我們都聽(tīng)到過(guò)這樣的格言：“如果一開(kāi)始您不成功，請(qǐng)嘗試一下，然后再試一次。”但是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的最新研究發(fā)現(xiàn)，重復(fù)并不是全部。相反，參與等內(nèi)部狀態(tài)也會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。
這項(xiàng)合作研究發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》上，研究了使用腦機(jī)接口(BCI)技術(shù)的內(nèi)部狀態(tài)的變化(如喚醒，注意力，動(dòng)機(jī)和參與度)如何影響學(xué)習(xí)過(guò)程。研究結(jié)果表明，內(nèi)部狀態(tài)的變化可以系統(tǒng)地影響行為隨著學(xué)習(xí)而改善的方式，從而為更有效的方法快速教授人們的技能和提高熟練程度鋪平了道路。
內(nèi)部狀態(tài)可以調(diào)節(jié)大腦的神經(jīng)活動(dòng)，并且研究繼續(xù)探索其對(duì)運(yùn)動(dòng)控制，感覺(jué)處理和認(rèn)知的影響。然而，人們對(duì)內(nèi)部狀態(tài)與學(xué)習(xí)之間的具體相互作用還沒(méi)有很好的理解。
卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)神經(jīng)計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)研究生Jay Hennig解釋說(shuō)：“直覺(jué)上，我們?cè)趯W(xué)習(xí)不同的事物時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)活動(dòng)會(huì)發(fā)生變化，因?yàn)樾袨闀?huì)隨著實(shí)踐而變得更好。” “但是，我們發(fā)現(xiàn)的是，這不僅僅是變得更好。學(xué)習(xí)的同時(shí)進(jìn)行的所有事情，例如一個(gè)人的注意力水平或喚醒狀態(tài)，都起著重要的作用。”
研究人員使用BCI學(xué)習(xí)范例觀察了神經(jīng)活動(dòng)如何變化，以及內(nèi)部狀態(tài)的變化對(duì)這些變化的影響程度，因?yàn)槭茉囌咄ㄟ^(guò)僅使用神經(jīng)活動(dòng)模式在計(jì)算機(jī)屏幕上移動(dòng)光標(biāo)來(lái)執(zhí)行任務(wù)。
隨著研究的開(kāi)展，研究小組開(kāi)始注意到運(yùn)動(dòng)皮層內(nèi)神經(jīng)種群活動(dòng)的偶然性大而突然的波動(dòng)。最初，他們不明白為什么會(huì)這樣，但是隨著時(shí)間的流逝，他們逐漸意識(shí)到，只要受試者對(duì)任務(wù)的變化感到驚訝，就會(huì)發(fā)生波動(dòng)。(變化范圍從短暫的暫停到BCI映射的擾動(dòng)。)在這些時(shí)刻，受試者的瞳孔擴(kuò)大了，這表明突然的波動(dòng)是內(nèi)部狀態(tài)(參與)的神經(jīng)表現(xiàn)。
卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究所的生物醫(yī)學(xué)工程副教授史蒂夫·蔡斯說(shuō)：“我們并沒(méi)有在神經(jīng)數(shù)據(jù)中尋找這種特殊的作用。” “瞳孔直徑與我們?cè)谏窠?jīng)活動(dòng)中看到的參與信號(hào)緊密相關(guān)，并且似乎對(duì)運(yùn)動(dòng)皮層產(chǎn)生巨大影響。”
最終，研究表明，取決于環(huán)境，受試者的參與或關(guān)注水平可以使事情變得更容易或更難學(xué)習(xí)。
“您可能已經(jīng)想象過(guò)大腦將建立起清晰的功能分離，例如運(yùn)動(dòng)區(qū)域到運(yùn)動(dòng)控制，情感區(qū)域到情緒控制，以及感覺(jué)區(qū)域到感覺(jué)表示，”該學(xué)院生物工程學(xué)教授Aaron Batista說(shuō)道。匹茲堡大學(xué)。“我們發(fā)現(xiàn)的是一種偶然的內(nèi)部狀態(tài)侵入運(yùn)動(dòng)區(qū)域?？赡苁俏覀兛梢岳迷撔盘?hào)來(lái)改善學(xué)習(xí)。”
該小組的工作正在進(jìn)行中，并且是與卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)和匹茲堡大學(xué)之間的跨大學(xué)研究和教育計(jì)劃神經(jīng)認(rèn)知中心合作進(jìn)行的，該中心利用每個(gè)機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)來(lái)研究引起這種現(xiàn)象的認(rèn)知和神經(jīng)機(jī)制。生物智能和行為。
拜倫說(shuō)：“我們合作的獨(dú)特部分之一就是我們?cè)谡麄€(gè)項(xiàng)目中的集成程度，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到數(shù)據(jù)分析再到采用，我們都參與其中。”卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程和電氣與計(jì)算機(jī)工程教授Yu。“這里的發(fā)現(xiàn)可能有一天可以幫助人們更快地，更高水平地學(xué)習(xí)日常技能，例如數(shù)學(xué)或舞蹈。”
標(biāo)簽： 學(xué)習(xí)
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