Analiza RMN prezice abilități la jocul video
Pentru studiu, cercetătorii au folosit metode convenționale de imagistică a creierului într-un mod nou. În loc să analizeze „înainte și după” activitatea creierului în timp ce participanții învață și îndeplinesc o sarcină complexă, cercetătorii au studiat în schimb activitatea de fond în ganglionii bazali, un set de structuri cerebrale asociate cu învățarea procedurală, sentimentele de recompensă și mișcările coordonate.
Prin utilizarea RMN și a unei metode numite analize de tipar multivoxel, cercetătorii au observat o diferență semnificativă într-un anumit tip de semnal RMN, numit T2 *, în ganglionii bazali ai participanților la studiu. Analizând aceste diferențe, cercetătorii au reușit să prezică varianța (diferențele de performanță) 55-68 la sută din timp pentru cele 34 de persoane care ar învăța cum să joace jocul.
„Există multe, multe studii, poate sute, în care psihometricienii, oameni care fac analiza cantitativă a învățării, încearcă să prezică din SAT, GRE, MCATS sau alte teste cât de bine vei reuși la ceva”, a spus Universitatea de profesor de psihologie din Illinois și director al Institutului Beckman Dr. Art Kramer.
Aceste tipuri de tehnici, împreună cu studii care analizează dimensiunea relativă a structurilor specifice creierului, au avut un anumit succes în prezicerea învățării, a spus Kramer, „dar niciodată în această măsură într-o sarcină atât de complexă”.
"Aruncăm o privire nouă asupra imaginilor RMN care sunt înregistrate în mod obișnuit pentru a investiga funcția creierului", a spus profesorul de psihologie al Universității de Stat din Ohio, Dr. Dirk Bernhardt-Walther, care a proiectat și efectuat analiza computațională împreună cu studentul în inginerie electrică și informatică din Illinois Loan Vo .
„Analizând aceste imagini într-un mod nou, găsim variații în rândul participanților la tiparele activității creierului în ganglionii lor bazali”, a spus Bernhardt-Walther.
„Algoritmii statistici puternici ne permit să conectăm aceste modele la succesul individual al învățării. Metoda noastră poate fi utilă pentru prezicerea diferențelor în abilitățile indivizilor și în alte contexte ”, a spus el. „Testarea acestui lucru ar fi ieftină, deoarece metoda oricum reciclează imaginile RMN care sunt înregistrate în multe studii”.
Pentru studiu, au fost aleși voluntari care nu aveau prea multă experiență prealabilă cu jocurile video. După ce au fost imaginați creierul, au avut 20 de ore să învețe cum să joace Space Fortress, un joc dezvoltat la Universitatea din Illinois și conceput pentru a testa abilitățile cognitive ale participanților. Jucătorii trebuie să încerce să distrugă o fortăreață în timp ce își protejează propria navă de multe pericole potențiale.
Jocul este destul de provocator, a spus Kramer. Provoacă frecvent jucătorii să își îndrepte atenția pentru a urmări diverse obiective sau pentru a evita amenințările. Când încep să se joace pentru prima dată, subiectele studiate „tind să înceapă cu 2.000 de puncte negative”, a spus el. Cu toate acestea, după 20 de ore de antrenament și antrenament, toate scorurile jucătorilor cresc destul de mult. Unii se descurcă mult mai bine decât alții, cu toate acestea, o diferență care poate fi în mare parte previzionată prin analiza activității în părți ale ganglionilor bazali.
„Prezicem varianța de până la trei ori mai mare a varianței (în învățare) decât ați folosi măsurile de performanță”, a spus Kramer.
Cercetătorii au analizat trei regiuni ale creierului: nucleul caudat și putamenul, două structuri care sunt active atunci când o persoană învață noi abilități motorii (cum ar fi mutarea unui joystick); aceste regiuni sunt, de asemenea, importante în timpul sarcinilor care necesită strategie și schimbă rapid atenția. O a treia regiune, nucleul accumbens, procesează emoțiile asociate cu recompensa sau pedeapsa.
În timpul studiului, activitatea din nucleul putamen și caudat s-a dovedit a fi predictori mai buni ai performanțelor viitoare ale jocurilor video decât în nucleul accumbens. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că substanța albă (axonii și dendritele care poartă semnale între neuroni), dar nu și materia cenușie (corpurile celulare), au oferit mai multe indicii în prezicerea succesului jocului.
Datele noastre sugerează că unele diferențe fiziologice și / sau neuroanatomice persistente sunt de fapt predictorul învățării, a spus Kramer.
Kramer a subliniat că descoperirile nu ar trebui interpretate în sensul că unele persoane sunt destinate să reușească sau să eșueze la o anumită sarcină sau provocare de învățare.
„Știm că multe dintre aceste componente ale structurii și funcției creierului sunt schimbătoare”, a adăugat el.
Studiul este publicat în jurnalul online Plus unu.
Sursa: Universitatea din Illinois
