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Estudo revela como o cérebro supera suas próprias limitações: Estratégias para compensar a incerteza ajudar o cérebro a ter sucesso em cálculos mentais difíceis

Imagine tentar escrever o seu nome para que ele possa ser lido em um espelho. Seu cérebro tem toda a informação visual que você precisa, e você é um profissional em escrever seu próprio nome. Ainda, esta tarefa é muito difícil para a maioria das pessoas. Isso porque ele requer o cérebro para executar uma transformação mental que não é familiarizado com: usando o que vê no espelho para orientar com precisão a sua mão para escrever para trás.

Um estudo feito por neurocientistas do MIT lança luz sobre como o cérebro lida com tarefas cognitivas, tais como espelho da escrita, que envolvem transformações mentais complexas. Imagem: MIT Notícias

neurocientistas do MIT descobriram agora como o cérebro tenta compensar seu mau desempenho em tarefas que exigem este tipo de transformação complicada. Como ele também faz em outros tipos de situações em que tem pouca confiança em seus próprios julgamentos, o cérebro tenta superar suas dificuldades, baseando-se em experiências anteriores.

“Se você está fazendo algo que requer uma transformação mais difícil mentais, e, por conseguinte, cria mais incerteza e mais variabilidade, você confiar em suas crenças anteriores e viés-se para o que você sabe como fazer bem, a fim de compensar a variabilidade,”, Diz Mehrdad Jazayeri, o Robert A. Professor Swanson Desenvolvimento de Carreira de Ciências da Vida, membro do Instituto McGovern do MIT para Brain Research, e autor sênior do estudo.

Esta estratégia realmente melhora o desempenho geral, relatam os pesquisadores em seu estudo, que aparece na outubro. 24 issue of the journal Nature Communications. Evan Remington, um pós-doc McGovern Institute, é o principal autor do papel, e assistente técnico Parques Tiffany é também um autor no papel.

computações ruidosos

Os neurocientistas já sabem há muitas décadas que o cérebro não reproduzem fielmente exatamente o que os olhos vêem ou o que os ouvidos ouvem. Em vez de, há uma grande quantidade de “ruído” - flutuações aleatórias de atividade elétrica no cérebro, que pode vir de incerteza ou ambigüidade sobre o que estamos vendo ou audição. Esta incerteza também entra em jogo em interações sociais, enquanto tentamos interpretar as motivações de outras pessoas, ou quando recordando memórias de eventos passados.

Pesquisas anteriores já haviam revelado muitas estratégias que ajudam o cérebro a compensar essa incerteza. Usando um quadro conhecido como integração Bayesian, o cérebro combina múltiplos, potencialmente conflitantes peças de informação e valoriza-los de acordo com sua confiabilidade. Por exemplo, se for dada a informação de duas fontes, vamos contar mais com o que nós acreditamos ser mais credível.

Em outros casos, como fazer movimentos quando estiver incerto exatamente como proceder, o cérebro vai contar com uma média de suas experiências passadas. Por exemplo, quando se chegar a um interruptor de luz em um escuro, quarto desconhecido, vamos passar a nossa mão em direção a uma certa altura e fechar para o batente da porta, onde a experiência passada sugere um interruptor de luz pode ser localizado.

Todas estas estratégias têm sido mostrados anteriormente para trabalhar em conjunto para aumentar o viés em direção a um resultado específico, o que torna o nosso desempenho geral melhor, pois reduz a variabilidade, Jazayeri diz.

Ruído também pode ocorrer na conversão mental de informação sensorial em um plano de motor. Em muitos casos, esta é uma tarefa simples em que o ruído desempenha um papel mínimo - por exemplo,, alcançando uma caneca que você pode ver em sua mesa. Contudo, para outras tarefas, como o exercício de escrever espelho, esta conversão é muito mais complicado.

“Seu desempenho será variável, e não é porque você não sabe onde sua mão é, e não é porque você não sabe onde a imagem é,”Jazayeri diz. “Trata-se de uma forma totalmente diferente de incerteza, que tem a ver com o processamento de informações. O ato de realizar transformações mentais de informação induz claramente variabilidade.”

Esse tipo de conversão mental é o que os investigadores estabelecidos para explorar no novo estudo. Fazer isso, eles pediram temas para executar três tarefas diferentes. Para cada um, eles compararam o desempenho dos sujeitos em uma versão da tarefa onde mapeamento informação sensorial para comandos motores foi fácil, e uma versão em que foi requerida uma transformação mental adicional.

Em um exemplo, os pesquisadores primeiro pediu aos participantes para desenhar uma linha do mesmo comprimento que uma linha eles foram mostrados, que era sempre entre 5 e 10 centímetros. Na versão mais difícil, eles foram convidados a desenhar uma linha 1.5 vezes mais do que a linha original.

Os resultados deste conjunto de experiências, bem como as outras duas tarefas, mostrou que na versão que exigia transformações mentais difíceis, pessoas alteraram o seu desempenho usando as mesmas estratégias que eles usam para superar o ruído na percepção sensorial e outros reinos. Por exemplo, na tarefa de desenho de linha, em que os participantes tinham para desenhar linhas que vão desde 7.5 para 15 centímetros, dependendo do comprimento da linha original, eles tendem a desenhar linhas que estavam mais perto a duração média de todas as linhas haviam previamente desenhados. Isso fez com que suas respostas em geral menos variável e também mais preciso.

“This regression to the mean is a very common strategy for making performance better when there is uncertainty,”Jazayeri diz.

Noise reduction

The new findings led the researchers to hypothesize that when people get very good at a task that requires complex computation, the noise will become smaller and less detrimental to overall performance. Isso é, people will trust their computations more and stop relying on averages.

“As it gets easier, our prediction is the bias will go away, because that computation is no longer a noisy computation,”Jazayeri diz. “You believe in the computation; you know the computation is working well.”

The researchers now plan to further study whether people’s biases decrease as they learn to perform a complicated task better. In the experiments they performed for the Nature Communications estude, they found some preliminary evidence that trained musicians performed better in a task that involved producing time intervals of a specific duration.


Fonte: http://news.mit.ed, by Anne Trafton

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