Как ваш мозг подходит к хитрым задачам

Как ваш мозг подходит к хитрым задачам
Это становится легче с практикой. Duntrune Studios / Shutterstock

Вы когда-нибудь садились, чтобы закончить свой утренний кроссворд или судоку, и задавались вопросом о том, что происходит в вашем мозгу? Где-то в активности миллиардов нейронов в вашем мозгу лежит код, который позволяет вам запомнить ключевое слово или применить логику, необходимую для завершения головоломки.

Учитывая сложность мозга, вы можете предположить, что эти шаблоны невероятно сложны и уникальны для каждой задачи. Но Недавние исследования предполагает, что вещи на самом деле более просты, чем это.

Оказывается, что многие структуры в вашем мозгу работают точным образом, координируя свою деятельность, приспосабливая свои действия к требованиям того, чего вы пытаетесь достичь.

Мы называем эти согласованные модели «низкоразмерным многообразием», которое вы можете считать аналогичным основным дорогам, которые вы используете для поездок на работу и обратно. Большая часть трафика проходит вдоль этих основных автомагистралей, которые представляют собой эффективный и эффективный способ добраться от А до Б.

Мы нашли доказательства того, что большая часть мозговой активности следует за этими типами паттернов. Проще говоря, это избавляет ваш мозг от необходимости все прорабатывать при выполнении задачи. Например, если кто-то бросает вам мяч, низкоразмерный коллектор позволяет вашему мозгу быстро координировать движения мышц, необходимые для того, чтобы поймать мяч, а не ваш мозг должен учиться ловить мяч заново каждый раз.

В исследовании, опубликованном в октябре 22 2019 в журнале Neuron, мы с коллегами продолжили изучение этих паттернов. В частности, мы хотели выяснить, играют ли они роль в формировании мозговой деятельности во время действительно сложных когнитивных задач, которые требуют большой концентрации.

Мы сканировали мозг людей с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) высокого разрешения, пока они выполняли Задача латинских квадратов, которая похожа на головоломку судоку, но использует цифры вместо чисел. Любой, кто играл в судоку до утреннего кофе, знает, сколько нужно сосредоточиться и сконцентрироваться для его решения.


Получите последние новости от InnerSelf


Идея, стоящая за задачей латинских квадратов, состоит в том, чтобы определить недостающую фигуру в определенном месте в сетке, учитывая, что каждая фигура может отображаться только один раз в каждой строке и столбце. Мы создали три разных уровня сложности, определяемых тем, сколько разных строк и столбцов необходимо проверить, чтобы получить правильный ответ.

Направление трафика

Мы предсказывали, что выполнение более сложных версий задачи приведет к реконфигурации низкоразмерного многообразия. Чтобы вернуться к аналогии с шоссе, сложная задача может привести к некоторой мозговой активности с шоссе и на глухие улицы, чтобы помочь справиться с заторами.

Наши результаты подтвердили наши прогнозы. Более сложные испытания показали разные способы активации мозга по сравнению с легкими, как если бы движение мозга перенаправлялось по разным дорогам. Чем сложнее задача, тем больше меняется шаблон.

Более того, мы также обнаружили связь между этими измененными паттернами активации мозга и повышенной вероятностью ошибиться в более сложной версии теста «Латинские квадраты».

В некотором смысле, попытка выполнить трудную задачу похожа на попытку нового бега крыс на утренней поездке на работу - вы можете добиться успеха, но в спешке и стрессе вы также можете с большей вероятностью сделать неверный поворот.

В целом, эти результаты позволяют предположить, что наша деятельность мозга, возможно, не так сложна, как мы когда-то думали. В большинстве случаев наш мозг направляет трафик по довольно устоявшимся маршрутам, и даже когда ему нужно проявить творческий подход, он все еще пытается отправить трафик в тот же конечный пункт назначения.

Это оставляет нас с важным вопросом: как мозг достигает этого уровня координации?

Одна возможность состоит в том, что эта функция выполняется таламусструктура, которая лежит глубоко в мозге, но связана почти со всем остальным мозгом.

Важно отметить, что схема таламуса такова, что он может действовать как фильтр для текущей деятельности в коре головного мозга, главном центре обработки информации мозга, и, следовательно, может оказывать влияние, которое мы искали.

как-ваши-мозговые подходы, сложно-задачи
Положения таламуса и коры головного мозга в головном мозге.
Пиковит / Shutterstock

Паттерны активности таламуса трудно расшифровать в традиционных экспериментах с нейровизуализацией. Но, к счастью, МРТ сканер высокого разрешения, используемый в нашем исследовании Собранные моими коллегами Лука Кокки и Люк Хирн позволили нам наблюдать их подробно.

Конечно же, мы увидели четкую связь между активностью в таламусе и потоком активности в низкоразмерном многообразии. Это говорит о том, что при выполнении определенных задач таламус помогает формировать и ограничивать активность в коре головного мозга, как полицейский, управляющий оживленным движением.

Поэтому в следующий раз, когда вы сядете играть в судоку, позаботьтесь о своем таламусе и о низкоразмерном многообразии, которое он помогает создать. Вместе они формируют мозговую активность, которая в конечном итоге поможет вам решить головоломку.Беседа

Об авторе

Джеймс ШайнРобинсон Феллоу, Университет Сиднея

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

Три шага для пересмотра наших планетарных историй
Три шага для пересмотра наших планетарных историй
by Элизабет Э. Мичам, доктор философии

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Три шага для пересмотра наших планетарных историй
Три шага для пересмотра наших планетарных историй
by Элизабет Э. Мичам, доктор философии

ОТ РЕДАКТОРОВ

Голубые глаза против коричневых глаз: как учат расизму
by Мари Т. Рассел, Внутренний
В этом эпизоде ​​Oprah Show 1992 года отмеченная наградами активистка и пропагандист антирасизма Джейн Эллиотт преподала аудитории сложный урок о расизме, демонстрируя, насколько легко выучить предрассудки.
Изменения придут ...
by Мари Т. Рассел, Внутренний
(30 мая 2020 г.) Когда я смотрю новости о событиях в Филадельфии и других городах страны, мое сердце болит от того, что происходит. Я знаю, что это часть больших перемен, которые происходят ...
Песня может поднять сердце и душу
by Мари Т. Рассел, Внутренний
У меня есть несколько способов, с помощью которых я могу избавиться от темноты, когда обнаружу, что она закралась. Один из них - садоводство или времяпровождение на природе. Другое молчание. Еще один способ чтения. И тот, который ...
Почему Дональд Трамп может быть самым большим неудачником в истории
by Роберт Дженнингс, InnerSelf.com
Вся эта пандемия коронавируса стоит целого состояния, может быть, 2, 3 или 4 состояния, неизвестного размера. О да, и сотни тысяч, а может и миллион людей умрут преждевременно как прямая ...
Талисман для пандемии и тематической песни для социального разделения и изоляции
by Мари Т. Рассел, Внутренний
Недавно я натолкнулся на песню и, слушая тексты песен, подумал, что это будет идеальная песня как «тематическая песня» для времен социальной изоляции. (Тексты под видео.)