Невероятно: Учени откриха начин за неинвазивно „вкарване“ на нови умения в човешкия мозък

Ученето се осъществява, когато мозъкът ни се променя от опита, обучението или инструкциите, които получава. Учени от Университета в Рочестър, Йейлския университет и Принстън успяха да разработят метод, който дава възможност за „записване“ на нови модели на активност в човешкия мозък, променяйки възприемането на новите визуални категории обекти, без да се налага физическо манипулиране на мозъка. По време на експеримента участниците са били обучени да контролират с ума си промените в изображението, което им е позволило да променят невронните си връзки и възприятия. Учените наричат този процес „извайване“ на модели на мозъчна активност. Методът би могъл да намери приложение при лечението на психиатрични разстройства и при разработването на мозъчно-компютърни интерфейси.

По време на тези експерименти участниците са били поставени в апарат за функционален магнитен резонанс (фМРТ), който дава възможност за наблюдение на мозъчната активност в реално време. След това на екран са им показани абстрактни фигури. Тези фигури са били програмирани да се „люлеят“, а доброволците са били инструктирани да се опитат да спрат това движение, използвайки само съзнанието си. Изследователите предварително са определили специфичния модел на мозъчна активност, свързан с новата визуална категория. Екипът е използвал невровизуализация в реално време и обратна неврална връзка за части от секундата. Когато мозъчната активност на участника съвпадала с този целеви модел, осцилацията спирала. В същото време механизмът за обратна връзка е „оформял“ (извайвал) мозъчната дейност на участниците, насочвайки ги към желания модел.

Изображението се стабилизирало, когато участниците успешно възпроизвеждали в мозъка си не привичния образ на обекта, а предварително определения невронен шаблон. По този начин учените са разработили метод за изучаване на нови категории обекти, като са променяли не самите категории, а начина, по който мозъкът ги възприема.

„Участниците бяха в състояние да реагират на новите категории обекти и да се държат по съответния начин, без дори да осъзнават категориите. Това предполага, че имплицитното учене, т.е. способността на мозъка да възприема и обработва информация без съзнателно участие, се разпростира и върху формирането на нови невронни връзки“, отбелязва съавторът на изследването Джонатан Коен, когнитивен невролог от Принстънския университет.

Според изследователите те не просто са обучавали участниците, а всъщност са „вкарали“ нова категория в мозъците им, моделирайки процеса на естествено учене. Експериментът показва, че доброволците наистина са били в състояние да възприемат тази нова, изкуствено създадена категория.

За да бъдат мотивирани, участниците получили парично възнаграждение, ако успеят да спрат колебанията на изображението. В продължение на шест ежедневни сесии е било възможно да се набере значителна сума пари.

Учените изследват невробиологичната основа на различните невропсихиатрични разстройства, като например депресията и аутизма. Новият метод има потенциала да се превърне в нов инструмент в клиничната практика. Чрез модифициране на моделите на мозъчна активност на пациентите е възможно те да се доближат до общоприетите невротипични показатели. Това открива перспективи за създаване на нови лечебни методики, които могат да се използват както самостоятелно, така и в комбинация със съществуващите терапевтични подходи. В бъдеще това откритие ще бъде полезно при разработването на мозъчно-компютърни интерфейси.