يدرس البروفيسور شاؤول هوشستين من الجامعة العبرية عمليات التعلم والذاكرة للمعلومات المرئية. ويزعم هو وزملاؤه، خلافًا للتفكير التقليدي، أن السرعة التي يتعرف بها الشخص على الأشياء ومدى تذكره لها يعتمد على أهميتها لبقائه وليس على تعقيدها.
أوري نيتسان
ثلاثة أمثلة من تجارب معالجة المعلومات المرئية.
في الصورة أ، يحتاج الموضوع إلى عُشر ثانية،
في المتوسط، لاختيار القيم المتطرفة من حيث اللون أو
التحيز؛ في الصورة (ب)، يستغرق الأمر ثانية واحدة في المتوسط
اختر ما هو غير عادي - الخط ذو ميل مختلف
وبقية الخطوط لها نفس اللون . في الصورة ج
يستغرق الأمر عُشر ثانية لتحديد موقع الوجه، وهو كذلك
عظم معقد نسبيًا
يعد بناء صورة للعالم المحيط من أعقد المهام التي يقوم بها الدماغ، والبحث العلمي بدأ للتو في فك رموز الآليات المسؤولة عن تنفيذها. فالنظام البصري مطلوب لمعالجة صورة العالم وبناء تمثيل داخلي لها. ولا يستطيع الإنسان الاستجابة للأحداث التي تجري حوله إلا بعد معالجة الصورة، واكتشاف ما فيها.
يدرس البروفيسور شاؤول هوشستين من المركز متعدد التخصصات للحوسبة العصبية في الجامعة العبرية عمليات التعلم البصري والذاكرة، التي تشارك في بناء صورة العالم. تعتمد هذه العمليات على التغيرات في الوقت الحقيقي في الخلايا العصبية في الدماغ. يقول هوشستاين: "المسألة العامة التي تشغلنا هي حدود قدرة الدماغ على التغيير". "نحن نحاول الإجابة على سؤالين مركزيين: كيف يتعلم الإنسان من خلال النظام البصري؟ وأين تتم عمليتي التعلم البصري وتخزين الذاكرة؟ للإجابة
نقوم بدراسة هذه الأسئلة المعقدة في الجهاز البصري على عدة مستويات وبعدة طرق: التسجيل الكهربائي من الخلايا العصبية الفردية، وتصوير الدماغ لمناطق كاملة من الدماغ، والاختبارات السلوكية التي تختبر التعلم البصري وقدرات الذاكرة، والتي تسمح لنا بوصف القوانين التي تشكل صورة العالم."
يتكون المحفز البصري الأولي من ملايين فوتونات الضوء، التي تسقط على كل خلية من خلايا الشبكية البالغ عددها مائة مليون خلية في العين. ومن أجل فك رموز ما هو "مرئي" وتحديده، يقوم الدماغ بتحليل جوانب مختلفة من الصورة في عملية معالجة تشمل أكثر من ثلاثين مركزًا بصريًا في مناطق مختلفة من الدماغ. يتم تنظيم مراكز الرؤية في تسلسل هرمي، من المراكز المنخفضة حيث تتم المعالجة الأولية للمعلومات الواردة من العين، إلى مراكز الرؤية العالية التي تعطي تمثيل الصورة خصائص مجردة مثل المعنى والسياق. مراكز الرؤية العليا مسؤولة أيضًا عن تحديد الأشياء وإدراك فئات الحيوانات والمنازل والأواني والأطعمة والوجوه وما شابه.
وفي إحدى مراحل المعالجة الدنيا، يتعرف الدماغ على الحدود بين المناطق المضيئة والمظللة، وبالتالي يعطي الصورة المرئية معنى أساسيا يتعلق بالحدود بين الأشياء المختلفة أو أجزاء من الأشياء. يتزايد نشاط خلايا الدماغ في المراكز ويمثل بالفعل الخطوط العريضة (خطوط ذات ميل زاوي، في مكان معين وسمك معين)؛ ومن هذه الخطوط يتم بناء تمثيل لأشكال هندسية يضاف إليها اللون والحركة. في نهاية العملية، يتم الحصول على تمثيل للأشياء المعقدة مثل الوجه.
