Kunne Denne 'Thinking Cap' Hjælpe Dig Med At Lære?

{h1}

Vanderbilt universitetspsykolog geoffrey woodman forklarer, hvordan han opdagede en måde at øge læringsevnen ved at pulse en smule elektricitet ind i hjernen i dette seneste interview og film fra us national science foundation.

Charlie Heck, multimedie nyhedsredaktør ved US National Science Foundation (NSF), har bidraget denne artikel til WordsSideKick.com's Expert Voices: Op-Ed & Insights.

Vi har hørt det mere end en gang i grundskolen: "Tid til at sætte dine tankeglas på." En dag kan eleverne bare gøre det. Ifølge Vanderbilt University psykologen Geoffrey Woodman er forskere nu udstyret med stadig flere værktøjer til bedre at forstå hjernen, og nu kan de endda aflytte enkelte neuroner.

Woodman henvendte sig til NSF, og med deres støtte testede Woodman og hans team på universitetets Visual Cognitive Neuroscience Laboratory deres teori om, at elektrisk stimulering af hjernens medial-frontale cortex kan øge læring og forbedre beslutningstagningen. [Electric Brain Booster (Prøv ikke dette hjemme) (Galleri)]

Nedenfor leverer Woodman en Q + A med kontekst til forskningen.

NSF: Hvad er den medial-frontale cortex og hvordan påvirker denne tænkningshætte sin funktion?

Geoffrey Woodman: Cortex er det ydre lag af hjernen. Cortex er faktisk kort for neocortex, neo betyder ny, fordi denne del af hjernen ser ud til at være et ret nyt produkt af evolution. Medial henviser til midterdelen af ​​dit hoved. Frontal henviser til hovedets hovedben. Hvis du lægger tungen på det højeste punkt på mundens tag, så er det lige op fra det punkt, hvor vi stimulerede elektrisk strøm.

Det tænkning cap er et simpelt udtryk for, hvad forskere kalder transcraniel direktestrøm stimulation. Transcranial betyder simpelthen, at den elektriske strøm går gennem hovedets knogler (eller kraniet). Direkte strøm er den type uændret, konstant strøm, du får fra et batteri (for eksempel en 9 volt). Dette er i modsætning til vekselstrøm, der kommer ud af vores stikkontakter. Vi bruger ekstremt svag likestrømstimulering og sætter ledende gummi puder på folks hoveder og kører denne ekstremt svage strøm gennem hovedet og hjernen i 20 minutter. Strømmen er så svag, at det er svært at vide, om stimulatoren er lige på. [Tosprogede mennesker er ligesom hjernens bodybuildere]

Vores arbejde viser, at vi kan ændre hjernens aktivitet, der tænkes at komme fra den medial-frontale cortex, og vigtigere forbedre, hvor hurtigt folk kan lære grundlæggende opgaver. Baseret på grundlæggende neurovidenskab, den elektriske strøm af tænkning cap forårsager, at hjernecellerne brænder sammen på en mere koordineret måde, og som følge heraf formidler informationer i hjernen mere effektivt.

NSF: Hjernen synes at være den sidste grænse i hele videnskaben. Hvad gør neurovidenskab så mystisk, fascinerende og hvorfor gør du det?

G.W.: Det er forbløffende, at vi ved meget mere om, hvordan universet virker, end hvordan tre pund af kød fungerer i vores egne hoveder. Dette er overraskende, fordi dette hul ikke skyldes manglende interesse. Vi tænker alle på, hvordan vi tænker. For eksempel "Hvorfor husker jeg ikke jubilæet?" En del af kløften i vores viden mellem den fysiske og den mentale verden skyldtes en gammel filosofisk overbevisning om, at sindet ikke kan forstå sig selv. Men i lidt mere end et århundrede har forskere designet kloge forsøg, så de kan teste hypoteser om, hvordan vores sind arbejder. Dette arbejde har accelereret dramatisk, da vi har kombineret optagelser og manipulationer af hjerneaktivitet med enkle laboratorieopgaver, der giver os mulighed for at isolere specifikke mentale funktioner. [Hvem vil redde jorden? Det geniale menneskelige sind (Op-Ed)]

NSF: Hvordan passer kortfristet versus langsigtet hukommelse ind i din forskning?

G.W.: Dette er et glimrende spørgsmål. Selv en, der ikke ved noget om psykologi eller neurovidenskab, er opmærksom på, at der findes forskellige typer hukommelseslagring. Jeg kan huske mange begivenheder fra børnehave gennem sjette klasse, men når jeg går ind i køkkenet, kan jeg ikke huske, hvad jeg skulle komme. Folk finder det normalt nyttigt at vide, at dette er normalt. Kortsigtet hukommelse - også kendt som arbejdshukommelse i moderne teorier - gemmer midlertidigt information, som vi har brug for til en opgave. Selvom denne form for hukommelsesopbevaring er afgørende i hele vores dag, da vi skifter fra opgave til opgave, er den noget skrøbelig og holder ikke meget. Den gennemsnitlige sunde unge voksen kan gemme omkring tre enkle genstande i korttidshukommelse, og selv disse friske unge voksne mister nogle af disse oplysninger, hvis de distraheres, som at blive vist noget nyt, som når vi går ind i vores køkken. I modsætning hertil ser den langsigtede hukommelse ud til at være i det væsentlige ubegrænset i sin egenskab, men vores fejl kommer fra en manglende evne til at trække den kritiske information ud af langvarig hukommelse, når vi har brug for det. I mange eksperimenter forsøger psykologer og neurovidenskabe at isolere en af ​​disse typer hukommelseslagring for at studere den.

