При обработке визуальной информации мозг выбирает скорость. Точность — это потом
Нейробиологи Королевского технологического института, Стокгольм с помощью теории информации и компьютерных моделей изучали обработку входных данных мозгом. Исследование показало, что первоначальная обработка визуальной информации «быстрая, но неточная» по сравнению с последующей обработкой, гораздо более медленной, но точной.
Ученые предупреждают, что в исследовании не рассматривалось реальное поведение животных или человека, и результаты основаны на математических моделях классических экспериментальных данных того, как отдельные нейроны реагируют на входные сигналы.
Соавтор работы Арвинд Кумар говорит: «Чтобы выжить, животные должны быстро обрабатывать сенсорные данные. Когда животное видит что-то напоминающий узор из линий, оно должно не только распознать, что этот узор означает, но и сделать это достаточно быстро, чтобы успеть убежать, если это прячущийся хищник. Если оно примет за хищника пошевелившийся куст, это не беда. Беда, если оно на хищника не среагирует. То есть, скорость получения информации иногда важнее, чем точность».
Но у разных участков мозга есть свои собственные «стратегии кодирования». В отличие от нейронов, связанных со зрением, нейроны в той части мозга, которая формирует представление о пространстве или ощущение того, где человек находится, предпочитают точность, а не скорость.
Выводы нейробиологов были сделаны на основе анализа «кривых настройки» в смоделированных нейронных сетях. Кривые показывают различные виды активности нейросетей. В энторинальной коре, центре сети, отвечающей за память, навигацию и восприятие времени, кривые имеют несколько пиков и их частота выше. Такие кривые свидетельствуют о более высокой точности декодирования входного сигнала, хотя и с меньшей скоростью, в отличие от одновершинных кривых, обнаруженных в ранних сенсорных областях.
«До сих пор исследования были сосредоточены только на оценке объема получаемой информации, игнорируя тот факт, что у животных есть ограниченное время для реакции», — говорит соавтор работы Мовиц Леннингер.
Теперь, принимая во внимание фактор времени, ученые показали, что жизненно важные компромиссы между скоростью и точностью уже присутствуют в соединениях и настройке нейронов. Мозг кодирует один и тот же тип информации по-разному и с разной точностью.
В природе конкуренция и выживание диктуют: надо думать быстро, и мозг отдает предпочтение скорости перед точностью. Этот принцип выживания, возможно, изначально заложен в структуры мозг.