When predictions about the "what", "where" and "when" interact with statistical learning, from a behavioural and neural perspective

Abstract

As listeners we tend to detect patterns in what we hear regardless of whether this is music, language or abstract sounds. The fundamental underlying mechanism that supports this process is called statistical learning. Prediction lies at the heart of statistical learning, in the sense that accuracy of predictions influences learning, whether this is implicit or explicit. Numerous studies have investigated the predictive processes during statistical learning from a behavioural or neural perspective. However, it remains unknown how listeners respond to events that violate their predictions which are based on prior implicit learning. In other words, if exposure to a patterned sequence of sounds builds up specific expectations about upcoming sounds, then how does the brain respond to events that violate these expectations? This was the primary research question of the present thesis, and different aspects of the main question were tackled over three experiments.

Ως ακροατές έχουμε την τάση να εντοπίζουμε μοτίβα σε ό,τι ακούμε, είτε πρόκειται για μουσική, γλώσσα ή αφηρημένους ήχους. Ο θεμελιώδης νοητικός μηχανισμός που υποστηρίζει αυτή τη διαδικασία ονομάζεται στατιστική μάθηση. Η πρόβλεψη, ως διαδικασία, βρίσκεται στο επίκεντρο της στατιστικής μάθησης, με την έννοια ότι η ακρίβεια των προβλέψεων επηρεάζει τη μάθηση, είτε αυτή είναι συνειδητή είτε ασυνείδητη. Πολυάριθμες μελέτες έχουν διερευνήσει τις προβλεπτικές διαδικασίες κατά τη διάρκεια της στατιστικής μάθησης τόσο από συμπεριφορική όσο και από νευρωνική σκοπιά. Ωστόσο, παραμένει άγνωστο πώς οι ακροατές αντιδρούν σε γεγονότα που παραβιάζουν τις προβλέψεις τους, οι οποίες βασίζονται σε προηγούμενη ασυνείδητη μάθηση. Με άλλα λόγια, αν η έκθεση σε μια ακολουθία ήχων που ακολουθεί ένα πρότυπο δημιουργεί συγκεκριμένες προσδοκίες για τους επερχόμενους ήχους, τότε πώς αντιδρά ο εγκέφαλος όταν παραβιάζονται αυτές τις προσδοκίες; Αυτό αποτέλεσε το πρωταρχικό ερευνητικό ερώτημα της παρούσας διατριβής, και διαφορετικές πτυχές του κύριου ερωτήματος εξετάστηκαν σε τρία πειράματα.