Hvordan livsscener former bevisstheten og skaper minner

Livet består av en rekke små hendelser: å lage morgenkaffen, slippe ut hunden, åpne den bærbare datamaskinen, slippe hunden inn igjen. Alle disse hendelsene utgjør en hel dag. Hjernen vår observerer og bearbeider stadig hendelsene som utgjør hverdagen vår, sier Jeff Zacks, Edgar James Swift-lederen i kunst og vitenskap ved University of Washington og leder for Institutt for psykologiske og nevrobiologiske vitenskaper.

«Å forstå hvor hendelser begynner og hvor de slutter er avgjørende for å forstå verden», sa Zacks.

I to nye artikler utforsker Zacks og andre forskere fra Det humanistiske fakultet og McKelvey School of Engineering denne viktige prosessen i menneskelig kognisjon.

Zacks ledet en studie der datamodeller ble trent til å se mer enn 25 timer med videoopptak av folk som utførte enkle, hverdagslige oppgaver, som å vaske et kjøkken eller lage mat, og deretter komme med forutsigelser om hva som ville skje videre. Studien ga et overraskende funn: Datamodellene var mest nøyaktige når de reagerte på usikkerhet. Når modellen var spesielt usikker på hva som ville skje videre, tilbakestilte den innstillingene og revurderte scenen, noe som forbedret den generelle forståelsen.

Medforfattere av studien, publisert i PNAS Nexus, er Thanh Nguyen, en masterstudent ved Zachs Dynamic Cognition Lab; Matt Bezdek, en seniorforsker i laboratoriet; Aaron Bobick, professor og dekan ved McKelvey School of Engineering; Todd Braver, William R. Stakenberg-professor i menneskelige verdier og moralsk utvikling; og Samuel Gershman, en nevroforsker ved Harvard.

Zacks hadde tidligere teoretisert at den menneskelige hjernen er spesielt følsom for de små overraskelsene som fyller livene våre. Han foreslo at folk overvurderer en scene når de registrerer noe uventet, et fenomen kjent som «prediksjonsfeil». Men funnet om at den vellykkede datamodellen la mer vekt på usikkerhet enn på prediksjonsfeil, sår tvil om denne teorien.

«Vi driver med vitenskap», sa Zacks. «Vi reviderer teorier når vi konfronteres med nye data.»

Overraskelser er fortsatt viktige, og det er ikke nødvendig å forlate konseptet med prediksjonsfeil helt, sa Nguyen. «Vi begynner å tro at hjernen bruker begge mekanismene», sa han. «Det er ikke et spørsmål om å velge den ene fremfor den andre. Hver modell kan gi et unikt bidrag til vår forståelse av menneskelig kognisjon.»

Minnets rolle i hendelsesbehandling

Maverick Smith, en forsker ved Dynamic Cognition Lab, studerer også forholdet mellom forståelse av hendelser og hukommelse. I samarbeid med Heather Bailey, en tidligere postdoktor ved WashU som nå er assisterende professor ved Kansas State University, var Smith medforfatter av en oversiktsartikkel i Nature Reviews Psychology, der hun samlet økende bevis for at langtidshukommelse er nært knyttet til evnen til logisk og nøyaktig å bestemme hvor en hendelse slutter og en annen begynner.

«Det er mange individuelle forskjeller i evnen til å identifisere begynnelsen og slutten på hendelser, og disse forskjellene kan sterkt forutsi hvor godt folk husker hendelser senere», sa Smith. «Vi håper å utvikle en intervensjon som kan forbedre hukommelsen ved å hjelpe folk med å bedre segmentere hendelser.»

Alderens innflytelse på oppfatningen av hendelser

I likhet med Zacks bruker Smith videoklipp for å bedre forstå hvordan hjernen behandler hendelser. I stedet for å lage mat eller vaske, viser videoene hans en person som handler i en butikk, setter opp en skriver eller utfører andre hverdagslige oppgaver. I ulike eksperimenter trykker seerne på knapper når de tror en hendelse begynner eller slutter. Smith tester deretter deltakernes hukommelse av videoen med en rekke skriftlige spørsmål.

Smith fant ut at eldre mennesker har vanskeligere for å bearbeide hendelser, noe som kan spille en rolle i aldersrelatert hukommelsessvikt. «Det kan finnes en måte å gripe inn på for å hjelpe dem med å huske hendelser i livet bedre», sa han.

Videre forskning

Zacks, Nguyen, Smith og andre medlemmer av Institutt for psykologiske og nevrobiologiske vitenskaper har ambisiøse planer om å studere hjernens evne til å bearbeide og huske hendelser videre. Zacks' team jobber med å bruke fMRI for å spore 45 deltakers reaksjoner på videoer av hverdagshendelser i sanntid. «Vi studerer de faktiske nevrodynamiske prosessene til disse kognitive funksjonene», sa Zacks.

En annen studie sporer øyebevegelser, noe som gir ny innsikt i hvordan vi ser verden. «Når folk ser på hverdagsaktiviteter, bruker de mye tid på å se på folks hender», forklarte Zacks.

Smith bruker for tiden videobaserte eksperimenter for å teste om han kan forbedre hukommelsen til studiedeltakere – inkludert eldre voksne og de med Alzheimers sykdom – ved å gjøre det lettere å identifisere grenser mellom hendelser. Til syvende og sist ønsker han å forstå hvordan observasjoner av hendelser lagres og vedlikeholdes i langtidshukommelsen.

«Noen er helt klart bedre enn andre til å segmentere hendelser i meningsfulle deler», sa Smith. «Kan vi forbedre den evnen, og vil det føre til bedre hukommelse? Det er spørsmål vi fortsatt prøver å svare på.»