This post is also available in Engels.
Ons brein is net een statisticus. Via ervaring en leren kan het voorspellen wat we waarnemen. Als verschillende scenario’s even waarschijnlijk zijn, bijvoorbeeld als we naar een ambigue scène kijken, ontstaat een competitie tussen groepen neuronen. Elke groep heeft zijn eigen interpretatie van de scène, maar slechts één groep kan winnen, en die groep bepaalt wat we zien.
Perceptuele rivaliteit
Om de mechanismen te onderzoeken die ten grondslag liggen aan deze competitie (die ook wel perceptuele rivaliteit wordt genoemd), wordt gewoonlijk een plaatje of video gebruikt die op twee manier geïnterpreteerd kan worden. Het fenomeen dat dan ontstaat is een spontane afwisseling van je perceptie tussen de twee interpretaties. Dit gebeurt ongeveer elke 5 tot 10 seconden.
De theorie erachter is als volgt: de waarnemer raakt gewend aan de huidige interpretatie, wat voor een verandering in aandacht zorgt richting de andere interpretatie (iets nieuws is altijd meer interessant!). Dit zorgt voor een constante verandering in wat we zien.
Laten we een kijkje nemen naar een concreet voorbeeld van perceptuele rivaliteit: bewegingsrivaliteit.
Beweging A + Beweging B = Beweging C?
Ik ga je nu een video laten zien die 50% van de tijd geïnterpreteerd wordt als één globale beweging (figuur 1.A) en 50% van de tijd als twee bewegingen die over elkaar zijn geplakt (figuur 1.B). Als je je aandacht richt op het kruis in het midden van het scherm, zal je waarneming van de beweging spontaan wisselen tussen de twee interpretaties. Ben je er klaar voor? Klik dan hier.
Wat gebeurt er in je brein?
Bewegingsperceptie is een cognitieve functie die plaatsvindt over de hiërarchie tussen zogenoemde low-level gebieden en high-level gebieden van de visuele cortex. Oudere onderzoeken geven aan dat deze gebieden reageren op verschillende vormen van beweging: low-level gebieden coderen alleen simpele bewegingsinformatie, terwijl high-level gebieden stukken informatie over globale beweging kunnen combineren om zo meer complexe bewegingen te herkennen.
A: low-level processing ; B: high-level processing
Als je bijvoorbeeld een rechthoekig, gestreept object horizontaal ziet bewegen (figuur 2.A), dan, als ik je vraag om aan te geven in welke richting de beweging gaat, heb je meer dan één herkenningspunt nodig (zoals een raster) om verschillende bewegingen van het object te onderscheiden (figuur 2.B). Dit geeft aan hoe onze waarneming afhangt van welke en op welke manier visuele informatie wordt geanalyseerd.
Als we kijken naar de neurale mechanismes die hier allemaal voor zorgen, vinden we bewijs dat low-level en high-level gebieden samenwerken via zowel laag-tot-hoog (feedforward) en hoog-tot-laag (feedback) verbindingen in de visuele cortex.
Voorspel een pizza
Volgens de Predictive Coding Theory wordt het nut van de feedback onderschat en is het cruciaal in hoe we onze omgeving waarnemen, bestuderen en onthouden. Gebaseerd op eerdere ervaringen voorspelt ons brein constant wat er waarschijnlijk zal gebeuren. Deze voorspellingen kunnen minder of meer accuraat zijn en de feedback verbindingen helpen ons om ze bij te stellen.
Stel dat ik gisteren in de kantine pizza had als lunch. Gebaseerd op deze ervaring is mijn representatie van pizza een brooddeeg met tomaat, mozzarella en oregano. Als een vriend me vandaag een pizza aanbiedt met room, ham en paddenstoelen, wordt mijn eerdere ervaring niet bevestigd. Mijn brein moet mijn eerdere pizza-representatie bijwerken aan de hand van deze nieuwe pizza-representatie.
Dit is het concept van de predictive coding theory: Eerst voorspelt je brein wat je gaat waarnemen. Dan kan je daadwerkelijke waarneming van de scène overeenkomstig zijn (je voorspelling wordt bevestigd) of niet (je voorspelling is onjuist). In het laatste geval ontstaat een voorspellingsfout-signaal om je eerste interpretatie van de scène bij te werken.
Wat zijn de vooruitzichten?
We hebben gezien dat feedback verbindingen (van high-level naar low-level gebieden) aanzienlijk veranderen hoe we dingen waarnemen. Maar het nut van feedback is ook onderzocht in andere onderzoeksgebieden, zoals leren, geheugen en aandacht.
Als we meer te weten komen over de functie van feedback verbindingen tussen hersengebieden, kan dit direct bijdragen aan ons begrip van cognitieve stoornissen zoals autisme of schizofrenie.
Oorspronkelijke taal: Engels
Auteur: Kim Beneyton
Buddy: Eva Klimars
Editor: Monica Wagner
Vertaler: Wessel Hieselaar
Editor Vertaling: Jill Naajien