Un nou instrument de imagistică poate evalua cât de bine comunică oamenii

Inginerii biomedici au proiectat un dispozitiv portabil de imagini ale creierului pentru a vedea cum se sincronizează creierele atunci când interacționează oamenii. În prezent, ideile grozave se pierd adesea în traducere - de la profesorul de matematică care nu poate ajunge la elevii săi, până la un comediant de stand-up care bombardează în timpul unei nopți de microfon deschis.

Pentru a rezolva acest gol, inginerii biomedici ai Universității Drexel, în colaborare cu psihologii Universității Princeton, au dezvoltat un sistem funcțional de spectroscopie în infraroșu apropiat (sau fNIRS), cu dispozitivul purtabil ca una dintre numeroasele aplicații.

Noul sistem folosește lumina pentru a măsura activitatea neuronală în timpul situațiilor din viața reală și poate fi purtat ca o bandă de susținere. Anchetatorii cred că noua tehnică va îmbunătăți schimbul de informații între oameni.

Într-adevăr, cercetătorii explică faptul că dispozitivul fNIRS poate măsura cu succes sincronizarea creierului în timpul conversației. Tehnologia poate fi utilizată acum pentru a studia totul, de la comunicarea medic-pacient, până la modul în care oamenii consumă știri prin cablu.

Studiul apare în Rapoarte științifice.

„Posibilitatea de a privi modul în care interacționează mai multe creiere este un context emergent în neuroștiința socială”, a spus Hasan Ayaz, dr., Profesor asociat de cercetare la Școala de inginerie biomedicală, știință și sisteme de sănătate din Drexel, care a condus echipa de cercetare.

„Trăim într-o lume socială în care toată lumea interacționează. Și acum avem un instrument care ne poate oferi informații mai bogate despre creier în timpul sarcinilor de zi cu zi - cum ar fi comunicarea naturală - pe care nu le-am putea primi în medii de laborator artificiale sau din studii de creier unic ”.

Studiul actual se bazează pe cercetările anterioare efectuate de Uri Hasson, dr., Profesor asociat la Universitatea Princeton, care a folosit imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (RMN) pentru a studia mecanismele creierului care stau la baza producției și înțelegerii limbajului.

Hasson a descoperit că activitatea creierului unui ascultător reflectă de fapt creierul vorbitorului atunci când el sau ea povestește despre o experiență din viața reală. Și cuplarea superioară este asociată cu o mai bună înțelegere.

Cu toate acestea, metodele tradiționale de imagistică a creierului au anumite limitări. În special, RMN-ul cere subiecților să se întindă nemișcat într-un mediu de scanare zgomotos. Cu acest tip de configurare, nu este posibil să se scaneze simultan creierul mai multor indivizi care vorbesc față în față.

Acesta este motivul pentru care cercetătorii Drexel au căutat să investigheze dacă sistemul fNIRS portabil ar putea fi o abordare mai eficientă pentru a testa problema cuplării creier-creier în condiții naturale.

Pentru studiul lor, un vorbitor nativ de engleză și doi vorbitori nativi de turcă au povestit o poveste reală neînvățată în limba lor maternă. Poveștile lor au fost înregistrate și creierul lor a fost scanat folosind fNIRS. Cincisprezece vorbitori de limba engleză au ascultat apoi înregistrarea, pe lângă o poveste care a fost înregistrată la un eveniment de povestire live.

Cercetătorii au vizat zonele prefrontale și parietale ale creierului, care includ zone cognitive și de ordin superior care sunt implicate în capacitatea unei persoane de a discerne credințele, dorințele și obiectivele altora.

Ei au emis ipoteza că activitatea creierului unui ascultător se va corela cu cea a vorbitorului doar atunci când ascultă o poveste pe care au înțeles-o (versiunea în limba engleză). Un al doilea obiectiv al studiului a fost de a compara rezultatele fNIRS cu datele dintr-un studiu similar care a folosit fMRI, pentru a compara cele două metode.

Au descoperit că atunci când fNIRS măsura oxigenarea și dezoxigenarea celulelor sanguine din creierul subiectului testat, activitatea creierului ascultătorilor se potrivea doar cu vorbitorii de engleză. Aceste rezultate s-au corelat și cu studiul anterior fMRI.

Această nouă cercetare susține fNIRS ca un instrument viitor viabil pentru a studia cuplarea creier-creier în timpul interacțiunii sociale. Sistemul poate fi utilizat pentru a oferi informații importante despre cum să comunicați mai bine în multe medii diferite, inclusiv săli de clasă, întâlniri de afaceri, mitinguri politice și cabinete medicale.

„Acest lucru nu ar fi fezabil cu RMN. Există prea multe provocări ”, a declarat Banu Onaral, dr., Profesor H. H. Sun în cadrul Școlii de Inginerie Biomedică, Știință și Sisteme de Sănătate.

„Acum, că știm că fNIRS este un instrument fezabil, intrăm într-o eră interesantă, când putem ști mult mai multe despre modul în care funcționează creierul, pe măsură ce oamenii se angajează în sarcinile de zi cu zi.”

Sursa: Universitatea Drexel / EurekAlert

Fotografie: