Ќеврологи продемонстрировали обучение в стиле Ђћатрицыї

18.12.2011, 11:06
»сточник: membrana.ru





‘ункциональна€ магнитно-резонансна€ томографи€ (fMRI) позвол€ет отслеживать рисунок активности нейронов в разных районах мозга благодар€ измерению кровотока через эти участки. Ќа снимке Ч аппарат, фиксирующий эту картину (кадр Boston University).

ƒо впитывани€ навыков пилотировани€ вертолЄта за п€ть секунд ещЄ очень далеко, но учЄные сделали крохотный шажок к будущему, показанному в известном фильме. ќни испытали оригинальную технологию неосознанного обучени€ мозга.

√руппа исследователей из Ѕостонского университета (BU) и лаборатории вычислительной неврологии в  иото (ATR CNL) решила вы€снить, может ли быстро перестраиватьс€ зрительна€ кора в мозге взрослого человека, чтобы участвовать в так называемом обучении воспри€тию (perceptual learning).

ѕоследнее пон€тие относитс€ и к зрению, и слуху, вкусу и обон€нию, ос€заниюЕ „еловек после р€да тренировок быстрее и точнее распознаЄт заданный стимул в потоке других. Ёто может быть (в самом примитивном случае) вертикальна€ черта на фоне горизонтальных, или красный круг в череде синих. »ли €понска€ речь на фоне английской. јналогично работает обучение чтению, когда человек начинает узнавать на письме буквы и целые слова.




ћгновенное распознавание образов в р€ду похожих во многом определ€етс€ неосознанной реакцией зрительной коры. “еперь экспериментаторы показали, как еЄ можно настраивать (иллюстраци€ Nicolle Rager Fuller, National Science Foundation).

ѕри обучении нейронные св€зи в коре перестраиваютс€ под нужную задачу. »дЄт така€ перестройка медленно. ”чЄные же доказали, что современные технологии способны ускорить процесс.

Ђѕредыдущие исследовани€ подтвердили коррел€цию между повышением производительности в визуальных задачах и изменени€ми в первичной зрительной коре, в то врем€ как другие исследователи нашли такие коррел€ции в высшей зрительной коре и област€х, отвечающих за решени€, Ч говорит один из авторов эксперимента “акео ¬атанабе (Takeo Watanabe). Ч ќднако ни одно из этих исследований не рассматривало напр€мую вопрос о том, достаточно ли гибка первична€ зрительна€ область, чтобы обучатьс€ визуальному воспри€тиюї.

јвторы работы применили декодированную обратную нейросв€зь (Decoded Neurofeedback Ч DecNef), работающую в реальном времени.



—хема DecNef (иллюстраци€ Boston University).

ѕринцип DecNef заключаетс€ в изменении активности мозга обучаемого таким образом, чтобы картина отклика нейронов соответствовала ранее полученному шаблону, вз€тому у человека, уже обладающего неким навыком.

¬ теории это может быть хоть игра на фортепиано. Ќо до такого сложного случа€ экспериментаторы не дошли. ќни проверили идею на простом тесте.



¬ тестах прин€ли участие 11 мужчин и 5 женщин в возрасте от 20 до 38 лет (кадр Boston University).

»спытуемый находилс€ в томографе, который непрерывно снимал картину активности клеток в зрительной коре. ¬ это врем€ человеку показывали серию картинок Ч круг с наклонными серыми полосками, ориентированными в том или ином направлении. «адача заключалась в быстром узнавании ориентации полос (что можно было определить по отклику мозга).

—ходным образом, кстати, действовали учЄные, извлекавшие из голов испытуемых видеоролики. “е исследователи тоже в качестве первого шага собирали библиотеку соответствий визуальных стимулов и картины активности клеток в зрительной коре.



—начала учЄные просто наход€т соответствие стимула и картины активности мозгаЕ (иллюстраци€ Boston University).

ќбратна€ св€зь была устроена так: картину активности клеток компьютер сравнивал с шаблоном и вычисл€л степень подоби€. „ем она была выше, тем больший стимул выдавалс€ испытуемому. „еловеку демонстрировали зелЄный круг тем большего диаметра, чем сильнее активность клеток совпадала с шаблонной, объ€сн€ет Gizmag.



Епотом устраивают обратную св€зь между мозгом и техникой, регистрирующей его активность. «рительные стимулы мен€ют еЄ непрерывно (иллюстраци€ Boston University).

ќказалось, что после нескольких сеансов такого обучени€ распознавание кружков и полосок улучшилось и оставалось таким некоторое врем€.

ѕри этом вы€снилось, что подход работает, даже если испытуемые ничего не знают о поставленной задаче. ƒанные томографа до и после сеансов тренировки с обратной св€зью демонстрируют улучшение воспри€ти€ определЄнной фигуры, той, под которую был рассчитан Ђмозговой шаблонї дл€ сравнени€.



–езультат Ц улучшение воспри€ти€ целевой фигуры (иллюстраци€ Boston University).

јвторы технологии DecNef полагают, что она пригодитс€ сразу в нескольких област€х. ќна могла бы помочь нейрофизиологам изучать работу мозга. ћедики могли бы с такой методикой лечить некоторые психические расстройства, восстанавливать моторные функции пациентов или устран€ть хронические боли.

“акже подсознательную тренировку мозга с обратной св€зью можно было бы попробовать применить в деле обучени€ специалистов специфическим навыкам (реакци€м). “ут учЄные сравнивают достижение с обучением под гипнозом или во сне.

ѕравда, €понцы честно предупреждают, что проверили действенность метода только на одном специфическом виде обучени€. » пока не €сно, сработает ли он в других его видах.

(ѕодробности эксперимента Ц статье в Science.)



 лючевые слова:
Ќеврологи обучение
активность мозга
Boston
University
клетка
DecNef
обучени€
непрерывно
человек
воспри€тие
обучение
исследователи
технологии
воспри€тие
эксперимент
–оботы в медицине
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

–оботы в медицине


ћедицинска€ компани€ Ќаука - Ќевролог в —амаре ≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
вызвать электрика на дом
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.