Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

Высокую концентрацию внимания поддержали, показывая человеку реакции его мозга

Исследователи использовали интерфейс «мозг – компьютер» с демонстрацией на мониторе реакций мозга человека, чтобы узнать, возможно ли моментально и без тренировок снизить уровень умственной усталости. Оказалось, что возможно, но ненадолго.

Высокую концентрацию внимания поддержали, показывая человеку реакции его мозга
Экспериментальная установка: a) испытуемый выполняет визуальное задание, которое включает восприятие и первичную обработку информации. Сигналы ЭЭГ регистрируются в теменной и затылочной областях и обрабатываются в режиме реального времени. Обратная связь осуществляется через аудиосигнал, информирующий испытуемого о состоянии когнитивного утомления; б) расположение пяти записывающих электродов на коже головы.

Такая методика может помочь водителям, пилотам и диспетчерам дольше поддерживать высокую концентрацию. Статья ученых опубликована в журнале Nonlinear Dynamics.



Известно, что человек быстро устает при выполнении монотонных и однообразных заданий в течение долгого времени. Результаты исследований активности головного мозга говорят о том, что наряду с общей усталостью наблюдается снижение эффективности работы сенсорных систем головного мозга: зрительной, слуховой и других. Это происходит из-за того, что мозг непрерывно обрабатывает поступающую в него информацию и концентрируется на решении поставленных задач. Такое состояние известно как когнитивное утомление.

Когнитивное утомление – одна из причин снижения уровня концентрации внимания во время выполнения задач в условиях высокой нагрузки на мозг, поэтому очень важно минимизировать его воздействие на людей. В первую очередь, это касается тех, чья профессия связана с необходимостью обрабатывать большие объемы сенсорной информации и поддерживать высокую концентрацию в течение долгого времени: водителей, пилотов, диспетчеров.

Исследователи из Саратовского государственного технического университета (СГТУ) и Технического университета Мадрида провели эксперимент, в котором попытались выяснить, возможно ли снизить уровень когнитивного утомления моментально и без тренировок.

Для этих целей ученые использовали интерфейс «мозг – компьютер» с биологической обратной связью – технологией, которая позволяет испытуемым обучаться, наблюдая сигналы собственного мозга. Перед участниками эксперимента поставили простую задачу – классифицировать неоднозначные изображения, выбирая один из двух возможных вариантов. Изображения показывались на экране монитора в течение короткого промежутка времени, ~1 сек. За это время испытуемый должен был принять решение и нажать на соответствующую кнопку на джойстике. Всего эксперимент длился около 40 минут, в течение которых было показано 300 изображений. Во время эксперимента регистрировали электрическую активность мозга в затылочной и теменной коре, на основании которой определяли амплитуду нейронного отклика – показатель, напрямую связанный с эффективностью работы зрительной сенсорной системы.

В начале эксперимента участников разделили на две группы. Первая, контрольная, дважды приняла участие в эксперименте без обратной связи. Вторая группа, экспериментальная, прошла первый эксперимент без обратной связи, а второй – с ее использованием. Оказалось, что в отсутствие биологической обратной связи в обеих группах амплитуда нейронного отклика меняется периодически: то увеличивается, то уменьшается. График зависимости при этом напоминает волну. Это говорит о том, что нейроны, задействованные в восприятии и обработке визуальной информации, могут эффективно работать без перерыва в течение ограниченного промежутка времени (тогда наблюдается повышение амплитуды), после чего им требуется время на восстановление (амплитуда снижается). Ученые предложили реализовать обратную связь через аудиосигнал, информирующий испытуемого о снижении амплитуды нейронной активности.

Включив обратную связь в экспериментальной группе, ученые обнаружили, что средняя длина интервалов с высокой амплитудой нейронного отклика увеличивается примерно в полтора раза. При этом абсолютное значение амплитуды в течение этого интервала уменьшается по сравнению с экспериментом без обратной связи. По словам ученых, увеличение когнитивного ресурса должно сопровождаться изменениями структуры мозга, которые, согласно результатам ранее опубликованных работ, происходят после нескольких недель тренировок. В проведенном исследовании показано, что существует моментальный эффект биологической обратной связи на когнитивный ресурс.

«Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что присутствует моментальный эффект биологической обратной связи: увеличивается время непрерывной работы нейронов области мозга, отвечающей за распознавание визуальной информации. Мы предполагаем, что для поддержания способности эффективно обрабатывать информацию в течение долгого времени мозг регулирует число нейронов, вовлекаемых в этот процесс. Если биологической обратной связи нет, в обработку сразу вовлекается большое число нейронов, и амплитуда нейронного отклика резко возрастает и затем начинает уменьшаться. Когда биологическая обратная связь включается, информация обрабатывается меньшим (оптимальным) числом нейронов, средняя амплитуда отклика при этом уменьшается, а время непрерывной работы увеличивается», – говорит автор работы, доктор физико-математических наук, профессор Александр Храмов.

Текст: РНФ





Ссылка на источник

Tags: изобретения, инструменты и методы, информация, мозг, нейроновости, память, работа, технологии
Subscribe

Posts from This Journal “нейроновости” Tag

Buy for 30 tokens
Вы помните сколько стоил бензин 10 лет тому назад? Вспоминайте. Нам так часто по телевизору рассказывают, что бензин дорожает, что мы уже сами в это поверили. Так вот, можете не гуглить – Я всё уже всё уже нашел для вас: за десять лет цена на бензин поднялась в два с лишним раза.…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments