Ученые из Исследовательского центра Лейбница определили то, как в рабочей памяти происходит подготовка к движению. Они пришли к выводу, что мозг готовит варианты действий как можно раньше, чтобы обеспечить наилучшие условия для выполнения определенного действия, подходящего под определенные условия. Результаты исследования опубликованы в журнале NeuroImage.
Credit: IfADo / Anne Gregory
В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с такими ситуациями, когда нам приходится быстро реагировать на стимулы, находящиеся вокруг. Однако то, что кажется естественным и автоматическим, требует большого количества сложных когнитивных процессов, начиная от сенсорного восприятия через моторное планирование и заканчивая моторным выполнением. Ключевую роль в выполнении этих когнитивных процессов играет рабочая память.
Традиционно считалось, что основная задача рабочей памяти заключается в активном хранении информации в течение короткого интервала времени. Однако то, что мы храним в рабочей памяти — это не только мысленное представление прошлых сенсорных данных, но и информация о том, какую текущую цель мы преследуем или какие будущие действия или умственные операции мы хотим выполнить. Таким образом, она определяется как промежуточное звено между перцептивной информацией, когнитивными операциями более высокого уровня и целенаправленными действиями.
В своем исследовании группа ученых из Исследовательского центра Лейбница по рабочей среде и человеческим факторам в TU Dortmund (IfADo) на основе двух экспериментов с применением электроэнцефалографии (ЭЭГ) определили роль моторных планов в фокусировании внимания в рабочей памяти. Эксперименты проводились в электрически экранированной, слабо освещенной камере, в которой участники сидели на расстоянии 150 см от мониторов. Перед самими экспериментами они прошли короткий тренинг и три практических блока, чтобы ознакомиться с заданиями.
В первом эксперименте добровольцам требовалось запомнить ориентацию и расположение объекта, а затем воспроизвести его. Основная цель этого эксперимента заключалась в том, что задача определялась точно. По итогу оказалось, что переключение внимания на объект сопровождалось подготовкой к действию в рабочей памятью.
Второй эксперимент сосредотачивался на вопросе, «является ли точное определение предстоящей задачи необходимым условием для развития моторного представления в рабочей памяти?». Отличие от первого эксперимента заключалось в том, что изначально участники не знали, какое именно задание им необходимо будет выполнить. Они должны были запомнить все свойства показанного им объекта, и только после этого участникам выдавалось задание. Данные ЭЭГ показали, что подготовка к возможным действиям в рабочей памяти начинается еще до того, как известна сама задача.
Таким образом, с помощью записи электрической активности мозга исследователи продемонстрировали, что выбор визуальных признаков, хранящихся в рабочей памяти, приводит к одновременному выбору подготовительных моторных кодов. Это показывает, что рабочая память гибко хранит различные виды представлений памяти так, чтобы обеспечивались наилучшие условия для выполнения заданной задачи.
Текст: Денис Бурляй
Preparing for the unknown: How working memory provides a link between perception and anticipated action by Marlene Rösner et al, NeuroImage (2022)
DOI: 10.1016/j.neuroimage.2022.119466
Материал подготовлен в рамках совместного проекта с инфраструктурным центром «Нейронет». В нем мы освещаем мировые достижения в области нейротехнологий, нейроразвлечений и спорта, а также нейрообразования.