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# Biologie# Neurowissenschaften

Einflüsse von vergangenen Erfahrungen auf die aktuelle Wahrnehmung

Forschung zeigt, wie frühere visuelle Reize unsere aktuellen Wahrnehmungen im Gehirn beeinflussen.

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Der Einfluss vonDer Einfluss vonErinnerungen auf dieWahrnehmungheutige Reaktionen beeinflussen.Eine Studie zeigt, wie vergangene Reize
Inhaltsverzeichnis

Unsere Umgebung verändert sich ständig, besonders visuell. Trotzdem nehmen wir unsere Umwelt über kurze Zeiträume als stabil und konsistent wahr. Diese Stabilität hängt mit einem Konzept zusammen, das als Serielle Abhängigkeit bekannt ist. Serielle Abhängigkeit bedeutet, dass unsere aktuelle Wahrnehmung eines Objekts von unseren früheren Erfahrungen mit ähnlichen Objekten beeinflusst wird. Einfach gesagt, wenn wir jetzt etwas sehen, erinnern wir uns vielleicht daran, dass es ähnlicher zu einem Ding war, das wir direkt zuvor gesehen haben, auch wenn sie tatsächlich ziemlich unterschiedlich waren. Dieser Effekt ist am stärksten bei Objekten, die zeitlich und räumlich nah beieinander liegen, auf die wir uns konzentrieren und die ähnliche Merkmale aufweisen.

Serielle Abhängigkeit funktioniert in verschiedenen Phasen, wie wir Objekte verarbeiten, einschliesslich der Art und Weise, wie wir Informationen aufnehmen, sie erinnern und dann Entscheidungen auf dieser Basis treffen. Wissenschaftler haben den Blickwinkel des Geistes zu diesem Thema ausführlich untersucht, aber die Gehirnaktivität, die mit serielle Abhängigkeit verbunden ist, ist noch nicht vollständig klar und ist ein Bereich fortlaufender Forschung.

Verständnis der Gehirnmechanismen hinter serielle Abhängigkeit

Ein wichtiger Aspekt der aktuellen Forschung ist herauszufinden, wie Gedächtnisspuren aus vergangenen Ereignissen unsere aktuellen Gedanken und Handlungen beeinflussen. Einige Studien an Affen und Menschen mit Gehirnaufzeichnungen haben gezeigt, dass unser Gehirn möglicherweise Informationen von einem vorherigen Reiz kurz bevor wir auf einen neuen visuellen Reiz stossen, wieder aufruft. Diese Re-Aktivierung scheint zu helfen, wie wir auf neue Informationen reagieren.

Zusätzlich haben Forscher beobachtet, dass die Stimulation bestimmter Bereiche des Gehirns den Einfluss früherer Erfahrungen auf unsere aktuellen Wahrnehmungen steigern kann, was auf einen direkten Zusammenhang zwischen der Gehirnaktivität während der Re-Aktivierung und unseren Wahrnehmungsverzerrungen hinweist.

In anderen Studien haben Wissenschaftler die Gehirnreaktionen auf aktuelle Reize gemessen, um zu sehen, wie sehr sie von den vorherigen beeinflusst werden. Dieses Verfahren bietet einen klareren Einblick, wie laufende mentale Prozesse von jüngsten Erfahrungen beeinflusst werden. Erste Forschungen deuteten darauf hin, dass, wenn ein neuer visueller Reiz ähnlich, aber nicht identisch mit dem alten ist, unser Gehirn sowohl Anzeichen von Anziehung als auch Abstossung gegenüber den vergangenen Informationen zeigen könnte, was unser Verständnis darüber, wie Gedächtnis funktioniert, kompliziert.

Die aktuelle Studie: Untersuchung der neuronalen Signaturen serielle Abhängigkeit

Die aktuelle Forschung zielt darauf ab, einen direkten Indikator für serielle Abhängigkeit durch neuronale Signale zu finden. Mit fortschrittlichen Bildgebungstechniken im Gehirn erhofften sich die Wissenschaftler, dass die Darstellung des Gehirns der derzeit erinnerte Reize diese anziehende Verzerrung gegenüber zuvor erlebten Reizen widerspiegeln würde.

