Аналіз МРТ передбачає вміння у відеоіграх
Для дослідження вчені використовували звичайні методи візуалізації мозку по-новому. Замість того, щоб аналізувати мозкову діяльність «до і після», поки учасники навчаються та виконують складне завдання, дослідники замість цього вивчають фонову активність в базальних гангліях, сукупність мозкових структур, пов’язаних із процедурним навчанням, почуттям винагороди та скоординованими рухами.
За допомогою використання МРТ та методу, який називається мультивоксельним аналізом картини, дослідники відзначили значну різницю в певному типі сигналу МРТ, званому Т2 *, в базальних гангліях учасників дослідження. Проаналізувавши ці відмінності, дослідники змогли передбачити дисперсію (різницю в продуктивності) від 55 до 68 відсотків часу для 34-х людей, які навчаться грати в гру.
"Є багато-багато досліджень, можливо сотні, в яких психометри, люди, які проводять кількісний аналіз навчання, намагаються передбачити за тестами SAT, GRE, MCATS або іншими тестами, наскільки добре ви в чомусь досягнете успіху", - сказав університет професора психології Іллінойсу та директора Інституту Бекмана д-ра Арта Крамера.
Крамер зазначив, що ці типи методів, поряд із дослідженнями, які вивчають відносний розмір структур конкретного мозку, мали певний успіх, передбачаючи навчання, "але ніколи не до такої міри при такому складному завданні".
"Ми переглядаємо зображення МРТ, які регулярно реєструються для дослідження функції мозку", - сказав професор психології Університету штату Огайо д-р Дірк Бернхардт-Вальтер, який разом із аспірантом з електротехніки та комп'ютерної техніки Іллінойсом Лоан Во .
"Аналізуючи ці зображення по-новому, ми виявляємо варіації серед учасників у закономірностях мозкової діяльності в їх базальних гангліях", - сказала Бернхардт-Вальтер.
“Потужні статистичні алгоритми дозволяють нам пов’язати ці закономірності з індивідуальним успіхом навчання. Наш метод може бути корисним для прогнозування відмінностей у здібностях людей і в інших контекстах », - сказав він. "Перевірка цього буде недорогою, оскільки метод переробляє зображення МРТ, які в будь-якому випадку записані в багатьох дослідженнях".
Для дослідження були обрані добровольці, які не мали великого досвіду роботи з відеоіграми. Після того, як їхній мозок був зображений, у них було 20 годин, щоб навчитися грати в космічну фортецю - гру, розроблену в Університеті Іллінойсу і призначену для перевірки пізнавальних навичок учасників. Гравці повинні спробувати зруйнувати фортецю, захищаючи власний корабель від багатьох потенційних небезпек.
Гра досить складна, сказав Крамер. Гравці часто змушують переключити свою увагу на переслідування різних цілей або уникнення загроз. Коли вони вперше починають грати, навчальні предмети "зазвичай починаються з негативних 2000 балів", сказав він. Однак після 20 годин тренувань та тренувань усі показники гравців значно зростають. Деякі роблять набагато краще, ніж інші, однак, різницю, яку можна багато в чому передбачити, аналізуючи активність в частинах базальних гангліїв.
"Ми прогнозуємо до трьох разів більшу дисперсію (у навчанні), ніж ви б використовували показники ефективності", - сказав Крамер.
Дослідники проаналізували три області мозку: хвостате ядро і путамен - дві структури, які активні, коли людина навчається новим руховим навичкам (наприклад, рухаючи джойстиком); ці регіони також важливі під час виконання завдань, що вимагають стратегії та швидкого переключення уваги. Третя область, ядро накопичується, обробляє емоції, пов'язані з нагородою або покаранням.
Під час дослідження було виявлено, що активність у путамені та хвостатому ядрі є кращими предикторами майбутньої продуктивності відеоігор, ніж у ядрі акумен. Дослідники також виявили, що біла речовина (аксони та дендрити, що передають сигнали між нейронами), але не сіра речовина (клітинні тіла), пропонує більше підказок у прогнозуванні успіху гри.
"Наші дані свідчать про те, що якась стійка фізіологічна та / або нейроанатомічна різниця насправді є провісником навчання", - сказав Крамер.
Крамер підкреслив, що висновки не слід інтерпретувати як такі, що деяким людям судилося досягти успіху чи невдачі у виконанні певного завдання чи навчального завдання.
"Ми знаємо, що багато з цих компонентів структури та функції мозку є мінливими", - додав він.
Дослідження опубліковано в Інтернет-журналі PLOS ONE.
Джерело: Університет Іллінойсу
