我们的大脑会根据以前的经验预测接下来会发生什么
从而使我们的生活变得更轻松。但是,当这些预测能力无法发挥应有的作用时,会发生什么呢?
自闭症谱系障碍和其他神经系统疾病涉及大脑预测问题。例如,大脑通常会记住可能变得危险的情况-例如,过火的火炉或汽车在您过马路时向您驶来。对于自闭症患者,大脑不能总是预测这些事情。
普渡大学的一位教授发现,预测的并发症如何导致感官知觉和学习障碍的改变,这两者都是自闭症的常见症状。
“大脑预先计算了一切,”生物科学助理教授亚历山大·楚比金说。“当您看到熟悉的事物时,它会立即记住它是什么,这就是我们知道接下来会发生什么的方式。我的实验室正在尝试了解大脑如何区分熟悉的事物和新颖的事物以及其如何导致神经系统疾病。 ”
通过他的研究,Chubykin的目标是致力于开发新的生物标记物,以使自闭症等疾病的诊断更加容易,并在发现潜在的治疗新药物方面取得进展。
Chubykin说,在定义和理解神经系统疾病时,了解大脑如何预测未来事件至关重要。这也是生存和大脑正常功能的关键。
“如果看到危险的东西,您的大脑通常会意识到这一点,并预言可能会发生不好的事情。”丘比金说。“如果您以前有过这种经验,并且能够处理这些信息,那么您可以及时逃脱。当您的大脑无法告诉您这些信息时,您将感到无比的恐惧。”
丘比金说,首先要了解大脑如何决定应注意的内容,这是理解预测如何在自闭症等疾病中发挥作用的关键。为了让大脑决定什么是新颖的,它首先需要识别一种感觉刺激。对熟悉的刺激的识别导致期望或预测的产生。但是,当违反了先前的期望时,这会导致意外。这些意外现象被称为预测错误,即感觉与大脑的预测不符时。
当大脑收到惊喜时,它想通过记忆和相应的环境来在将来将这种惊喜降到最低,这个过程也称为学习。
丘比金说:“我们不断收到新的感官信息,我们会不断学习。”“但是对于患有自闭症等疾病的人来说,这并不容易。”在自闭症中,大脑无法始终根据视觉,触觉和听觉等感觉准确地预测不久的将来会发生什么。
这就是为什么自闭症患者经常会遇到“感觉超负荷”的现象,这就是感觉输入超过预测的时候。感官超负荷会引起压力并使其难以集中。
丘比金说:“例如,如果我在办公室的角落里坐着一把雨伞,并且每天看到它,我的大脑就会知道它会在那儿,这并不奇怪。”“我已经习惯了它的存在。但是对于自闭症患者来说,可能要花一些时间来处理它。可能还需要花费更长的时间才能适应具有许多新感觉刺激的新环境,而这些细节正是不堪重负。”
Chubykin还领导了最近发表的一项研究,该研究表明老鼠可以感知所谓的Kanizsa错觉和涉及的神经机制。该研究成果发表在《神经科学杂志》上。
丘比金说:“患有自闭症和精神分裂症的患者通常很难感知这种幻觉。”“这对于将来对自闭症和精神分裂症的早期检测进行诊断测试具有重要意义。其原因是,这种幻觉测试了进行空间预测的能力。”
他说,在精神分裂症中,预测也受到损害,但这与自闭症完全相反。
丘比金说:“对于精神分裂症患者而言,与感官相比,他们的大脑更加重视预测。”“当他们产生幻觉或听到声音时,他们的内部预测会超越他们的感官。”
Chubykin希望他的研究能够为患者及其家人提供答案。可以尽早诊断出这些疾病,使患者更快地获得所需的帮助。