Die Forscher entwarfen ein Experiment, bei dem die Teilnehmer zwei verschiedene Bewegungsrichtungen, die nacheinander präsentiert wurden, erinnern sollten. Nach einer kurzen Pause erhielten sie einen Hinweis, welche Bewegung sie sich merken sollten. Diese Anordnung ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Gehirnaktivität über die Zeit zu verfolgen und zu bewerten, wann die aktuelle Darstellung Anzeichen von Anziehung zur Vergangenheit zeigte.

Verhaltens Ergebnisse des Experiments

Zehn Teilnehmer nahmen an der Studie teil und merkten sich während jeder Versuch zwei visuelle Objekte, während ihre Gehirnaktivität aufgezeichnet wurde. Jeder Teilnehmer absolvierte mehrere Versuche, in denen sie sich die Richtung von sich bewegenden Punkten auf dem Bildschirm merken mussten. Die Studie stellte fest, dass die Teilnehmer eine klare Anziehung zur Zielrichtung des vorherigen Versuchs zeigten, als sie ihre Antworten abgaben. Diese Anziehung folgte einem bestimmten Muster, das zeigt, wie ihre Erinnerungen an frühere Objekte ihre aktuellen Antworten beeinflussen.

Ausserdem bemerkten die Forscher, dass diese Anziehung stärker war, wenn die Farben der Objekte übereinstimmten, was die Idee verstärkte, dass Kontext und Relevanz von Informationen eine entscheidende Rolle dabei spielen, wie serielle Abhängigkeit funktioniert.

Einblicke aus den MEG-Ergebnissen

Um die neuronale Basis der anziehenden Verzerrung in den Antworten zu untersuchen, verwendeten die Forscher eine Methode namens inverses Kodierungsmodell-Analyse auf den gesammelten Gehirnaktivitätsdaten. Sie wollten die erinnerten Bewegungsrichtungen basierend auf den während der Aufgabe beobachteten neuronalen Signalen rekonstruieren.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Gehirnaktivität klare Informationen über die Bewegungsrichtungen widerspiegelte, die die Teilnehmer zu erinnern versuchten. Erfolgreiche Rekonstruktionen deuteten darauf hin, dass die Teilnehmer während der gesamten Aufgabe Darstellungen der aktuellen Reize beibehielten. Als die Hinweise präsentiert wurden, wurde die Information über die Zielrichtung einflussreich, was Verschiebungen in der neuronalen Darstellung verursachte, die mit den beobachteten Verhaltensmustern übereinstimmten.

Anziehende Verschiebungen als Signatur der serielle Abhängigkeit

Das Hauptziel war es herauszufinden, ob die rekonstruierten Signale eine anziehende Verzerrung gegenüber früheren Zielrichtungen widerspiegelten. Die Forscher fanden heraus, dass die neuronalen Darstellungen klare Verschiebungen hin zur vorherigen Zielrichtung aufwiesen, besonders während kritischer Zeiträume der Aufgabe, wie zum Beispiel als die Hinweise präsentiert wurden.

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Gehirndarstellung aktueller Informationen tatsächlich zu vergangenen Informationen hingezogen wird, was starke Beweise für eine direkte neuronale Signatur von serielle Abhängigkeit im Arbeitsgedächtnis liefert.

Korrelation zwischen neuronaler Aktivität und Verhaltensantworten

Um das Verhältnis zwischen neuronalen Signalen und Verhaltens Ergebnissen besser zu verstehen, führten die Forscher zusätzliche Analysen durch. Sie untersuchten, ob die Verschiebungen in den neuronalen Darstellungen mit dem Verhalten der Teilnehmer beim Erinnern der Zielrichtung übereinstimmten. Die Analyse ergab positive Korrelationen, die darauf hinweisen, dass wenn sich die neuronalen Darstellungen in eine bestimmte Richtung bewegten, ähnliche Abweichungen in den Antworten der Teilnehmer beobachtet wurden.

Dieser Teil der Studie unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses, wie neuronale Prozesse mit tatsächlichem Verhalten zusammenhängen, und bestätigt, dass Verzerrungen im Gehirn beeinflussen, wie wir uns an visuelle Reize erinnern und darauf reagieren.

