Testing a computational theory of brain functioning with virtual reality

Doktoritöö: 

Millised arvutuslikud põhimõtted juhivad teie mõtlemist ja käitumist? Kuigi teame üsna täpselt aju anatoomilist ehitust, puudub meil jätkuvalt arusaam selles osas, millised algoritmid ajus rakenduvad. Viimase kümnendi jooksul on neuroteadlaste seas poolehoidu võitnud aju toimimist kõikehõlmavalt seletav raamistik: vaba energia printsiip. Kokkuvõtvalt seletab see teooria nii meie tajuelamusi kui ka käitumist, väites et aju peamine eesmärk on minimeerida "vaba energiat". Seda saab teha läbi üllatavate olukordade vähendamise, rakendades aktiivse järeldamise protsessi. Aktiivse järeldamise teooria testimiseks uurisime, kas aju pöörab vähem tähelepanu iseenda poolt kontrollitud jäsemeliigutustega kaasnevale visuaalsele sisendile. See tähendab, et ka muud objektid, mis jäävad liikuva käega samasse nägemisvälja piirkonda, peaksid olema aju jaoks vähem märgatavad. Lõime eksperimente, kus palusime liigutada inimestel oma kätt virtuaalreaalsusprillide ees, kuid olulise elemendina jägisime täpselt katseisiku käe asukohta ning muutsime selle virtuaalselt nähtamatuks. Nii oli meil võimalik mõõta, kas inimesed reageerisid või tajusid halvemini neid katsestiimuleid, mis ilmusid täpselt liikuva nähtamatu käe taha. Uuringute käigus arendasime lisaks ka vabavaralist tarkvara ning töötasime välja juhtnööre tulevaste psühholoogiliste virtuaalreaalsusuuringute tarbeks. Meie katsetulemused näitasid erinevust reaktsiooniaegades ning kontrastide tajumises, kui katseobjekt ilmus täpselt inimese nähtamatu virtuaalse käe taha. Need andmed sobituvad hästi aktiivse järeldamise teooriaga, andes kinnitust ka laiemale vaba energia printsiibile aju toimimise seletamisel. Saadud teadmised on kasulikud inimaju arvutuslike põhimõtete mõistmisel, kuid võivad leida rakendust ka meditsiinis, robootikas ning tehisintellekti uuringutes. Teadmine, et inimesed on vähem võimelised märkama iseenda käitumise tagajärgi, omab väärtust ka keskkonnasõbralike jätkusuutlike käitumiste kujundamisel.

Kokkuvõte inglise keeles

Sari: Dissertationes informaticae Universitatis Tartuensis ; 22.