I vores arbejde studerer vi, hvordan korttidshukommelse og langsigtet hukommelse arbejder sammen. Vi bruger laboratorieopgaver, der beder folk om at lede efter et bestemt objekt. Denne opgave er som at kigge efter dine tabte nøgler i dit hus. Vi har folk, der søger efter en bestemt genstand i array efter en række objekter. Som du ville forvente, bliver folk bedre som denne opgave hver gang de gør det. Hvad vores foranstaltninger med hjerneaktivitet tillader os at gøre, er at se, hvordan korttidshukommelse og langsigtet hukommelse samtidig bidrager til udførelsen af ​​denne opgave.Hvad vores studier har vist er, at begge disse typer af hukommelseslagring bidrager til, hvordan vi behandler information på samme tid. Vores nyere forsøg har set på, hvordan hjernestimulering forbedrer opgaveløsningen og fremmer læring. Hvad vores samtidige målinger af hjerneaktivitet viser er, at langtidshukommelse ser ud til at være kilden til denne accelererede læring, selvom den udfolder sig på tværs af blot et spørgsmål om sekunder til minutter.

NSF: Kan du fortælle os lidt om de eksperimenter, du har haft i emnerne? Lærer de hurtigere, færre fejl osv.?

G.W.: Vi designet en meget enkel opgave, hvor folk bare måtte se et objekt, der kunne være en af ​​to farver. Når de kunne fortælle hvilken farve det var, måtte de trykke på en af ​​to knapper på en gamepad (det er ligesom en Sony Playstation controller). Tricket var, at vi ikke fortalte de mennesker, der trykkede på, da de så hver farve. De måtte finde ud af det ved forsøg og fejl. Dette blev gjort endnu hårdere, fordi vi kun gav dem cirka et halvt sekund for at trykke på den højre knap. Dette tillod os at måle læring under en simpel, men krævende opgave.

Vi fandt ud af, at hjernestimuleringen gjorde folk mere præcise overordnede. Dette var ikke fordi folk reagerede langsommere efter hjernestimulering. I stedet var de lige så hurtige ved at trykke på knapperne, men gjorde det mere præcist. Denne overordnede effekt skyldes delvist, at folk lærer opgaven hurtigere efter at have modtaget hjernestimulering. Folkets adfærd og hjerneaktivitet indikerede begge, at de lærte hvilken knap, der blev trykt, givet en bestemt farve hurtigere end uden hjernestimulering.

Vanderbilt University forsker Geoffrey Woodman og hans samarbejdspartnere studerer, hvordan korttidshukommelse og langtidshukommelse arbejder sammen. Ved at måle hjerneaktivitet gennem hverdagens opgaver, som hvordan nogen ville se efter bilnøgler, kan holdet se, hvordan disse to typer hukommelse fungerer sammen.

Vanderbilt University forsker Geoffrey Woodman og hans samarbejdspartnere studerer, hvordan korttidshukommelse og langtidshukommelse arbejder sammen. Ved at måle hjerneaktivitet gennem hverdagens opgaver, som hvordan nogen ville se efter bilnøgler, kan holdet se, hvordan disse to typer hukommelse fungerer sammen.

Kredit: Vanderbilt Univeristy

NSF: Hvor længe varer disse fordele ved hjernestimulering?

G.W.: Vi løb et par eksperimenter for at afgøre, hvor længe dette forbedrede nøjagtighed og læring. Vi håbede oprindeligt at det ville vare en dag eller mere. Vi fandt imidlertid, at virkningerne en dag var væk den følgende dag. For at afgøre, hvornår virkningerne forsvinder, holdt vi folk omkring laboratoriet i to dage, og den anden dag varede omkring otte timer. Vi indsamlede målinger af baselineaktivitet på den første dag. Den næste dag stimulerede vi deres hjerner og målt aktivitet i cirka tre timer. Efter en times pause målte vi deres præstationer og hjerneaktivitet i yderligere tre timer. Vi fandt, at 20 minutters hjerne stimulering resulterede i betydelige påvirkninger på adfærd og neurale aktivitet, der varede op til fem timer.

NSF: Kan du fortælle os lidt om visuelle søgeopgaver og hvordan det relaterer til denne forskning?