Reaktivierung vorheriger Zielrichtungen

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Studie bestand darin, die Re-Aktivierung vorheriger Zielinformationen zu untersuchen. Die Forscher wollten herausfinden, ob die Gehirndarstellung des vorherigen Ziels erkannt werden konnte, während die Teilnehmer sich auf das Erinnern neuer Informationen vorbereiteten. Im Einklang mit früheren Studien fanden die Forscher heraus, dass Informationen über das vorherige Ziel kurz bevor der neue Reiz gezeigt wurde, reaktiviert wurden.

Darüber hinaus entdeckten sie, dass diese Re-Aktivierung nicht nur zu Beginn des Versuchs stattfand, sondern auch später, als die Teilnehmer die Hinweise bezüglich des zu meldenden Objekts erhielten. Das deutet darauf hin, dass Gedächtnisspuren vom vorherigen Versuch bestehen bleiben und aktiv beeinflussen, wie wir neue Informationen verarbeiten.

Fazit: Die Bedeutung neuronaler Verzerrungen

Die Gesamtergebnisse dieser Studie geben ein klareres Bild davon, wie serielle Abhängigkeit auf neuronaler Ebene funktioniert. Durch innovative experimentelle Designs konnten die Forscher eine direkte neuronale Signatur der seriellen Abhängigkeit zeigen, die zeigt, dass unsere Darstellungen im Arbeitsgedächtnis nicht nur von aktuellen Reizen informiert werden, sondern auch erheblich von vergangenen Erfahrungen beeinflusst sind.

Zusammenfassend unterstützen die Beweise die Idee, dass unsere Erinnerungen an vergangene Ereignisse unsere Wahrnehmung und Reaktion auf neue Informationen prägen können, und betonen das ständige Zusammenspiel zwischen Gedächtnis und Wahrnehmung in unseren kognitiven Prozessen. Diese Forschung könnte helfen, unser Verständnis von Gedächtnissystemen im Gehirn zu vertiefen und Ansätze zur Bewältigung kognitiver Herausforderungen in verschiedenen Kontexten zu verbessern.

Originalquelle

Titel: A direct neural signature of serial dependence in working memory

Zusammenfassung: Significance StatementOur perception is biased towards sensory input from the recent past. While this "serial dependence" has been well established in behavior, a direct neural correlate of the phenomenon has not been determined. Applying multivariate analyses to magnetoencephalographic data during a visual working memory task, we found an attraction of neural representations to previous stimuli, which was consistent with behavioral responses. This is the first evidence for a direct neural signature of serial dependence. In addition, the present task, together with the high temporal resolution of magnetoencephalography, allowed us to identify the timing of serial dependence. In line with current theoretical models, we found serial dependence to emerge at late, post-encoding stages of information processing in working memory. Serial dependence describes the phenomenon that current object representations are attracted to previously encoded and reported representations. While attractive biases have been observed reliably and across various modalities in behavioral reports, a direct neural correlate has not been established. Previous studies have either shown a reactivation of past information without observing a neural signal related to the bias of the current information, or a repulsive distortion of current neural representations contrasting the behavioral bias. The present study recorded neural signals with magnetoencephalography during a working memory task to identify neural correlates of serial dependence. Participants encoded and memorized two sequentially presented motion directions per trial, one of which was later retro-cued for report. Multivariate analyses provided reliable reconstructions of both motion directions. Importantly, the reconstructed directions in the current trial were attractively shifted towards the target direction of the previous trial. This neural bias mirrored the behavioral attractive bias, thus reflecting a direct neural signature of serial dependence. The use of a retro-cue task in combination with magnetoencephalography allowed us to determine that this neural bias emerged at later, post-encoding time points. This timing suggests that serial dependence in working memory affects memorized information during read-out and reactivation processes that happen after the initial encoding. Taken together, we identified a direct neural signature of serial dependence, which occurs during later processing stages of working memory representations.

Autoren: Christoph Bledowski, C. Fischer, J. Kaiser

Letzte Aktualisierung: 2024-05-14 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.593912

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.593912.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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