Нейро-компьютерный интерфейс в освоении новых навыков

Просмотров: 2054

Опубликовано 29.08.2014, 18:00 (мск) Клара Галиева в Неврология, Новости

Очень плохая статьяПлохая статьяТак себе статьяХорошая статьяОтличная статья (Читатели ещё не оценили запись, станьте первым!)
Загрузка...

Изучение нового навыка происходит легче, если это связано с умением, которое у вас уже есть. Например, пианист может разучить новую мелодию быстрее, чем если это будет делать теннисист.

Ученые обнаружили фундаментальные ограничения в мозгу, которые могут объяснить, почему это происходит. Эти ограничения являются ключевым фактором, определяющим легко ли новому навыку научиться или нет.

«Предположим, у вас есть мука, сахар, сода, яйца, соль и молоко. Вы можете комбинировать их, чтобы испечь хлеб, блины или печенье, но было бы трудно сделать из существующих ингредиентов гамбургеры с котлетой», — заявил Sadtler. «Мы обнаружили, что мозг в процессе обучения работает аналогичным образом. Пациенты легко комбинируют знакомые картины деятельности в новые способы создания совершенно новой модели».

Для исследования ученые использовали дрессированных животных с применением нейро-компьютерного интерфейса (НКИ), похожего на те, которые принимали участие в клинических испытаниях для помощи парализованным людям и людям с ампутированными конечностями. Эта система была создана для обмена информацией между мозгом и электронной системой.

«Эта развивающаяся технология является мощным инструментом для исследования мозга», — заявил Daofen Chen, директор программы Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS). «Она помогает ученым изучать динамику цепей мозга, которые могут объяснить процесс обучения человека».

Исследователи записали нейронную активность в моторной коре человека и направили запись в компьютер, который переводит мозговую деятельность в движение курсора на экране компьютера. Цель испытуемых была перемещение курсора к целям на экране, которые требовались для создания шаблона нейронной активности. Если субъекты могли переместить курсор хорошо, что означало, что они научились генерировать нервный рисунок активности.

Результаты показали, что испытуемые научились генерировать активность нескольких нейронных моделей легче, чем другие тогда, когда они научились проводить точные движения курсора, потому что существующие модели мозга, вероятно, отражают соединения нейронов.

«Мы хотели изучить, как мозг меняет свою деятельность, когда вы узнаете новое. Когнитивная гибкость имеет предел, и мы хотели узнать, как этот предел выглядит с точки зрения нейронов», — сказал Aaron P. Batista, доцент кафедры биоинженерии.

«Эти результаты могут стать основой новых реабилитационных процедур для лечения многих нервных расстройств, которые характеризуются неправильной нейронной активностью», — сказал Byron M. Yu. «Функция восстановления может требовать от лица создавать новые шаблоны нейронной активности. Мы могли бы использовать методы, аналогичные тем, которые были использованы в данном исследовании, и тренировать пациентов генерировать правильную нервную деятельность».

ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:

Sadtler, Patrick T.; Quick, Kristin M.; Golub, Matthew D.; Chase, Steven M.; Ryu, Stephen I. et al. (2014) Neural constraints on learning // Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited. All Rights Reserved. — vol. 512 (7515) — p. 423−426


Клара Галиева (3803 Статей)
Должность - Автор новостного блока. Врач-невропатолог. г. Санкт-Петербург.