זה מכבר מובן כי התנסות בשני חושים בו זמנית, כמו לראות ולשמיעה, יכולה להוביל לתגובות משופרות ביחס לאלה שנראו כאשר רק קלט חושי אחד נחווה בפני עצמו. לדוגמה, טרף פוטנציאלי שמקבל רמזים חזותיים ושמיעתיים שהוא עומד להיות מותקף על ידי נחש בעשב יש סיכוי טוב יותר לשרוד. בדיוק כיצד משולבים חושים מרובים או עובדים יחד במוח היה תחום של קסם עבור מדעי המוח מזה עשרות שנים. מחקר חדש של שיתוף פעולה בינלאומי של מדענים מאוניברסיטת רוצ'סטר וצוות מחקר בדבלין, אירלנד, חשף כמה תובנות מרכזיות חדשות.
"ממש כמו שילוב חושי, לפעמים אתה זקוק לשילוב אנושי", אמר ג'ון פוקס, דוקטורט, מנהל מכון דל מונטה למדעי המוח באוניברסיטת רוצ'סטר ומחבר משותף של המחקר המראה כיצד שילוב רב-סנסורי קורה במוח. ממצאים אלה פורסמו ב התנהגות אנושית טבעית הַיוֹם. "מחקר זה נבנה על עשרות שנים של לימוד וידידות. לפעמים רעיונות זקוקים לזמן להתייצב. יש קצב למדע, והמחקר הזה הוא הדוגמה המושלמת לכך."
סיימון קלי, דוקטורט, פרופסור באוניברסיטת קולג 'דבלין, הוביל את המחקר. בשנת 2012, המעבדה שלו גילה דרך למדוד מידע להחלטה שנאספה לאורך זמן במוח באמצעות אות אלקטרואנספלוגרפי (EEG). צעד זה עקב אחר שנות מחקר שקבעו את הבמה לעבודה זו. "התמקמנו באופן ייחודי כדי להתמודד עם זה," אמרה קלי. "ככל שאנו יודעים על ארכיטקטורת המוח הבסיסית העומדת בבסיס התנהגויות יסודיות כאלה, כך נוכל לפרש הבדלים בהתנהגויות ובאותות הקשורים למשימות כאלה בקבוצות קליניות ובעיצוב אבחון וטיפולים מושכלים מכנית."
משתתפי המחקר התבקשו לצפות באנימציית נקודה פשוטה תוך כדי האזנה לסדרת גוונים ולחץ על כפתור כאשר הבחינו בשינוי בנקודות, בגוונים או בשניהם. בעזרת EEG הצליחו המדענים להסיק שכאשר שינויים התרחשו הן בנקודות והן בגוונים, תהליכי ההחלטה השמיעתיים והוויזואליים התגלו במקביל אך התאגדו במערכת המוטורית. זה איפשר למשתתפים להאיץ את זמני התגובה שלהם. "גילינו כי אות הצטברות ה- EEG הגיע למשרעות שונות מאוד כאשר התגלו יעדים שמיעתיים לעומת יעדים חזותיים, מה שמצביע על כך שישנם קלי צבירי שמיעוד ויזואלי מובהקים", אמרה קלי.
באמצעות מודלים חישוביים ניסו החוקרים להסביר את דפוסי אות ההחלטה כמו גם את זמני התגובה. במודל אחד, הצברים השמיעתיים והוויזואליים מתרוצצים זה מול זה כדי לעורר תגובה מוטורית, ואילו המודל השני משלב את הצברים השמיעתיים והוויזואליים ואז שולח את המידע למערכת המוטורית. שני המודלים עבדו עד שהחוקרים הוסיפו עיכוב קל לאותות האודיו או האותות החזותיים. ואז מודל האינטגרציה עשה עבודה טובה בהרבה בהסבר על כל הנתונים, והציע כי במהלך חוויה רב-סנסורית (אורקולית), אותות ההחלטה עשויים להתחיל על רצועות ספציפיות לחוש שלהם אך לאחר מכן ישתלפו בעת שליחת המידע לאזורי המוח המייצרים תנועה.
המחקר מספק מודל קונקרטי של הארכיטקטורה העצבית דרכה מתקבלות החלטות רב -סנסוריות. זה מבהיר כי תהליכי החלטה מובחנים אוספים מידע ממצבים שונים, אך תפוקותיהם מתכנסות לתהליך מוטורי יחיד בו הם משתלבים כדי לעמוד בקריטריון יחיד לפעולה. "
סיימון קלי, דוקטורט, פרופסור, מכללת אוניברסיטת דבלין
מדע הצוות לוקח כפר
בשנות האלפיים, מעבדת הנוירופיזיולוגיה הקוגניטיבית של פוקס, שנמצאה אז במכללת סיטי בעיר ניו יורק, הובאה המון חוקרים צעירים, ביניהם קלי ומנואל גומז-רמירז, PHD, עוזר פרופסור למוח ומדעי קוגניטיביות באוניברסיטת רוצ'סטר וסופר משותף של המחקר היום. כאן בילתה קלי את זמנו כפוסטוק והוצג לראשונה לשילוב רב -סנסורי והכלים והמדדים המשמשים להערכת גילוי אורקול. גומז-רמירז, שהיה אז סטודנט לתואר שלישי במעבדה, עיצב ניסוי להבנת שילוב תשומות שמיעתיות, חזותיות ומישוש.
"שלושתנו היינו חברים לאורך השנים עם רקע שונה מאוד", אמר פוקס. "אבל אנו מחויבים יחד על ידי אינטרס משותף לענות על שאלות מהותיות על המוח. כשאנחנו נפגשים, אנו מדברים על הדברים האלה, אנו מנהלים רעיונות זה על ידי זה, ואז שישה חודשים אחר כך, משהו יגיע אליך. זו דוגמה ממש טובה שלפעמים המדע פועל באופק זמני ארוך יותר."
מחברים אחרים כוללים את הסופר הראשון, ג'ון איגן, קולג 'אוניברסיטת דבלין, ורדמונד אוקונל, דוקטורט, ממכללת טריניטי דבלין. מחקר זה נתמך על ידי קרן המדע אירלנד, Wellcome Trust, Consolidator של מועצת המחקר האירופית, יוניס קנדי שרייבר המכון הלאומי לבריאות ילדים ופיתוח אנושי (UR-IDDRC) והמכון הלאומי לבריאות הנפש.
