Kiedy ludzie widzą szczoteczkę do zębów, samochód, drzewo – każdy pojedynczy przedmiot – ich mózg automatycznie kojarzy je z innymi rzeczami, z którymi naturalnie się pojawiają, pozwalając ludziom budować kontekst dla ich otoczenia i ustalać oczekiwania wobec świata.
Korzystając z uczenia maszynowego i obrazowania mózgu, naukowcy zmierzyli zakres zjawiska „współwystępowania” i zidentyfikowali zaangażowany region mózgu.
„Kiedy widzimy lodówkę, myślimy, że tylko patrzymy na lodówkę, ale w naszym umyśle przywołujemy również wszystkie inne rzeczy w kuchni, które kojarzą nam się z lodówką”, powiedział autor Mick Bonner z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. „Po raz pierwszy ktoś określił to ilościowo i zidentyfikował region mózgu, w którym to się dzieje”.
W dwuczęściowym badaniu Bonner i współautor Russell Epstein, profesor psychologii z University of Pennsylvania, wykorzystali bazę danych zawierającą tysiące malowniczych zdjęć z każdym oznaczonym obiektem. Były tam zdjęcia przedstawiające sceny domowe, życie w mieście, przyrodę – a zdjęcia miały etykiety dla każdego kubka, samochodu, drzewa itp. Aby określić ilościowo współwystępowanie obiektów lub jak często pojawiały się pewne obiekty z innymi, stworzyli model statystyczny i algorytm, który wykazał prawdopodobieństwo zobaczenia długopisu, jeśli zobaczyłeś klawiaturę, lub łodzi, jeśli zobaczyłeś zmywarkę.
Po określeniu ilościowym tych kontekstowych powiązań naukowcy podjęli następnie próbę zmapowania regionu mózgu, który obsługuje te powiązania.
Podczas gdy badani monitorowali aktywność mózgu za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego lub fMRI, zespół pokazywał zdjęcia poszczególnych obiektów i szukał dowodów na region, którego odpowiedzi śledziły tę informację o współwystępowaniu. Zidentyfikowane miejsce było regionem w korze wzrokowej powszechnie kojarzonym z przetwarzaniem scen przestrzennych.
„Kiedy patrzysz na samolot, ten region sygnalizuje niebo, chmury i wszystkie inne rzeczy” – powiedział Bonner. „Ten region mózgu, od dawna uważany za przetwarzanie środowiska przestrzennego, koduje również informacje o tym, co dzieje się na świecie”.
Naukowcy od dawna wiedzą, że ludzie wolniej rozpoznają obiekty wyrwane z kontekstu. Zespół jest przekonany, że jest to pierwszy zakrojony na szeroką skalę eksperyment, w ramach którego obliczono ilościowo powiązania między obiektami w środowisku wizualnym, a także pierwszy wgląd w to, jak ten kontekst wizualny jest reprezentowany w mózgu.
„Pokazujemy w drobnoziarnisty sposób, że mózg faktycznie wydaje się reprezentować te bogate informacje statystyczne” – powiedział Bonner.