G.W.: Som vi diskuterede kort før, er det at finde visse objekter noget, vi alle gør hver dag i vores liv. I laboratoriet bruger vi visuelle søgeopgaver til at studere, hvordan folk deltager i objekter i en kompleks scene. Folk har troet, at når du handler i købmanden for en pose æbler, bliver den visuelle opmærksomhed fokuseret på poser af æbler, fordi du holder en repræsentation af en pose æbler i visuel arbejdshukommelse. Hvad en række eksperimenter har vist i vores NSF-sponsorerede forskning er, at læring, og hvad der er lagret i langvarig hukommelse, faktisk spiller en afgørende rolle for at kontrollere opmærksomheden. Dette udfordrer en række ideer, som forskere har haft om, hvordan opmærksomhed fungerer. Forskningen med hjerne stimulering giver os mulighed for direkte at kontrollere, hvor hurtigt vi lærer, og nu kan vi se, om vi hurtigere kan lære at kontrollere opmærksomheden med informationer, der er lagret i langvarig hukommelse.

NSF: Hvorfor tror du, at stimulering af denne del af hjernen var effektiv til at vise forbedringer i de opgaver, du brugte?

G.W.: Vi synes, at stimuleringen var effektiv, fordi denne del af hjernen er et centralt kryds i flere forskellige hjernenetværk. Den medial-frontale cortex er afgørende for læring og er forbundet med stort set alle andre dele af hjernen, enten direkte eller gennem en anden del af hjernen. Dette gør det kritisk for at integrere visuel information og kortlægning den visuelle input på specifikke svar (fx tryk på en knap). Denne region i hjernen er blevet vist i tidligere arbejde for at være særligt aktiv, når vi begår en fejl. Det vil sige, at denne del af hjernen opdager, når vi har lavet fejl. Denne form for neurale aktivitet anses for at være kritisk for at give os mulighed for at rette op på vores adfærd og lære af vores fejl. Ved at stimulere dette område af hjernen var vi i stand til at øge denne funktion og give folk mulighed for at lære hurtigere og lave færre fejl.

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

NSF: Hvad er nogle af de virkelige verdensimplikationer med denne type teknologi?

G.W.: Forskningsresultaterne fra vores undersøgelse går i forbindelse med en voksende arbejdsgruppe, der tyder på, at ikke-invasiv elektrisk stimulering kan være en kognitive forbedrende teknik til personer med psykiatriske og neurologiske lidelser. Der har været en række lovende opdagelser ved hjælp af elektriske stimuleringsmetoder med det formål at reducere underskud i patientpopulationer, såsom depression, skizofreni og opmærksomhedsunderskud hyperaktivitetsforstyrrelse. Elektrisk stimulering har også vist sig nyttig til patienter med hjerneskade, såsom slagtilfælde.Ud over de medicinske alternative behandlingsmuligheder for patientpopulationer har der været forskning, der viser, hvordan hjernestimulering kan forbedre funktionen hos raske voksne på tværs af forskellige områder, herunder sprog-, matematik-, hukommelses- og motorkoordinering. Vi arbejder i øjeblikket med klinikere for at afgøre, om den type hjernestimulering, vi brugte i dette studie, kan bruges til at hjælpe mennesker med visse psykiske lidelser. Vores foreløbige resultater er lovende. Vi håber, at vores grundlæggende videnskab hurtigt vil omdanne til behandlinger, der kan hjælpe mennesker og have en bred positiv indvirkning på samfundet.

NSF: Hvilke slags opgaver vil sandsynligvis have gavn af den type stimulering, du brugte i denne undersøgelse?

G.W.: Juryen er stadig ude på, hvor bredt disse virkninger kan være. Vi har klart set forbedringer i at lære at reagere på stimuli med komplekse motorkommandoer. For eksempel ville vi forudsige, at folk hurtigere kunne lære at kontrollere køretøjer, skrive, operere i virtuelle miljøer, måske erhverve fine motoriske færdigheder, som kræves i kirurgi. Eksperimenter i vores laboratorium og andre laboratorier ser på, om vi kan fremskynde læring af materiale mere generelt. Jeg er sikker på, at alle de bachelorstuderende gerne vil vide, om de kunne bruge denne type stimulation og lære deres lærebog hurtigere. Disse eksperimenter er i gang undervejs. Der er grund til at tro på, at stimulering af medial-frontale cortex ikke ville være meget effektiv til at øge denne type læring, men vi kan muligvis finde en del af hjernen, som også kunne hjælpe denne type læring.

Der er ingen kendte bivirkninger af den direkte strøm stimulering anvendt i denne tankegang. Men vi vil være forsigtige med brugen af ​​det. Langtidsbrugsundersøgelser findes endnu ikke, og vores område skal stadig kontrollere, at der ikke er potentielle risici for folk, der ønsker at bruge denne teknologi til at øge deres læring rutinemæssigt.

Følg alle spørgsmålene og debatterne fra Expert Voices - og blive en del af diskussionen - på Facebook, Twitter og Google+. Synspunkterne er de af forfatteren og afspejler ikke nødvendigvis udgiverens synspunkter. Denne version af artiklen blev oprindeligt udgivet på WordsSideKick.com.


Video Supplement: I have - I need - I'm looking for - I'm thinking of | English For Communication - ESL.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com