تتم معالجة المعلومات الاستدلالية بطريقتين رئيسيتين ومتكاملتين. الطريقة الأولى
هي "المعالجة المتزامنة"، والتي تحدث عندما يقوم النظام البصري بمعالجة الجوانب في وقت واحد
مختلفة عن الصورة. في هذا النوع من المعالجة فقط في نهاية العملية يتم دمج الألوان معًا،
الحركة والشكل والموقع في الفضاء والمتغيرات الأخرى، إلى صورة كاملة. الطريق
والثاني يسمى "المعالجة التسلسلية". في هذا النوع من المعالجة، تنتقل المعلومات من المركز البصري
واحد إلى الذي يليه، حيث أن كل مركز "يستقبل المعلومات التي تصله من المراكز
السفلي، ويقوم بترقيته ونقله إلى مراكز الرؤية العليا
"أكثر من ذلك،" يوضح هوشتاين. "عندما يقرأ الشخص صحيفة، على سبيل المثال، تتراكم المراكز البصرية
خطوط من النقاط السوداء المطبوعة على الصفحة، من السطور التي تتكون منها الحروف،
ومن الحروف كلمات، ومن الكلمات معنى."
تفترض نظرية التعلم البصري الكلاسيكية أنه من الأسهل بالنسبة لنا التعرف على الشكل وتذكره
بسيطة أو سمة معينة من الصورة، من الشكل المعقد. على سبيل المثال، في الصورة
ج: نتعرف في حوالي عُشر الثانية على ما هو غير عادي، سواء كان لونًا
استثناء الخط وما إذا كان ميله الزاوي مختلفًا في الفضاء. "مقارنة ب
ومع ذلك، يوضح هوشتاين، "إن تحديد الشذوذ في الصورة ب مهمة أكثر صعوبة.
هنا تكون الصورة أكثر تعقيدًا، ويجب على النظام البصري معالجة المعلومات ذات الصلة في نفس الوقت
للحصول على اللون والمعلومات المتعلقة بالتحيز الزاوي، ودمج نتائج هذه العروض لـ
كل سطر على حدة. في هذه الحالة، يحتاج الراصد إلى متوسط ثانية كاملة لمعرفة ذلك
أنت الاستثناء."
وفقًا للنظرية الكلاسيكية، فإن زمن الكشف عن جسم ما يزداد بما يتناسب بشكل مباشر مع تعقيده
وعدد الأشياء الموجودة في مجال الرؤية والتي يتعين على الناظر أن يعزل نفسه داخلها. هوكشتاين
وزميلته الدكتورة ميراف أحيشر، وهي أيضًا من مركز الحساب العصبي، تطورت على مر السنين
والأخيرة هي النظرية التي تعيد تعريف عمليات التعلم البصري والذاكرة،
ويقدم بديلاً لمبدأ التعقيد. "نحن نعتقد أن سرعة الكشف عن
الأشياء وتذكرها لا يعتمد على بساطة الشيء بل على درجة أهميته
ويشرح هوشستاين: "وأهميته في حياتنا". "يستخدم الدماغ كلا المعالجتين
في وقت واحد وفي معالجة تسلسلية، ولكن تصل المعلومات التي تدخل الوعي ويتم تخزينها في الذاكرة
أولا وقبل كل شيء من مراكز الرؤية العليا. المنتج النهائي للمعالجة هو هذا
الذي يخترق وعينا أولاً".
عندما طلب الباحثون من الأشخاص أن ينظروا إلى مجموعة من الأشياء مثل تلك الموجودة في الصورة C
ولاكتشاف الوجه - وهو إجراء أساسي لبقاء البشر - قاموا بأداء المهمة
وتتم المهمة في عُشر ثانية، بسرعة مماثلة لتلك المطلوبة لكشف اللون أو
زاوية ميل غير عادية. "عندما طلبنا منهم اكتشاف شيء أقل أهمية مثل الأداة
وقال هوشستاين: "لقد كانوا بحاجة إلى وقت أطول للعمل، لكنهم كانوا بحاجة إلى وقت أطول".
أن تعقيد الوجوه البشرية أعلى بكثير من تعقيد الأشياء الأخرى.
