Hvordan livsscener former bevidstheden og skaber minder

Livet består af en række små begivenheder: at lave din morgenkaffe, lukke hunden ud, åbne din bærbare computer, lukke hunden ind igen. Alle disse begivenheder tilsammen udgør en hel dag. Vores hjerner observerer og bearbejder konstant de begivenheder, der udgør vores daglige liv, siger Jeff Zacks, University of Washingtons Edgar James Swift Chair in Arts and Sciences og formand for Department of Psychological and Neurobiological Sciences.

"At forstå, hvor begivenheder begynder, og hvor de slutter, er afgørende for at forstå verden," sagde Zacks.

I to nye artikler udforsker Zacks og andre forskere fra Det Naturvidenskabelige Fakultet og McKelvey School of Engineering denne nøgleproces i menneskelig kognition.

Zacks ledede et studie, hvor computermodeller blev trænet til at se mere end 25 timers videooptagelser af folk, der udførte simple, hverdagsopgaver, som at gøre rent i et køkken eller lave mad, og derefter lave forudsigelser om, hvad der ville ske derefter. Studiet gav et overraskende fund: Computermodellerne var mest præcise, når de reagerede på usikkerhed. Når modellen var særligt usikker på, hvad der ville ske derefter, nulstillede den sine indstillinger og revurderede scenen, hvilket forbedrede dens samlede forståelse.

Medforfattere til undersøgelsen, der er offentliggjort i PNAS Nexus, er Thanh Nguyen, kandidatstuderende ved Zachs Dynamic Cognition Lab; Matt Bezdek, seniorforsker i laboratoriet; Aaron Bobick, professor og dekan for McKelvey School of Engineering; Todd Braver, William R. Stakenberg-professor i menneskelige værdier og moralsk udvikling; og Samuel Gershman, neuroforsker ved Harvard.

Zacks havde tidligere teoretiseret, at den menneskelige hjerne er særligt følsom over for de små overraskelser, der fylder vores liv. Han foreslog, at folk overvurderer en scene, når de registrerer noget uventet, et fænomen kendt som "forudsigelsesfejl". Men opdagelsen af, at den succesfulde computermodel lagde mere vægt på usikkerhed end på forudsigelsesfejl, sår tvivl om denne teori.

"Vi laver videnskab," sagde Zacks. "Vi reviderer teorier, når vi konfronteres med nye data."

Overraskelser er stadig vigtige, og der er ingen grund til helt at opgive konceptet med forudsigelsesfejl, sagde Nguyen. "Vi begynder at tro, at hjernen bruger begge mekanismer," sagde han. "Det er ikke et spørgsmål om at vælge den ene frem for den anden. Hver model kan yde et unikt bidrag til vores forståelse af menneskelig kognition."

Hukommelsens rolle i hændelsesbehandling

Maverick Smith, forsker ved Dynamic Cognition Lab, studerer også forholdet mellem forståelse af begivenheder og hukommelse. I samarbejde med Heather Bailey, en tidligere postdoc fra WashU, der nu er adjunkt ved Kansas State University, var Smith medforfatter til en oversigtsartikel i Nature Reviews Psychology, hvor hun indsamlede voksende beviser for, at langtidshukommelse er tæt knyttet til evnen til logisk og præcist at bestemme, hvor en begivenhed slutter, og en anden begynder.

"Der er mange individuelle forskelle i evnen til at identificere begyndelsen og slutningen af begivenheder, og disse forskelle kan stærkt forudsige, hvor godt folk husker begivenheder senere," sagde Smith. "Vi håber at kunne udvikle en intervention, der kan forbedre hukommelsen ved at hjælpe folk med bedre at segmentere begivenheder."

Alderens indflydelse på opfattelsen af begivenheder

Ligesom Zacks bruger Smith videoklip til bedre at forstå, hvordan hjernen bearbejder begivenheder. I stedet for at lave mad eller gøre rent viser hans videoer en person, der handler i en butik, sætter en printer op eller udfører andre trivielle opgaver. I forskellige eksperimenter trykker seerne på knapper, når de tror, at en begivenhed begynder eller slutter. Smith tester derefter deltagernes hukommelse af videoen med en række skriftlige spørgsmål.

Smith fandt ud af, at ældre mennesker har sværere ved at bearbejde begivenheder, hvilket kan spille en rolle i aldersrelateret hukommelsesforringelse. "Der kan være en måde at gribe ind på for at hjælpe dem med at huske begivenheder i deres liv bedre," sagde han.

Yderligere forskning

Zacks, Nguyen, Smith og andre medlemmer af Institut for Psykologiske og Neurobiologiske Videnskaber har ambitiøse planer om yderligere at studere hjernens evne til at bearbejde og huske begivenheder. Zacks' team arbejder på at bruge fMRI til at spore 45 deltageres reaktioner på videoer af hverdagsbegivenheder i realtid. "Vi studerer de faktiske neurodynamiske processer i disse kognitive funktioner," sagde Zacks.

Et andet studie sporer øjenbevægelser og giver et nyt indblik i, hvordan vi ser verden. "Når folk ser på hverdagsaktiviteter, bruger de meget tid på at se på folks hænder," forklarede Zacks.

Smith bruger i øjeblikket videobaserede eksperimenter til at teste, om han kan forbedre hukommelsen hos studiedeltagere - herunder ældre voksne og personer med Alzheimers sygdom - ved at gøre det lettere at identificere grænser mellem begivenheder. I sidste ende vil han gerne forstå, hvordan observationer af begivenheder lagres og vedligeholdes i langtidshukommelsen.

"Nogle mennesker er tydeligvis bedre end andre til at opdele begivenheder i meningsfulde bidder," sagde Smith. "Kan vi forbedre den evne, og vil det føre til bedre hukommelse? Det er spørgsmål, vi stadig forsøger at besvare."