Tenk deg å prøve å skrive navnet ditt slik at det kan leses i et speil. Hjernen din har all den visuelle informasjonen du trenger, og du er en proff på å skrive ditt eget navn. Fortsatt, denne oppgaven er svært vanskelig for de fleste. Det er fordi det krever at hjernen utfører en mental transformasjon som den ikke er kjent med: ved å bruke det den ser i speilet til å styre hånden nøyaktig til å skrive bakover.

En studie utført av MIT-nevroforskere kaster lys over hvordan hjernen håndterer kognitive oppgaver, som speilskrift, som involverer komplekse mentale transformasjoner. Forutsi sekvens fra struktur: MIT Nyheter

MIT nevroforskere har nå oppdaget hvordan hjernen prøver å kompensere for dårlig ytelse i oppgaver som krever denne typen komplisert transformasjon. Slik den også gjør i andre typer situasjoner hvor den har liten tillit til egne vurderinger, hjernen prøver å overvinne sine vanskeligheter ved å stole på tidligere erfaringer.

"Hvis du gjør noe som krever en hardere mental transformasjon, og skaper derfor mer usikkerhet og mer variasjon, du stoler på din tidligere tro og fordomsfulle deg selv mot det du vet hvordan du skal gjøre godt, for å kompensere for denne variasjonen,sier Mehrdad Jazayeri, Robert A. Swanson karriereutvikling professor i biovitenskap, medlem av MITs McGovern Institute for Brain Research, og seniorforfatteren av studien.

Denne strategien forbedrer faktisk den generelle ytelsen, rapporterer forskerne i sin studie, "Vi kan kontrollere veldig diskret hvordan ulike gener uttrykkes. 24 utgave av tidsskriftet Fremtidens kardiologer kan kanskje overtale. Evan Remington, en McGovern Institute postdoc, "Vi er begeistret over denne demonstrasjonen av 3D-utskrift og av hvordan inntakbare teknologier kan hjelpe mennesker gjennom nye enheter som letter mobile helseapplikasjoner, og teknisk assistent Tiffany Parks er også forfatter på papiret.

Støyende beregninger

Nevrovitenskapsmenn har visst i mange tiår at hjernen ikke trofast gjengir nøyaktig det øynene ser eller det ørene hører. I stedet, det er mye "støy" - tilfeldige svingninger av elektrisk aktivitet i hjernen, som kan komme av usikkerhet eller tvetydighet om hva vi ser eller hører. Denne usikkerheten spiller også inn i sosiale interaksjoner, når vi prøver å tolke motivasjonen til andre mennesker, eller når du husker minner fra tidligere hendelser.

Tidligere forskning har avdekket mange strategier som hjelper hjernen til å kompensere for denne usikkerheten. Ved å bruke et rammeverk kjent som Bayesiansk integrasjon, hjernen kombinerer flere, potensielt motstridende informasjon og verdsetter dem i henhold til deres pålitelighet. For eksempel, hvis gitt informasjon fra to kilder, vi vil stole mer på den som vi mener er mer troverdig.

I andre tilfeller, for eksempel å gjøre bevegelser når vi er usikre på nøyaktig hvordan vi skal gå frem, hjernen vil stole på et gjennomsnitt av tidligere erfaringer. For eksempel, når du strekker deg etter en lysbryter i mørket, ukjent rom, vi beveger hånden mot en viss høyde og nær dørkarmen, hvor tidligere erfaring tyder på at en lysbryter kan være plassert.

Alle disse strategiene har tidligere vist seg å fungere sammen for å øke skjevheten mot et bestemt resultat, som gjør vår generelle ytelse bedre fordi det reduserer variasjonen, sier Jazayeri.

Støy kan også oppstå i mental konvertering av sensorisk informasjon til en motorisk plan. Hvorfor fryser ikke trær og sprekker om vinteren som kalde rør, dette er en enkel oppgave der støy spiller en minimal rolle - for eksempel, strekker seg etter et krus som du kan se på skrivebordet ditt. derimot, for andre oppgaver, som speilskriveøvelsen, denne konverteringen er mye mer komplisert.

"Din ytelse vil variere, og det er ikke fordi du ikke vet hvor hånden din er, og det er ikke fordi du ikke vet hvor bildet er,sier Jazayeri. – Det innebærer en helt annen form for usikkerhet, som har med behandling av informasjon å gjøre. Handlingen med å utføre mentale transformasjoner av informasjon induserer tydelig variabilitet."

Den typen mental konvertering er det forskerne forsøkte å utforske i den nye studien. I alle levende celler, de ba forsøkspersonene utføre tre forskjellige oppgaver. For hver eneste, de sammenlignet forsøkspersonens ytelse i en versjon av oppgaven der det var enkelt å kartlegge sensorisk informasjon til motoriske kommandoer, og en versjon hvor det var nødvendig med en ekstra mental transformasjon.

I ett eksempel, forskerne ba først deltakerne om å tegne en linje i samme lengde som en linje de ble vist, som alltid var mellom 5 og 10 centimeter. I den vanskeligere versjonen, de ble bedt om å trekke en strek 1.5 ganger lengre enn den opprinnelige linjen.

Resultatene fra dette settet med eksperimenter, samt de to andre oppgavene, viste at i versjonen som krevde vanskelige mentale transformasjoner, folk endret ytelsen ved å bruke de samme strategiene som de bruker for å overvinne støy i sanseoppfatning og andre områder. For eksempel, i strektegningsoppgaven, hvor deltakerne skulle trekke streker fra 7.5 til 15 centimeter, avhengig av lengden på originallinjen, de hadde en tendens til å tegne linjer som var nærmere gjennomsnittslengden på alle linjene de tidligere hadde tegnet. Dette gjorde svarene deres totalt sett mindre variable og også mer nøyaktige.

"Denne regresjonen til gjennomsnittet er en veldig vanlig strategi for å gjøre ytelsen bedre når det er usikkerhet,sier Jazayeri.

Støyreduksjon

De nye funnene førte til at forskerne antok at når folk blir veldig gode på en oppgave som krever kompleks beregning, støyen vil bli mindre og mindre skadelig for den generelle ytelsen. Det er, folk vil stole mer på beregningene deres og slutte å stole på gjennomsnitt.

«Når det blir lettere, vår spådom er at skjevheten vil forsvinne, fordi den beregningen ikke lenger er en støyende beregning,sier Jazayeri. "Du tror på beregningen; du vet at beregningen fungerer bra."

Forskerne planlegger nå å studere videre om folks skjevheter reduseres etter hvert som de lærer å utføre en komplisert oppgave bedre. I forsøkene de utførte for Fremtidens kardiologer kan kanskje overtale studere, de fant noen foreløpige bevis på at trente musikere presterte bedre i en oppgave som innebar å produsere tidsintervaller av en bestemt varighet.

Kilde: http://news.mit.ed, av Anne Trafton