신경 과학자들은 실제 움직임이없는 상황에서도 뇌가 어떻게 물리적 작업을 배우는지 발견했습니다.
마음을 올바른 시작 위치로 옮기고 "정신 리허설"이라는 프로세스를 통해 모든 후속 작업을 완벽하게 실행할 준비가되었는지에 달려 있습니다.
"그는 단지 거기에 앉아 생각하고 있고, 생각할수록 점점 나아지고 있습니다 ..."
심리학자와 운동 선수는 모두 그것이 잘 작동한다는 것을 알고 있습니다. 피겨 스케이팅이든 더 평범한 것이 든 일상을 겪는다는 것이 성공 가능성을 향상시킵니다.
스탠포드 대학의 생명 공학 대학원생 인 Saurabh Vyas는“정신적 리허설은 열광적이지만 공부하기가 어렵다”고 말했다. 신경. 그는 자신이 승리를 향해 달려가거나 공연을 연습하는 것을 상상할 때 사람의 두뇌를 들여다 볼 수있는 쉬운 방법이 없기 때문입니다.
"이것은 우리가 뇌-기계 인터페이스가 그 렌즈가 될 수 있다고 생각한 곳입니다. 왜냐하면 그들이 실제로 움직이지 않을 때에도 뇌가 무엇을하고 있는지 볼 수있는 능력을 제공하기 때문입니다."라고 그는 말합니다.
몇 가지 중요한 경고가 있지만 결과는 정신 리허설이 무엇인지에 대한 더 깊은 이해를 향한 길을 가리킬 수 있습니다. 또한 연구진은 이번 연구 결과가 일반적으로 마비 환자를위한 보철이라고 생각되는 뇌-기계 인터페이스가 뇌를 이해하기위한 도구가 될 미래를 이끌어 낼 수 있다고 믿는다 고 스탠포드 공과 대학 교수 인 크리슈나 셰 노이 (Krishna Shenoy)는 말했다. Stanford Bio-X 및 Stanford Neurosciences Institute 회원입니다.
생각에서 행동으로
Vyas는이 연구에 대한 아이디어는 사람들이 뇌-기계 인터페이스를 사용하여 작업을 수행하는 방법을 배우는 동안 나온 것이라고 밝혔다. 일반적인 설정에서 사람, 또는 종종 원숭이는 손이나 다른 움직임이 아닌 뇌의 활동 패턴 만 사용하여 컴퓨터 화면에서 커서를 움직이는 법을 배워야합니다. Vyas는 뇌-기계 인터페이스를 사용하여 사람들 (또는 원숭이)이 배운 것들이 어떻게 정신 리허설과 비슷한 방식으로 신체 운동으로 옮겨 질 수 있는지 궁금해했습니다.
Vyas는 자신이 연구 한 원숭이 중 하나를 언급하면서 커서를 움직일 때 "그는 단지 거기에 앉아 생각하고 있고 점점 더 좋아지고 있다고 생각한다"고 말했다. “자연적인 질문은 다음과 같습니다. 다른 상황으로 전환하면 실제로 근육 활동을해야하는 곳은 어디입니까? 새로운 맥락에서 그 학습의 효과가 보입니까?”
짧은 대답은“예”입니다. 정신 학습은 신체 활동으로 전환됩니다. Vyas는 처음에 두뇌-기계 인터페이스를 갖춘 두 원숭이에게 자신의 마음 만 사용하여 컴퓨터 화면에서 한 곳에서 다른 곳으로 커서를 이동시킨 다음 visuomotor rotation이라는 합병증을 도입했습니다. 이전에 커서를 움직일 때 사용한 정신 신호 이제 시계 방향으로 45도 각도로 움직입니다.
원숭이들은 쉽게 적응할 수 있었고 뇌-기계 인터페이스 대신 손을 사용하여 동일한 작업을 반복했을 때 커서를 직접 제어하기 위해 적응을 이어 갔다. 원숭이가 커서를 위로 움직이려면 손을 시계 방향으로 45도 움직였습니다.
이것은 원숭이들이 정신적 인 리허설과 같은 일을하고 있다고 제안했다. Vyas는 그들이 마음 속에서 배운 것을 손으로 할 수 있다고 말했다.
몇 가지 추가 실험과 기록 된 신경 활동 분석은 그 이유를 제시합니다. 뇌-기계 인터페이스로 작업을 리허설하면 원숭이 뇌의 활동 패턴이 올바른 지점에 도달하여 동일한 회전 작업을 수행 할 수 있습니다. 비록 전에 한 번도 본 적이 없지만 손.
'새로운 도구'
Vyas는“우리의 패러다임과 진정한 정신 리허설 간에는 중요한 차이점이 있으며 결과를 너무 광범위하게 해석하는 데 신중해야 할 이유가 있습니다.
우선, 사람과 함께 할 수 있듯이 원숭이에게 신체 활동을 완료한다고 상상할 수는 없습니다. 또 다른 경우, 정신적으로 작업을 연습하는 것은 뇌 기계 인터페이스를 사용하여 수행하는 것과 다릅니다. 후자의 경우 사람들은 자신이하고있는 방식, 정신 리허설에서만 상상할 수있는 것에 대한 피드백을받습니다.
셰 노이 부사장은“우리는 의심의 그림자를 넘어서 연결을 증명할 수 없다”며“이는 우리 모두의 정신 리허설이 무엇인지 이해하는 데있어 중요한 단계”라고 말했다.
그와 비야 스 박사는 다음 단계는 정신 리허설이 뇌-기계 인터페이스를 통한 연습과 어떤 관련이 있는지, 그리고 그 연습을 신체 운동으로 옮기는 데있어 핵심 요소 인 정신 준비가 운동과 어떤 관련이 있는지 알아내는 것입니다.
한편 Shenoy는이 결과는 마음을 연구하기위한 완전히 새로운 도구의 잠재력을 보여준다고 말했다. Shenoy는“새 도구를 만들어 무언가를 위해 사용하는 것과 같습니다. "우리는 기본 과학을 조사하고 발전시키기 위해 뇌-기계 인터페이스를 사용했으며 이는 매우 흥미로운 일입니다."
연구비는 국립 보건원 (National Institutes of Health), 국립 과학 재단 (National Science Foundation), 릭 웨이 랜드 스탠포드 (Ric Weiland) 스탠포드 대학원 펠로우 십, Bio-X Bowes Fellowship, ALS 협회, 국방 고급 연구 프로젝트 에이전시, 사이먼 스 재단 (Simons Foundation), 하워드 휴즈 (Hawad Hughes)에서 비롯되었습니다. 의료기관.
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