Hoe u brein moeilike take benader
Geskryf deur James Shine
Dit word makliker met oefening. Duntrune Studios / Shutterstock
Het u al ooit gaan sit om u oggendraaisel of Sudoku te voltooi en gewonder oor wat in u brein aangaan? Iewers in die aktiwiteit van miljarde neurone in u brein lê die kode waarmee u 'n sleutelwoord kan onthou, of die logika toepas wat u benodig om die legkaart te voltooi.
Gegewe die brein se ingewikkeldheid, kan u aanvaar dat hierdie patrone ongelooflik kompleks en uniek is vir elke taak. maar onlangse navorsing stel voor dat dinge eintlik meer eenvoudig is as dit.
Dit blyk dat baie strukture in u brein op presiese maniere saamwerk om hul aktiwiteite te koördineer en hul optrede te vorm volgens die vereistes van wat u probeer bereik.
Ons noem hierdie gekoördineerde patrone die 'lae-dimensionele manifold', wat u as 'n soortgelyke voorbeeld van die belangrikste paaie wat u gebruik om na en van die werk te pendel, kan beskou. Die meerderheid van die verkeer vloei langs hierdie hoofweë, wat 'n doeltreffende en effektiewe manier is om van A na B te kom.
Ons het bewyse gevind dat die meeste breinaktiwiteite hierdie tipe patrone volg. In baie eenvoudige terme bespaar dit u brein dat u alles van voor af hoef uit te werk as u 'n taak uitvoer. As iemand byvoorbeeld vir jou 'n bal gooi, laat die lae-dimensionele spruitstuk jou brein toe om die spierbewegings wat nodig is om die bal te vang vinnig te koördineer, eerder as dat jou brein elke keer moet leer hoe om 'n bal weer te vang.
In 'n studie wat op Oktober 22 2019 in die tydskrif Neuron gepubliseer is, het ek en my kollegas hierdie patrone verder ondersoek. Spesifiek wou ons uitvind of dit 'n rol speel in die vorming van breinaktiwiteit tydens baie uitdagende kognitiewe take wat baie konsentrasie verg.
Ons het mense se breine met hoë resolusie-funksionele magnetiese resonansbeelding (fMRI) geskandeer terwyl hulle 'n Latynse vierkante-taak, wat soortgelyk is aan 'n Sudoku-legkaart, maar vorms gebruik in plaas van getalle. Enigiemand wat voor hul oggendkoffie Sudoku gespeel het, weet hoeveel fokus en konsentrasie nodig is om dit op te los.
Die idee agter die taak van die Latynse vierkante is om die ontbrekende vorm op 'n spesifieke plek in 'n rooster te identifiseer, aangesien elke vorm slegs een keer in elke ry en kolom kan verskyn. Ons het drie verskillende vlakke van moeilikheidsgraad geskep, gedefinieër deur hoeveel verskillende rye en kolomme geïnspekteer moes word om tot die regte antwoord te kom.
Die bestuur van verkeer
Ons voorspelling was dat die uitvoering van die moeiliker weergawes van die taak sou lei tot 'n herkonfigurasie van die lae-dimensionele manifold. Om terug te keer na die snelweganalogie, kan 'n moeilike taak breinaktiwiteit van die snelweg en die agterste strate uittrek om die opeenhoping te help.
Ons resultate het ons voorspellings bevestig. Meer moeilike proewe het verskillende patrone van breinaktivering tot maklike getoon, asof die verkeer van die brein op verskillende paaie herlei word. Hoe moeiliker die taak, hoe meer het die patrone verander.
Wat meer is, ons het ook 'n skakel gevind tussen hierdie veranderde breinaktiveringspatrone en die groter waarskynlikheid dat 'n fout gemaak word met die moeiliker weergawe van die Latin Squares-toets.
Op 'n manier is dit moeilik om 'n moeilike taak aan te pak, soos om 'n nuwe rottang op u oggendpendel uit te probeer - u slaag miskien, maar in u haas en spanning sal u waarskynlik ook verkeerd draai.
In die geheel dui hierdie resultate daarop dat ons breinaktiwiteit miskien nie so ingewikkeld is as wat ons eens gedink het nie. Ons brein rig die meeste van die tyd verkeer op baie goed gevestigde roetes, en selfs as dit kreatief moet raak, probeer hy steeds om die verkeer na dieselfde uiteindelike bestemming te stuur.
Dit laat ons met 'n belangrike vraag: hoe bereik die brein hierdie vlak van koördinasie?
Een moontlikheid is dat hierdie funksie deur die talamus, 'n struktuur wat diep in die brein lê, maar wat byna die hele res van die brein verbind.
Wat belangrik is, is dat die skakeling van die thalamus sodanig is dat dit kan dien as 'n filter vir voortdurende aktiwiteit in die serebrale korteks, die hoofinligtingstelsel vir die verwerking van die brein, en daarom die soort invloed kan uitoefen waarna ons gesoek het.
Posisies van die thalamus en die serebrale korteks in die brein. Pikovit / Shutter
Aktiwiteitspatrone in die thalamus is moeilik om te ontsyfer in tradisionele eksperimente met neuro-beelding. Maar gelukkig is die hoë-resolusie MRI skandeerder gebruik in ons studie versamel deur my kollegas Luca Cocchi en Luke Hearne, het ons toegelaat om hulle in detail te sien.
Seker genoeg, ons het 'n duidelike verband gesien tussen aktiwiteit in die talamus en die vloei van aktiwiteit in die lae-dimensionele manifold. Dit dui daarop dat die thalamus by die uitvoering van spesifieke take help om die aktiwiteit in die korteks te vorm en te beperk, soos 'n polisiebeampte wat druk verkeer rig.
Volgende keer as u gaan sit om Sudoku te speel, moet u 'n gedagte kry vir u thalamus en die lae-dimensionele spruitstuk wat dit help skep. Saam vorm hulle die breinaktiwiteit wat u uiteindelik sal help om die legkaart op te los.