新的研究揭示了大脑如何说“哎呀!”

西奈的神经科学和医学中心的研究人员和部门的神经外科已经发现了如何信号从一群神经元在大脑的额叶同时给人类的灵活性学习新任务和重点开发非常具体的技能。他们的研究发表在同行评议的杂志上科学,提供了一个基本的认识性能监控,执行功能用于管理的日常生活。

研究的关键发现是,大脑使用相同的组神经元对绩效反馈在许多不同situations-whether一个人是一个新的尝试任务第一次或努力完美的特定技能。

“魔法的人类大脑的一部分是,它是如此灵活,“Ueli Rutishauser说,博士,神经学、神经外科教授和生物医学科学、神经科学和医学中心主任,理事会主席在神经科学和该研究的资深作者。“我们设计研究破译大脑如何推广和同时专业,这两个是帮助我们追求一个目标的关键。”

性能监控是一个内部信号,一种是自发的反馈,可以让一个人知道他们犯了一个错误。一个例子是人实现他们开车经过一个十字路口应该有了。另一个例子是说的人在谈话,尽快认识到这句话从他们的口中,他们只是说的是不合适的。

“哦,拍的时候,“哦!的时刻,性能监控踢,”傅说中正博士在cedars - sinai Rutishauser实验室的博士后研究员,该研究的第一作者。

这些信号对未来传递信息试图帮助提高性能的大脑区域,调节情绪,记忆,规划和解决问题。性能监控也有助于大脑调整重点通过信号冲突或期间遇到的困难的任务。

“所以啊!的时刻可能促使人密切关注下次他们与朋友聊天或计划停止在商店在下班回家的路上,”傅说。

看到性能监视行动,调查人员记录单个神经元的活性研究参与者的内侧额叶皮质。参与者被癫痫患者作为治疗的一部分,在他们的大脑中被植入了电极,帮助找到他们的癫痫发作的焦点。具体地说,这些患者在内侧额叶皮层植入电极,脑部在性能监控中发挥核心作用。

团队要求参与者执行两个常用的认知测试。

在Stroop任务坑阅读对颜色命名,参与者被写名字的颜色,如红色,“印刷油墨的不同的颜色,如绿色,被要求的名字墨水的颜色,而不是文字。

“这在大脑中产生冲突,”Rutishauser说。“你有几十年的阅读训练,但现在你的目标是抑制的习惯阅读和说的颜色墨水写在这个词代替。”

在另一项任务,多源干扰任务(MSIT),其中包括识别数字,参与者看到三位数字在屏幕上,两个相同的另一个独特的例子,1-2-2。课题的任务是按下按钮与独特的在这种情况下,“1”抵制他们倾向于按“2”,因为这个数字出现两次。

“这两个任务作为一个强大的自我监控是如何进行测试在不同的场景中涉及不同的认知领域,”傅说。

一个结构化的响应

对象执行这些任务,研究人员指出在工作中两种不同类型的神经元。“错误”神经元发射强烈的错误后,虽然“冲突”神经元以应对困难的任务刚刚完成。

“当我们观察到神经元的大脑区域的活动,它让我们吃惊,他们中的大多数只能成为活跃的决定或一个动作完成后。这表明,这个大脑区域在事后评估决策过程中发挥作用,而不是使他们。”

有两种类型的性能监控:域一般和特定于域的。域通用性能监视告诉我们的东西错,可以在任何类型的检测错误task-whether有人开车,在社交场合或Wordle第一次玩。这使他们与小指令执行新的任务,机器不能做的事情。

“机器可以被训练来做一件事,”傅说。“你可以建立一个机器人翻转汉堡包,但它不能适应这些技能煎饺子。人类,由于域通用性能监控,可以。”

领域特定性能监视告诉了错误的人什么错,检测特定的错误,他们错过了一个转弯,说了一些不恰当或者选择了错误的字母在一个谜。这是一种完美的个人技能的人。

令人惊讶的是,神经元信号域一般和特定领域的信息混合在内侧额叶皮质。

“我们曾经认为有部分大脑的专门领域具有普遍意义的性能监测和别人只有特定领域,“Rutishauser说。“我们的研究显示事实并非如此。我们已经知道同一组神经元可以做两个域一般域特定的性能监视。当你听这些神经元,可以同时读两种类型的信息。”

了解如何解读这些信号到大脑的其他区域,它有助于认为神经元是音乐家一个管弦乐队,Rutishauser说。

“如果他们所有随机播放,听者的这种情况下的地区大脑收到signals-just听到一个混乱的笔记,”Rutishauser说。”,但如果他们发挥排列组合,可以清楚地听到各种旋律和和声即使有很多工具和性能监控neurons-playing。”

过多或过少的这个信号,然而,可能会导致一些问题,Rutishauser说。

过于活跃的性能监控可以表现为强迫症,导致一个人检查痴迷于不存在的错误。在另一个极端是精神分裂症,性能监控不够可以在某种程度上,一个人不理解错误或不当的言语或行为。

“我们相信机械的知识我们会完善这些毁灭性的精神疾病治疗的关键,“Rutishauser说。

研究小组还包括Jeffrey涌,医学博士,主任西奈癫痫程序;神经病学助理教授脆弱的芦苇,医学博士,博士;神经外科教授,医学博士Adam Mamelak和功能神经外科项目主任;Ralph Adolphs博士教授心理学、神经科学和生物学在加州理工学院的;和助理研究员丹尼尔梁。