弯曲大脑：科学家发现为什么学习任务可能很困难

在与我们已经拥有的能力相关时，学习新技能更容易。例如，训练有素的钢琴家可以学习比学习如何击中网球服务更容易的新旋律。

来自认知的神经科学中心（CNBC）的科学家 - 卡内基梅隆大学和匹兹堡大学之间的联合计划 - 发现了大脑中的根本约束，可以解释为什么会发生这种情况。作为2014年8月28日发布的封面故事，问题自然，他们在第一次找到了对大脑在学习期间的适应性有局限性的限制，这些限制是新技能是否容易或难以学习的关键决定因素。了解学习期间大脑活动可以“弯曲”的方式最终最终可用于为中风和其他脑损伤发展更好的治疗方法。

领导作者Patrick T. Sadtler，Ph.D.Pitt的生物工程系的候选人，将研究的研究结果与烹饪的研究结果相比。

“假设你有面粉，糖，小苏打，鸡蛋，盐和牛奶。你可以将它们结合起来制作不同的物品 - 面包，煎饼和饼干 - 但达到与现有成分的汉堡饼馅饼难以制作，”萨达特勒说。“我们发现大脑在学习期间以类似的方式工作。我们发现主题能够更容易重新熟悉活动模式以新的方式相对于创造完全是新颖的模式。“

对于研究来说，研究团队培训了动物使用脑电脑界面（BCI），类似于在临床试验中显示出临床试验中的最重要的临床试验的脑电图。

“这种不断发展的技术是大脑研究的强大工具，”国家神经障碍研究所和中风（NINDS）的计划总监Daofen Chen表示，该研究研究所支持这项研究。“它有助于科学家研究可能解释的大脑电路的动态神经基础学习。“

研究人员记录了神经活动在主题的电机皮层中并将录制指向计算机，将活动转换为电脑屏幕上的光标的移动。此技术允许团队指定将移动光标的活动模式。测试对象的目标是将光标移动到屏幕上的目标，这需要它们产生实验者所要求的神经活动的模式。如果受试者可以井移动光标，这意味着他们已经学会了产生研究人员指定的神经活动模式。

结果表明，受试者学会了比其他人更容易产生一些神经活动模式，因为它们有时有时才能实现精确的光标运动。更难以学习的模式与任何预先存在的模式不同，而更容易学习的模式是预先存在的大脑模式的组合。因为现有的大脑模式可能反映神经元如何相互连接，所以结果表明神经元之间的连通性形状学习。

“我们想研究如何脑在您学习时更改其活动，以及其活动如何无法改变。认知灵活性有一个限制 - 我们希望了解该限制在神经元方面的样子，“Pitt的生物工程助理教授Aaron P. Batista说。

Carnegie Mellon的电气计算机工程和生物医学工程助理教授拜伦M. Yu认为，这项工作展示了BCI对基本科学研究的效用，最终会影响人们的生活。

“这些发现可能是新型康复程序对神经活动不当特征的许多神经障碍的基础，”余说。“恢复函数可能需要一个人产生新的神经活动模式。我们可以使用类似于本研究中使用的技术来教练患者产生适当的神经活动。”

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