MRI analüüs ennustab videomängus oskusi
Uuringu jaoks kasutasid teadlased tavapäraseid ajukuvamismeetodeid uudsel viisil. Selle asemel, et analüüsida „enne ja pärast“ ajutegevust, samal ajal kui osalejad õpivad ja täidavad keerukat ülesannet, uurisid teadlased hoopis tausttegevust basaalganglionides - protseduurilise õppimisega seotud aju struktuuride kogumit, tasustamistunnet ja koordineeritud liikumisi.
Magnetresonantstomograafia ja meetodi, mida nimetatakse multivoxel-mustrianalüüsiks, kasutamisel märkisid teadlased uuringus osalejate basaalganglionides olulist erinevust teatud tüüpi MRI-signaalis, nimega T2 *. Neid erinevusi analüüsides suutsid teadlased prognoosida dispersiooni (jõudluse erinevusi) 55–68 protsenti ajast 34 inimesele, kes õpiksid mängu mängima.
"Seal on palju, palju, võib-olla sadu uuringuid, kus psühhomeetrikud, õppimise kvantitatiivset analüüsi tegevad inimesed, proovivad SAT-ide, GRE-de, MCATS-i või muude testide põhjal ennustada, kui hästi teil millegagi õnnestub," ütles ülikool Illinoisi psühholoogiaprofessor ja Beckmani instituudi direktor dr Art Kramer.
Seda tüüpi tehnikad koos uuringutega, mis käsitlevad aju spetsiifiliste struktuuride suhtelist suurust, on õppimist ennustanud, "ütles Kramer," kuid mitte kunagi nii keerulises ülesandes. "
"Vaatame värskelt magnetresonantstomograafia pilte, mis on ajufunktsiooni uurimiseks tavapäraselt salvestatud," ütles Ohio osariigi ülikooli psühholoogiaprofessor dr Dirk Bernhardt-Walther, kes kavandas ja viis läbi arvutianalüüsi koos Illinoisi elektri- ja arvutitehnoloogia eriala üliõpilase Loan Vo'ga. .
"Analüüsides neid pilte uuel viisil, leiame osalejate seas variatsioone nende basaalganglionide ajutegevuse mustrites," ütles Bernhardt-Walther.
„Võimas statistiline algoritm võimaldab meil ühendada need mustrid individuaalse õpiedukusega. Meie meetodist võib olla kasu ka üksikisikute võimete erinevuste ennustamisel ka teistes kontekstides, ”ütles ta. "Selle testimine oleks odav, sest meetod taaskasutab MRI pilte, mis on nagunii paljudes uuringutes salvestatud."
Uuringu jaoks valiti vabatahtlikud, kellel polnud videomängudega palju eelnevat kogemust. Pärast nende aju pildistamist oli neil 20 tundi aega, et õppida mängima Kosmosekindlust - mängu, mis töötati välja Illinoisi ülikoolis ja mille eesmärk oli testida osalejate kognitiivseid oskusi. Mängijad peavad proovima kindlust hävitada, kaitstes samal ajal oma laeva paljude võimalike ohtude eest.
Mäng on üsna keeruline, ütles Kramer. Sageli kutsub mängijaid tähelepanu suunama erinevate eesmärkide tagaajamisele või ohtude vältimisele. Kui nad esimest korda mängima hakkavad, "kipuvad õppeained alustama negatiivsete 2000 punktiga," ütles ta. Pärast 20-tunnist treenimist ja harjutamist tõusevad kõik mängijate tulemused üsna vähe. Mõnel läheb palju paremini kui teistel, kuid erinevust saab suuresti ennustada, analüüsides aktiivsust basaalganglionide osades.
"Me prognoosime kuni kolm korda rohkem dispersiooni (õppes), kui te kasutaksite tulemusnäitajaid," ütles Kramer.
Teadlased analüüsisid kolme ajupiirkonda: sabatuum ja putamen, kaks struktuuri, mis on aktiivsed, kui inimene õpib uusi motoorseid oskusi (näiteks juhtkangi liigutamine); need piirkonnad on olulised ka strateegiat nõudvate ja kiiresti tähelepanu juhtivate ülesannete täitmisel. Kolmas piirkond, tuum koguneb, töötleb tasu või karistusega seotud emotsioone.
Uuringu käigus leiti, et aktiivsus putamen- ja caudate-tuumas ennustavad tulevase videomängu jõudlust paremini kui nucleus accumbens. Uurijad leidsid ka, et valge aine (aksonid ja dendriidid, mis kannavad signaale neuronite vahel), kuid mitte hall aine (rakukehad), pakkus rohkem edu mängu prognoosimisel.
"Meie andmed näitavad, et mõned püsivad füsioloogilised ja / või neuroanatoomilised erinevused on tegelikult õppimise ennustajad," ütles Kramer.
Kramer rõhutas, et järeldusi ei tohiks tõlgendada nii, et mõnele inimesele on määratud ülesanne või õppeprobleem õnnestunud või ebaõnnestunud.
"Me teame, et paljud neist aju struktuuri ja funktsiooni komponentidest on muutlikud," lisas ta.
Uuring on avaldatud veebiajakirjas PLOS ÜKS.
Allikas: Illinoisi ülikool
.jpg)
