حدد باحثون في مركز لانغون الطبي بجامعة نيويورك آلية دماغية محددة تُساعد في تفسير 'ومضات الحدس' في الرؤية، وهي لحظات تصبح فيها صورة ضبابية أو غامضة واضحة فجأة بعد رؤيتها مرة واحدة. تُظهر دراستهم أن منطقة تُسمى القشرة البصرية العليا (HLVC) تُخزن وتسترجع 'المعلومات المسبقة'، أو الصور التي سبق رؤيتها، لتمكين هذا التعلم الإدراكي السريع الفوري، بحسب سبوتنيك.

يشير مصطلح 'التعلم الفوري' إلى الحالات التي تُحسّن فيها رؤية شيء ما مرة واحدة التعرف عليه بشكل كبير لاحقا، دون الحاجة إلى تكرار الممارسة. في الإدراك، غالبا ما يُختبر هذا على أنه إدراك مفاجئ: صورة غامضة وغير واضحة تبدو في البداية بلا معنى، تتحول فجأة إلى جسم يمكن التعرف عليه بعد رؤية نسخة واضحة منه مرة واحدة.

تُركز الدراسة على هذه التحولات السريعة في الإدراك وكيف يُتيحها الدماغ بالاعتماد على المعلومات المسبقة، وهي أنماط بصرية مُخزنة مبنية على الخبرة السابقة، وتُظهر الأبحاث أن هذه المُسبقات تُؤثر على كيفية تفسير المعلومات الحسية الواردة: فبمجرد وجود مُسبق، يستطيع الدماغ مُطابقة مُدخلات مُشوشة مع ذلك النمط المُخزن في خطوة واحدة، مُنتجا تجربة 'الآن أراه' البديهية، حسب ماورد في مجلة 'ميدكال اكسبرس' الطبية.

ولتحديد مكان تخزين هذه المعلومات المسبقة وكيفية الوصول إليها، جمع الباحثون عدة طرق:

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لرسم خرائط نشاط الدماغ،

وتخطيط كهربية الدماغ (EEG).

وتخطيط كهربية الدماغ داخل الجمجمة (iEEG).

وذلك من أجل رصد التغيرات الكهربائية السريعة، ومقاييس سلوكية لأداء التعرف، ثم قارنوا أنماط نشاط الدماغ بنماذج إحصائية مستمدة من البيانات السلوكية والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. وبالنتيجة، تطابقت أنماط النشاط في القشرة البصرية العليا فقط مع خصائص المعلومات المسبقة المستنتجة من السلوك.

بعبارة أخرى، كانت القشرة البصرية العليا (HLVC) هي المنطقة الوحيدة التي تتوافق خصائص ترميزها المعروفة مع سلوك المعلومات المسبقة - فهي تتحمل تغيرات الحجم لكنها حساسة للموضع والاتجاه. يشيرهذا بقوة إلى أن منطقة HLVC هي 'المركز' العصبي الذي تُخزَّن فيه هذه المعلومات الإدراكية المسبقة ويتم الوصول إليها أثناء التعلم الفوري.

كذلك أضاف تخطيط كهربية الدماغ داخل الجمجمة، المُسجَّل من أقطاب كهربائية مباشرة على دماغ المرضى الخاضعين للمراقبة الجراحية العصبية، عنصرا زمنيا بالغ الأهمية. اذ أظهرت منطقة HLVC أولى التغيرات في قوة الإشارات العصبية لحظة حدوث التعرف الموجه بالمعلومات المسبقة، ما يدل على أن هذه المنطقة تُفعَل تحديدا عند حدوث 'التحول' الإدراكي البديهي من الضوضاء إلى المعنى.

بناء على هذا الفهم، بنى الباحثون نموذج ذكاء اصطناعي - مُحوِّل رؤية - يُحاكي طريقة استخدام منطقة HLVC البشرية للمعلومات المسبقة. صُمِّم النموذج بوحدة مُخصصة لتخزين معلومات الصور المُتراكمة (المعلومات المسبقة) ووحدة أخرى للتعرف على الصور الجديدة باستخدام تلك المعلومات المُخزَنة.

بعد تدريب هذا النموذج على عدد كاف من الصور، أظهر قدرات تعلم من أول مرة تُضاهي قدرات البشر، وتفوق على نماذج الذكاء الاصطناعي الرائدة التي تفتقر إلى وحدة مُخصصة للمعرفة المسبقة. في الواقع، أدى تزويد النموذج بـ'مخزن معرفي مسبق' إلى تحسين قدرته على التعرف على الأشياء الجديدة من بيانات محدودة للغاية.

تُقدم هذه النتائج إطارا قابلا للاختبار لفهم الهلوسة وتشوه الإدراك في اضطرابات مثل الفصام ومرض باركنسون. وقد أظهرت دراسات سابقة أن المرضى الذين يُعانون من هذه الحالات قد يُظهرون خللا في التعلم من أول مرة، حيث تُهيمن المعرفة المسبقة على الإدراك وتُطغى على المدخلات الحسية الحالية، ما يُساهم في حدوث تجارب هلوسة.

تشير النظرية الجديدة إلى أنه في مثل هذه الاضطرابات، يحدث خلل ما في كيفية ترميز المعرفة المسبقة أو ترجيحها أو تطبيقها في مناطق مثل HLVC، وبدلا من توجيه عملية التعرف بشكل مناسب، قد 'تتصرف' هذه الآليات بشكل غير طبيعي، فتفرض أنماطا مخزنة على مدخلات غامضة بقوة مفرطة أو في وقت غير مناسب.

يعمل فريق البحث حاليا على توسيع نطاق عمله ليشمل مرضى الاضطرابات العصبية، وذلك لدراسة هذه الآليات بشكل مباشر، بهدف تحديد مكامن الخلل في العمليات الحسابية القائمة على المعلومات المسبقة، والتي تدعم عادة الحدس السليم.

تُسهم هذه النتائج مجتمعة في توضيح لغز طال أمده: كيف يستطيع الدماغ تحويل صورة مُربكة إلى إدراك واضح بهذه السرعة بعد تعرض واحد فقط؟

من خلال إظهار أن المعلومات المسبقة تُخزن وتُستَخدَم في القشرة البصرية العليا، ومن خلال محاكاة هذه الآلية في مُحوِّل رؤية يعمل بالذكاء الاصطناعي، تربط هذه الدراسة بين علم الأعصاب الأساسي، والأسئلة السريرية المتعلقة بالهلوسة، وتصميم أنظمة الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي القادرة على التعلم من أمثلة قليلة جدا.