, terapia mogłaby pomóc ludziom z nadaktywnymi lub niedoaktywnymi wizualizacjami wyobrażeniowymi.
„W wielu zaburzeniach psychicznych, wyobrażenia mogą stać się niekontrolowane i traumatyczne,” mówi Dr Keogh. „Nasze dane sugerują możliwy sposób leczenia objawowych wizualnych wyobrażeń umysłowych poprzez nieinwazyjne manipulowanie pobudliwością mózgu.”
Prof Pearson i dr Keogh chcą również zobaczyć, jak ich ustalenia mogą wyjaśnić afantazję – stan, w którym ludzie nie mogą wizualizować niczego w ogóle.
„To odkrycie może również rzucić światło na aktualny temat, co powoduje afazję i hiperfantazję (bardzo aktywne wizualizacje),” mówi prof. Pearson. „Chociaż nie testowaliśmy żadnego z nich w tym badaniu, nasze odkrycia stanowią pierwszą wskazówkę dla mechanizmu mózgowego, który może napędzać te warunki.”
Dr Keogh mówi, że każde poznanie, które wykorzystuje wyobrażenia wizualne, będzie prawdopodobnie dotknięte przez siłę indywidualnej wyobraźni.
„Poprzez zrozumienie, co napędza te indywidualne różnice na poziomie neuronalnym, możemy potencjalnie zwiększyć siłę wyobraźni, a z kolei zwiększyć inne poznania, które wykorzystują wyobrażenia wizualne,” mówi.
Wyobrażenia umysłowe odgrywają ważną rolę w życiu codziennym i w procesach umysłowych. Czy to wspominając przeszłość, czytając książki lub w medytacji, wielu ludzi używa wyobrażeń wizualnych każdego dnia.
„Wyobraźnia umysłowa jest kluczowym procesem umysłowym”, mówi prof. Pearson. „It holds the key to unlocking our understanding of how we think, feel, remember and make decisions.”
About this neuroscience research article
Source:
University of New South Wales
Media Contacts:
Sherry Landow – University of New South Wales
Źródło obrazu:
Obraz znajduje się w domenie publicznej.
Original Research: Open access
„Cortical excitability controls the strength of mental imagery”. autor: Rebecca Keogh Jest autorem korespondującym, Johanna Bergmann, Joel Pearson.
eLife doi:10.7554/eLife.50232
Abstract
Cortical excitability controls the strength of mental imagery
Mental imagery provides an essential simulation tool for remembering the past and planning the future, with its strength affecting both cognition and mental health. Badania sugerują, że aktywność neuronalna obejmująca obszary przedczołowe, ciemieniowe, skroniowe i wzrokowe wspiera generowanie obrazów mentalnych. Nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób sieć ta kontroluje siłę wyobrażeń wzrokowych. Dane z obrazowania mózgu i przezczaszkowej fosfory magnetycznej pokazują, że niższa aktywność spoczynkowa i poziom pobudliwości we wczesnej korze wzrokowej (V1-V3) przewidują silniejsze wyobrażenia zmysłowe. Ponadto, elektryczne obniżenie pobudliwości kory wzrokowej za pomocą tDCS zwiększa siłę wyobrażenia, demonstrując przyczynową rolę pobudliwości kory wzrokowej w kontrolowaniu wyobrażenia wzrokowego. Łącznie, dane te sugerują neurofizjologiczny mechanizm pobudliwości korowej zaangażowany w kontrolowanie siły obrazów mentalnych.