Rhesusaper lot seg lettere forstyrre av irrelevant synsinformasjon når oppgaven var usikker

To hannlige rhesusaper (Macaca mulatta) tok mindre presise visuelle beslutninger når de var usikre på hvilken egenskap ved et stimulus som var relevant. Apene sammenlignet to Gabor-mønstre – stripemønstre som brukes mye i synsforskning – og skulle vurdere enten en endring i romlig plassering eller en endring i romlig frekvens, altså hvor tett stripene lå.
Usikkerheten oppsto når oppgaven skiftet uten varsel
Begge de visuelle egenskapene endret seg i hvert forsøk, men bare én av dem avgjorde om apen fikk belønning. Den relevante oppgaven skiftet uten signal i 2,5 % av forsøkene, slik at apene måtte utlede den gjeldende regelen fra egne valg og tilbakemeldingen de fikk. Et belønnet forsøk ga sterk støtte for at samme oppgave fortsatt var relevant. Etter et forsøk uten belønning kunne dyrene derimot ikke vite om de hadde gjort en perseptuell feil, valgt feil oppgave eller begge deler. Oppgavesikkerheten var derfor lavere etter manglende belønning.
Under denne usikkerheten påvirket egenskapen som egentlig skulle være irrelevant, de perseptuelle valgene sterkere. Forfatterne kaller dette egenskapsinterferens. Problemet var ikke bare at irrelevant informasjon fortsatt ble representert: rekurrente nevrale nettverk som var trent til å ta korrekte valg, representerte også den irrelevante egenskapen sterkere under usikkerhet uten at nøyaktigheten falt på samme måte.
Den avgjørende forskjellen var nevral sammenfiltring
I et nettverk som var trent til å etterligne apenes valg, ble representasjonene av plassering og romlig frekvens mer sammenfiltret når oppgavesikkerheten var lav. Slike egenskapsrepresentasjoner kan beskrives som retninger i et flerdimensjonalt nevronalt aktivitetsrom. Når retningene er nær ortogonale, kan informasjon om én egenskap variere uten å blande seg sterkt inn i den andre. Når de blir mindre ortogonale, kan irrelevant informasjon om plassering lekke inn i en vurdering av romlig frekvens – eller omvendt.
Registreringer fra apenes primære synsbark (V1), et tidlig kortikalt trinn i synsbearbeidingen, viste det samme mønsteret. Ved lavere oppgavesikkerhet var representasjonene av plassering og romlig frekvens mer sammenfiltret, og variasjonen fra forsøk til forsøk langs de nevrale kodingsaksene var sterkere korrelert. Interferensen kunne dermed påvises allerede i et sensorisk hjernebarkområde som representerer de visuelle egenskapene apene skulle vurdere.
Mikrostimulering testet mekanismen kausalt
Forskerne brukte deretter elektrisk mikrostimulering i V1 til å forskyve den oppfattede plasseringen av det andre stimuluset. Dersom plassering og romlig frekvens var representert uavhengig, skulle en slik påvirkning av plassering ha hatt liten effekt når apen vurderte romlig frekvens. I stedet påvirket mikrostimuleringen vurderingene av romlig frekvens sterkere når oppgavesikkerheten var lav enn når den var høy. Det gir kausal støtte til at informasjon om den irrelevante egenskapen kunne lekke inn i den aktuelle beslutningen.
Parallelle forsøk på mennesker viste en tilsvarende atferdskostnad ved oppgaveusikkerhet, mens sammenligningen med kunstige nevrale nettverk bidro til å identifisere mekanismen som deretter ble testet i hjernen. Apedelen bygget på to intensivt undersøkte hanner, slik at generalisering av det detaljerte nevrale mønsteret til hele arten hviler på få dyr. Samlet støtter likevel de atferdsmessige, fysiologiske og kausale resultatene at kostnaden ved kognitiv fleksibilitet ikke bare skyldes manglende undertrykking av irrelevant informasjon: feil oppstår når relevante og irrelevante nevrale representasjoner blir mindre uavhengige.
ARTER I SAKEN
Arten i saken
Uavhengig nyhetsarkiv for forskning og naturvern
Var denne informasjonen nyttig?
Wildlife Vagabond er utviklet og vedlikeholdt uavhengig. Frivillig støtte bidrar til kildekontroll, drift og videre arbeid med forsknings- og naturvernnyheter.
Støtt Wildlife VagabondNyhetsarkivet forblir fritt tilgjengelig.



