اعمال دسته‌های بصری جدید در مغز انسان

کاوش در مورد اینکه چگونه مغز انسان مقوله‌های بصری جدیدی را می‌سازد، شامل درک مکانیسم‌های عصبی است که زیربنای دسته‌بندی بصری و سازگاری مغز برای پردازش و تشخیص محرک‌های بصری جدید است. در اینجا یک مرور کلی بر اساس نتایج جستجو آمده است:

مکانیسم‌های عصبی دسته‌بندی بصری

۱. مناطق کلیدی مغز درگیر

· قشر گیجگاهی تحتانی[1] (ITC): این ناحیه برای دسته‌بندی بصری حیاتی است، سلول‌های عصبی را در خود جای می‌دهد که تنظیم خاص دسته را نشان می‌دهند. این شامل ساختارهایی مانند ناحیه صورت دوکی[2] (FFA) است که به ویژه به چهره‌ها پاسخ می‌دهد و نقش مهمی در یادگیری دسته‌بندی‌های جدید چهره ایفا می‌کند [1][3].

· قشر بینایی: قشر بینایی، به ویژه جریان شکمی[3]، برای تشخیص اشیا ضروری است. این اطلاعات بصری را از سطوح پایین‌تر به بالاتر پردازش می‌کند و امکان شناسایی اشیاء پیچیده را بر اساس ویژگی‌های مشترک فراهم می‌کند [2][۶].

· قشر پیش‌پیشانی[4] (PFC): PFC در عملکردهای شناختی مرتبه بالاتر، از جمله قوانین و استراتژی‌های دسته‌بندی نقش دارد. با ITC تعامل می‌کند تا بازنمایی‌های دسته‌بندی را اصلاح کند، و مکانیزم بازخوردی را نشان می‌دهد که کارایی دسته‌بندی را افزایش می‌دهد [3][۴].

۲. دسته یادگیری و انعطاف

· هبیان یادگیری[5]: توانایی مغز برای اعمال مقوله‌های جدید به مکانیسم‌های شکل‌پذیری سیناپسی، مانند تقویت طولانی مدت[6] (LTP)، که ارتباطات سیناپسی را بر اساس الگوهای فعالیت تقویت می‌کند، متکی است. این انعطاف‌پذیری امکان تشکیل اتصالات عصبی جدید را در پاسخ به تجربیات یادگیری فراهم می‌کند [3][۷].

· تغییرات مبتنی بر تجربه: تحقیقات نشان می‌دهد که آموزش در مقوله‌های خاص پاسخ‌های عصبی را در نواحی بصری سطح بالا تشدید می‌کند و حساسیت به ویژگی‌های مرتبط آن دسته‌ها را افزایش می‌دهد. این نشان می‌دهد که قرار گرفتن در معرض مکرر منجر به پردازش کارآمدتر دسته‌های آشنا می‌شود [7].

جنبه‌های رشدی

۳. ظهور بازنمایی دسته‌های بصری

· مطالعات دوران نوزادی: تحقیقات نشان می‌دهد که نوزادان در سنین پایین به مقوله‌های بصری مختلف پاسخ‌های عصبی قابل اعتمادی می‌دهند و ابتدا چهره‌ها و سپس اندام‌ها و مکان‌ها شناسایی می‌شوند. این نشان دهنده یک استعداد ذاتی برای مقوله‌های مرتبط با محیط زیست است [2].

· توسعه متوالی: شواهدی وجود دارد که هم از ظهور همزمان و هم متوالی بازنمایی دسته‌ها در دوران نوزادی حمایت می‌کند، که نشان می‌دهد در حالی که برخی از مقوله‌ها ممکن است به دلیل اهمیت تکاملی آنها به طور ذاتی اولویت داشته باشند، برخی دیگر از طریق تجربه توسعه می‌یابند [2].

مکانیسم‌های بازخورد

۴. جریان اطلاعات دوطرفه

پردازش از بالا به پایین و پایین به بالا: سیستم بصری از طریق یک جریان دو طرفه اطلاعات عمل می‌کند. قشر بینایی سطح بالا می‌تواند فعالیت قشرهای سطح پایین‌تر را تعدیل کند و بر نحوه پردازش اطلاعات بصری بر اساس دانش یا انتظارات زمینه‌ای تأثیر بگذارد [6]. این حلقه بازخورد توانایی مغز را برای دسته‌بندی موثر محرک‌ها افزایش می‌دهد.

نتیجه‌گیری

ظرفیت مغز انسان برای اعمال مقوله‌های بصری جدید یک فرآیند پویا است که شامل مناطق و مکانیسم‌های متعدد به هم پیوسته است. نواحی کلیدی مانند قشر گیجگاهی تحتانی و قشر جلوی پیشانی از طریق پردازش از پایین به بالا و از بالا به پایین با یکدیگر همکاری می‌کنند و امکان یادگیری تطبیقی و شناسایی محرک‌های بصری پیچیده را فراهم می‌کنند. درک این فرآیندها بینش‌هایی را در مورد اینکه چگونه تجربیات خود را دسته‌بندی می‌کنیم و انعطاف‌پذیری قابل توجه مغز در پاسخ به یادگیری و نیازهای محیطی را برجسته می‌کند.

منابع:

[1] https://socialsci.libretexts.org/Courses/Sacramento_City_College/Psyc_310:_Biological_Psychology_(Keys)/13:_Intelligence_and_Cognition/13.04

[2] https://elifesciences.org/reviewed-preprints/100260

[3] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3709834/

[4] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2743253/

[5] https://klab.tch.harvard.edu/press/NatNeurosci2000/Press_CBS_Coding_Visual_Categories.pdf

[6] https://www.frontiersin.org/journals/neuroscience/articles/10.3389/fnins.2019.00692/full

[7] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627307001511

[8] https://www.researchgate.net/publication/12354714_Coding_for_visual_categories_in_the_human_brain

[1] Inferior Temporal Cortex

[2] Fusiform Face Area

[3] Ventral Stream