Дослідження зображень відслідковує діяльність мозку, пов’язану з вирішенням проблем

Новий підхід до дослідження, що використовує дані нейровізуалізації, показує, що мозок прогресує через різні фази, коли людина вирішує складні проблеми.

Поєднавши дві аналітичні стратегії, дослідники змогли використовувати функціональні дані МРТ для виявлення закономірностей мозкової діяльності, що супроводжують чотири окремі етапи вирішення проблем.

"Як студенти вирішували подібні проблеми, для нас було загадкою, поки ми не застосували ці методи", - каже вчений-психолог Джон Андерсон з Університету Карнегі Меллона, провідний дослідник дослідження.

"Зараз, коли студенти сидять там, розмірковуючи, ми можемо сказати, що вони думають щосекунди".

Поняття цієї роботи з часом можуть бути застосовані до розробки більш ефективних навчальних занять, говорить Андерсон.

Дослідження з'являється вПсихологічна наука, журнал Асоціації психологічних наук.

Дослідження випливає з поточного напряму досліджень, який використовує зображення мозку, щоб зрозуміти послідовність процесів, що лежать в основі мислення. Хоча дослідження нейровізуалізації дало вікно у різні аспекти пізнання, як ці частини поєднуються в цілісне ціле, оскільки люди виконують реальні завдання в реальному часі, чітко не зрозуміле.

Андерсон замислювався, чи можна поєднати два аналітичні підходи - мультивоксельний аналіз шаблонів (MVPA) та приховані напівмарковські моделі (HSMM), щоб пролити світло на різні етапи мислення.

MVPA, як правило, використовується для виявлення моментних моделей активації; додавання HSMM, за припущенням Андерсона, дасть інформацію про те, як ці закономірності відтворюються з часом.

Андерсон та його колеги Арін А. Пайк та Джон М. Фінчем вирішили застосувати цей комбінований підхід до даних нейровізуалізації, зібраних від учасників, коли вони вирішували конкретні типи математичних задач.

Щоб визначити, чи виявлені етапи нанесені на реальні етапи мислення, дослідники маніпулювали різними особливостями математичних задач. Для цього вони створили деякі проблеми, які вимагали більших зусиль для розробки відповідного плану вирішення, а інші, що вимагали більших зусиль для реалізації рішення.

Метою було перевірити, чи мали ці маніпуляції конкретний вплив, який можна було б очікувати, на тривалість різних стадій.

Дослідники привезли до лабораторії 80 учасників - після практики, використовуючи конкретні стратегії для вирішення математичних задач, учасники потім відповіли на низку цільових задач, перебуваючи в сканері. Вони отримали відгуки щодо кожної проблеми, відповіді стали зеленими, якщо вони були правильними, і червоними, якщо вони були неправильними.

Використовуючи метод HSMM-MVPA для аналізу даних нейровізуалізації, Андерсон та його колеги виділили чотири етапи пізнання: кодування, планування, вирішення та реагування.

Результати показали, що стадія планування, як правило, була довшою, коли проблема вимагала більшого планування, а стадія вирішення, як правило, була довшою, коли рішення було складніше виконати, вказуючи на те, що метод відображався на реальних стадіях пізнання, на які диференційовано впливали різні особливості проблем.

"Як правило, дослідники розглядають загальний час виконання завдання як доказ етапів виконання цього завдання та їх взаємозв'язок", - говорить Андерсон. "Методи в цій роботі дозволяють нам вимірювати етапи безпосередньо".

Дослідники стверджують, що хоча дослідження було зосереджено саме на математичному вирішенні задач, метод має перспективу для більш широкого застосування.

Використання того самого методу з методами візуалізації мозку, які мають більший часовий дозвіл, наприклад ЕЕГ, може розкрити ще більш детальну інформацію про різні етапи когнітивної обробки.

Джерело: Асоціація психологічних наук