Studi menunjukkan sinyal otak hanya penting jika mereka tiba tepat waktu

Sinyal diproses hanya jika mereka mencapai otak selama siklus reseptif singkat. Mekanisme waktu ini menjelaskan bagaimana perhatian menyaring informasi dan dapat menginformasikan terapi dan teknologi yang terinspirasi oleh otak.

Telah lama diakui bahwa otak memberikan prioritas pada informasi yang kita arahkan perhatian kita. Contoh yang terkenal adalah efek pesta koktail.

“Dalam lingkungan yang penuh dengan suara, musik, dan kebisingan latar belakang, otak berhasil berkonsentrasi pada satu suara. Suara -suara lainnya tidak secara objektif lebih tenang, tetapi dianggap kurang kuat pada saat itu,” jelas Dr. Eric Drebitz, seorang peneliti otak di Universitas Bremen.

Dalam kasus seperti itu, otak menyalurkan kekuatan pemrosesannya ke arah input yang paling relevan – seperti suara pasangan percakapan – sementara suara -suara lain masih terdaftar tetapi tidak diproses secara mendalam.

Drebitz: “Sampai sekarang, tidak jelas bagaimana mekanisme kelangsungan hidup ini untuk memilih informasi yang relevan dikendalikan. Ketika Anda menyeberang jalan dan sebuah mobil tiba-tiba muncul dari samping, otak segera memfokuskan pemrosesannya pada sepotong informasi visual ini-pergerakan kendaraan ini. Kesan lain, seperti tanda-tanda kita, orang-orang, atau billboard, atau billboards yang menempel ke latar belakang. mampu bereaksi dengan cepat dan mengambil tindakan mengelak. ”

Waktu: Kunci pemrosesan informasi

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh ahli saraf Andreas Kreiter dan Eric Drebitz kini telah memberikan bukti kausal pertama tentang bagaimana otak memilih dan memproses informasi penting.

“Apakah sinyal diproses lebih lanjut di otak sangat tergantung pada apakah itu tiba pada saat yang tepat – selama fase pendek peningkatan penerimaan sel saraf,” jelas Drebitz. “Sel -sel saraf tidak berfungsi terus menerus, tetapi dalam siklus yang cepat. Mereka sangat aktif dan reseptif hanya untuk beberapa milidetik, diikuti oleh periode aktivitas dan respon yang lebih rendah. Siklus ini mengulangi kira -kira setiap 10 hingga 20 milidetik. Hanya ketika sinyal tiba tepat sebelum puncak fase aktif ini mengubah perilaku saraf.”

Waktu yang tepat ini adalah prinsip inti dari pemrosesan informasi. Perhatian memanfaatkan mekanisme ini dengan menyesuaikan ritme sel saraf sehingga sinyal yang relevan mencapainya di dalam jendela reseptif, sementara sinyal yang tidak relevan disaring.

Untuk membuktikan penyebab mekanisme dasar otak kita ini, penularan stimulus selektif dipelajari dalam monyet rhesus – a jenis Itu sangat mirip dengan manusia dalam organisasi korteks serebral. Hewan melakukan tugas visual di layar sementara rangsangan listrik yang sangat lemah dihasilkan di bagian awal jalur pemrosesan visual (Area V2). Sinyal -sinyal buatan ini tidak terkait dengan tugas dan disajikan semata -mata sebagai rangsangan uji. Tim kemudian menganalisis bagaimana sinyal -sinyal ini mempengaruhi area hilir (Area V4).

“The artificially triggered signals only influenced the activity of the nerve cells in V4 when they arrived during a short phase of increased receptivity. If the same signal arrived too early or too late, it had no effect. If it arrived within the sensitive time window, it not only changed the activity of the nerve cells, but also the behavior of the animals: they reacted more slowly and made more mistakes – from which it can be concluded that the test signal, which contained no information for the task, became part of the memproses dan dengan demikian mengganggu kinerja tugas yang sebenarnya, ”jelas Drebitz.

Penting untuk memahami otak dan merawat Alzheimer Dan ADHD

“Hasilnya memberikan dasar untuk mengembangkan model otak yang lebih tepat. Mereka menunjukkan bagaimana informasi dipilih dan diprioritaskan sebelum mengarah pada persepsi, pembelajaran, dan perilaku,” kata Drebitz. Namun, pengetahuan ini tidak hanya penting untuk penelitian yayasan, tetapi juga untuk bidang kedokteran, “karena penyakit seperti Alzheimer dan ADHD dikaitkan dengan masalah dalam pemrosesan selektif dan penyimpanan informasi yang relevan. Dan juga untuk teknologi baru seperti antarmuka komputer otak yang berkomunikasi langsung dengan otak.” Agar sistem tersebut dapat bekerja dengan andal, mereka harus memberi makan dalam informasi pada interval tepat waktu dan membaca dengan benar pola sel saraf. Pengembangan kecerdasan buatan (AI) juga dapat mengambil manfaat dari prinsip -prinsip ini, karena mereka dapat berfungsi sebagai templat untuk pemrosesan yang sangat fleksibel dan efisien.

Referensi: “Sinkronisasi gamma-band antara neuron di korteks visual adalah kausal untuk pemrosesan dan perilaku informasi yang efektif” oleh Eric Drebitz, Lukas-Paul Rausch dan Andreas K. Kreiter, 11 Agustus 2025, Komunikasi Alam.
Dua: 10.1038/S41467-025-62732-8

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.