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

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