トリッキーなタスクへの脳のアプローチ

トリッキーなタスクへの脳のアプローチ
練習すれば簡単になります。 Duntrune Studios / Shutterstock 

朝のクロスワードや数独を完了するために座って、あなたの脳で何が起こっているのか疑問に思ったことはありますか? 脳内の数十億のニューロンの活動のどこかに、キーワードを覚えたり、パズルを完成させるために必要なロジックを適用したりするためのコードがあります。

脳の複雑さを考えると、これらのパターンは信じられないほど複雑で、各タスクに固有であると思われるかもしれません。 しかし 最近の研究 実際にはそれよりも簡単なことを示唆しています。

脳の多くの構造が正確に連携して活動を調整し、達成しようとしているものの要件に合わせて行動を形成していることがわかります。

これらの調整されたパターンを「低次元多様体」と呼びます。これは、通勤や通勤に使用する主要な道路に似ていると考えることができます。 トラフィックの大部分はこれらの主要な高速道路に沿って流れ、AからBに到達するための効率的かつ効果的な方法を表しています。

ほとんどの脳の活動がこれらのタイプのパターンに従うという証拠を発見しました。 非常に簡単に言えば、これにより、脳はタスクを実行するときにすべてをゼロから解決する必要がなくなります。 たとえば、誰かがあなたにボールを投げた場合、低次元の多様体は、あなたの脳がボールを毎回新しくキャッチする方法を学ぶ必要があるのではなく、ボールをキャッチするために必要な筋肉の動きを迅速に調整できます。

ジャーナルNeuronの10月22 2019に公開された研究で、同僚と私はこれらのパターンをさらに調査しました。 具体的には、多くの集中力を必要とする非常に困難な認知作業中に、脳活動を形成する役割を果たしているかどうかを調べたかったのです。

人の脳を高解像度の機能的磁気共鳴画像(fMRI)でスキャンしました。 ラテン方陣タスク、数独パズルに似ていますが、数字の代わりに形状を使用します。 朝のコーヒーの前に数独をプレイしたことがある人なら誰でも、それを解決するためにどれだけの集中力と集中力が必要かを知っています。


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ラテン方陣タスクの背後にある考え方は、グリッド内の特定の場所で欠落している形状を識別することです。これは、各形状が各行と列に一度しか表示されないことを前提としています。 正解に到達するために検査する必要がある異なる行と列の数によって定義される3つの異なる難易度レベルを作成しました。

トラフィックの誘導

私たちの予測では、タスクのより困難なバージョンを実行すると、低次元多様体の再構成につながると予測されていました。 高速道路の類推に戻るために、トリッキーなタスクは、混雑を回避するのを助けるために、高速道路から裏通りにいくつかの脳活動を引っ張るかもしれません。

結果は予測を裏付けました。 より困難な試験では、脳のトラフィックが異なる道路に沿って再ルーティングされているかのように、脳の活性化のパターンが簡単なものと異なることが示されました。 タスクが複雑になるほど、パターンが変化します。

さらに、これらの変化した脳の活性化パターンと、より困難なバージョンのラテン方格テストで間違いを犯す可能性の増加との間のリンクも発見しました。

ある意味、困難なタスクを試みることは、朝の通勤で新しいネズミを試してみるようなものです。成功するかもしれませんが、急いでストレスを感じると、間違った方向に進む可能性が高くなります。

全体として、これらの結果は、私たちの脳の活動がおそらく以前考えていたほど複雑ではないことを示唆しています。 ほとんどの場合、私たちの脳はかなり確立されたルートに沿ってトラフィックを誘導しており、クリエイティブにする必要がある場合でも、トラフィックを同じ最終的な宛先に送信しようとしています。

これにより、脳はどのようにしてこのレベルの協調を達成するのかという重要な疑問が残ります。

1つの可能性は、この機能が 視床、脳の奥深くにあるが、脳の残りのほぼ全体につながっている構造。

重要なことに、視床の回路は、脳の主要な情報処理センターである大脳皮質で進行中の活動のフィルターとして機能できるため、探していた種類の影響を与えることができます。

どのようにあなたの脳アプローチ、トリッキーなタスク
脳内の視床と大脳皮質の位置。
ピコビット/シャッターストック

視床における活動のパターンは、従来の神経画像実験では解読するのが困難です。 しかし、幸いなことに、 私たちの研究で使用された高解像度MRIスキャナー 同僚のルカ・コッキとルーク・ハーンによって収集された詳細な観察が可能になりました。

案の定、視床での活動と低次元多様体での活動の流れとの間に明確なリンクが見られました。 これは、特定のタスクを実行するときに、視床が皮質の活動を形作り、拘束するのに役立つことを示唆しています。

次回、数独をプレイするために座って、視床と、それが作成するのに役立つ低次元の多様体についての考えをspareしみません。 一緒に、彼らは最終的にあなたがパズルを解くのを助ける脳活動を形成しています。会話

著者について

ジェームス・シャイン、ロビンソンフェロー、 シドニー大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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