وفقًا لهوكستين، "إن الافتراض العملي الذي قمنا بصياغته هو أن الدماغ يحدد الموقع ويتعرف عليه ويتذكره
"الشيء الرئيسي" يمحو وينسى المعالج الموجود في بيئته. في الاختبار الذي أجريناه وجدنا
أن الأشخاص يفشلون في تذكر وتحديد الأشياء الإضافية التي يتم ترتيبها حول الوجه
من اكتشف؛ كما أنهم لم يتذكروا التفاصيل الدقيقة للوجوه نفسها. تحديد
سرعة الرئيسية تنطوي على نقص الوعي بالنشاط في المناطق السفلى من
النظام البصري".
كانت دراسة فسيولوجيا الجهاز البصري من الركائز المهمة في تأسيس النظرية الجديدة
وخصائص الخلايا العصبية على المستويات المختلفة في التسلسل الهرمي. في العديد من الدراسات حول النظام
وسجلت الرؤية النشاط الكهربائي الناشئ في هذه الخلايا في أدمغة الحيوانات
المختبر، استجابة لعرض صور بسيطة أو معقدة. فمن الممكن، على سبيل المثال، للتدريس
تتعرف القرود على شكل معين، مثل الوجه، وتلمسه بإصبعها عندما يتم عرضه عليها
على شاشة الكمبيوتر. تسجيل النشاط الكهربائي أثناء الدراسة أو أثناءها
وقد سمح تحديد الصورة العظمية للباحثين بتحديد المراكز البصرية المشاركة في التعلم
وفي التعرف على الكائنات.
ويؤكد أن "الأقطاب الكهربائية التي يضعها الباحثون في الدماغ لا تحفز الخلايا العصبية".
"لكنهم يسجلون النشاط الكهربائي الطبيعي. والقردة لا تشعر
وذلك لعدم وجود مستقبلات للألم في الدماغ، ومستوى الأمان العالي لهذه الطريقة
يسمح للأطباء بإجراء تسجيل كهربائي مماثل أيضًا في المرضى الذين يعانون من المتلازمات
علم الأعصاب معين".
في الخطوة التالية، تم اختبار مستوى التوافق بين النتائج في القرود والنظام البصري لبيني
شخص. "لقد أجرينا اختبارات تصوير الدماغ بالرنين المغناطيسي الوظيفي على الأشخاص أثناء مراقبتهم
في صور لأشياء مختلفة على شاشة الكمبيوتر. في الاختبار يمكنك رؤية إمدادات الدم
إلى مناطق الدماغ المختلفة، وكلما كانت المنطقة أكثر نشاطاً، كان تدفق الدم إليها أقوى
كثير. وباستخدام اختبار الرنين المغناطيسي الوظيفي، ثبت أن هناك علاقة بين موقع مراكز الرؤية
الإنسان، والتي تنشط أثناء التعرف على الوجه، لتحديد نفس المراكز في القرد".
قال هوكشتاين. تم اكتشاف هذا النشاط في عدة مناطق من الفص الخلفي الجانبي للدماغ
الدماغ. وهي المناطق التي تسبب الضرر فيها في بعض الحالات فقدان القدرة على التعرف عليها
وجوه ويرد وصف مثال مشهور لهذا النوع من الإصابة في كتاب طبيب الأعصاب
الأمريكي أوليفر ساكس، "الرجل الذي كان يعتقد أن زوجته قبعة".
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~442901389~~~174&SiteName=hayadan
תגובה אחת
هناك نظرية تقول أن تناسق الجسم والوجه يبدو أجمل بالنسبة لنا لأنه من الأسهل علينا أن ندرك بحواسنا (ونحن نفعل ذلك بشكل أسرع أيضًا) مثل هذه الأشكال الهندسية وأما الأشكال الأقل تماثلًا فسوف نتعرف عليها الوجوه الجميلة في الحشود أسرع من الوجوه الأقل جاذبية. إذا قمت بربط ذلك بالنظرية الواردة في هذه المقالة "إن السرعة التي يتعرف بها الشخص على الأشياء ودرجة تذكره لها تعتمد على أهميتها لبقائه وليس على تعقيدها" فهذا يعني أن الأشخاص الجذابين أكثر أهمية بالنسبة لنا. البقاء على قيد الحياة من الأشخاص الأقل جاذبية، وهذا بالطبع ليس صحيحًا بالضرورة.