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脑研究指出“第六感”

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继亚洲海啸之后,科学家们努力解释报告,原始的原住民部落不知何故感觉到即将到来的危险,加入野生动物救生飞行到更高的地面。一个新的理论认为,一些科学家将前扣带皮层描述为大脑“哎呀”中心的一部分,可能实际上是一个早期预警系统 - 一个在潜意识层面工作,以帮助我们识别和避免高风险情况。

虽然有些科学家认为存在第六感危险,但华盛顿大学圣路易斯分校的新研究发现了一个明显的早期预警系统 - 监测环境线索,衡量可能的后果并帮助我们调整我们的行为以避免危险情况。

“我们的大脑比我们以前想象的更能捕捉到细微的警告信号,”艺术与心理学研究助理乔舒亚·布朗(Joshua Brown)博士说。科学和合作的研究这些发现在2月18日的科学杂志。

研究结果提供了一个新的方式概念化的复杂的执行控制过程发生在前扣带皮层(ACC),一个大脑区域位于附近的额叶顶部附近,左右半球。

布朗说:“过去,我们在行政协调会中发现了人们不得不在互相排斥的选择之间作出艰难的决定,或者在他们犯了一个错误之后在行政协调会中的活动。 “但现在我们发现,即使在做出困难的决定之前,这个大脑区域实际上可以学会认识到什么时候你可能犯了一个错误。因此,行政协调会似乎是一个预警系统,它预示着我们的行为可能会导致一个负面的结果,所以我们可以更加小心,避免犯错误。“

对精神病的启示

ACC近年来一直是密集的科学研究的焦点,因为它在大脑处理特别复杂和具有挑战性的认知任务中发挥着关键作用。该地区的异常与许多严重的精神问题密切相关,包括精神分裂症和强迫症。
研究人员提供研究参与者与一系列的蓝色或白色的线索,并要求他们推一个按钮或另一个取决于箭头的方向。脑部成像表明,大脑的一个区域已经学会认识到,蓝色线索表明了更大的错误潜力,因此提供了一个早期预警信号,可能会跟随其行为产生负面后果。

通过提供我们自我监控和控制我们的行为的认知机制的更清晰的图片,这项研究是努力开发更有效的精神疾病治疗的重要一步。这也为理解常常伴随精神疾病的不当行为提供了新的途径。布朗说:“我们的研究结果表明,精神分裂症中ACC机制的损害可能导致早期预警系统发生故障,从而使大脑无法抢先或控制不适当的行为。另一方面,在强迫症个体中,即使没有迫在眉睫的问题,ACC也可能会警告即将发生的问题。“有趣的是,我们还发现了证据表明同样的神经递质参与了药物成瘾和帕金森病即多巴胺,似乎在培训ACC识别何时发送预警信号方面起着关键作用,“他补充说。

ACC被认为是大脑执行控制系统的一个重要组成部分,它被认为可以帮助调解冷,难,基于事实的推理和情感反应,比如爱,恐惧或期待。 “长久以来,我们一直关注大脑如何将关于世界的认知信息与我们的情绪整合起来,以及我们对事物的感受。”布朗说。 “由于许多原因,人们认为ACC可能是负责汇聚这些不同信号的大脑结构。看来 是一个涉及决定哪些信息在决策过程中被优先考虑的领域。它似乎能够将激励和影响信息联系在一起 - 诸如善良或恶劣之类的东西 - 并使用这些信息来改变认知,改变我们对事物的看法。“

大脑”哎呀“区域的新范例

关于复杂的思想和情感中的扣扣的重要作用有越来越多的共识,关于在那里的活动的认知机制有相互矛盾的理论。

最近的研究已经记录了ACC的活动高峰,正如人们意识到他们犯了某种错误,一种感觉被形容为“哎呀”时刻(或者更为非正式的说法是“Oh S ***“回应)。基于这些发现的理论表明,行政协调会的主要作用是帮助发现并随后纠正错误,或者检测经常伴随着错误的高度冲突状态。“布朗的研究与托德·布雷弗(Todd Braver)合着,博士,艺术与心理学副教授。科学提供了令人信服的证据,表明行政协调会更好地被理解为先发制人的预警系统,正在积极努力帮助我们预测错误的可能性,从而完全避免它们。布朗说:“我们开始时的前提是,也许扣扣对检测到错误或冲突状态没有反应,但可能取而代之的是扣扣检测到的是犯错的可能性。 “我们想要看看扣带是否会变得更加活跃,即使在没有冲突的情况下也没有错误发生,但是错误的可能性仍然高于正常水平”

方法学

为了检验他们的假设,Brown和Braver开发了一个实验,要求健康的年轻人对计算机屏幕上的一系列线索作出反应。与会者被提出了一个白色或蓝色的短跑,很快就变成了一个小箭头指向右或左。他们被指示根据箭头的方向快速推动两个按钮中的一个。为了模拟冲突,研究人员偶尔会以较大的第二个箭头滑倒,要求参与者更换齿轮并按下相反的按钮。

布朗解释说:“这个想法是,在某些时候,你有这些竞争倾向 - 推动右边或左边的按钮 - 两者同时在大脑中活跃,这会产生冲突。 “有些理论表明,无论什么时候看到这两个箭头,都会导致这种冲突的状态,而这正是扣带所发现的冲突状态。”

通过增加延迟时间,提出较大的第二个箭头之前,研究人员提出个人可能达到“不归路”的可能性,从而无法及时更换齿轮以避免按错按钮。然后,他们调整了许多试验的延迟时间,以便每个参与者在提供初始蓝色启动短划线时最终显示出约50%的错误率,而当呈现白色启动短划线时,错误率仅为4%。

使用功能磁共振成像(fMRI),研究人员在整个实验中以2.5秒的时间间隔捕捉大脑活动的图像。

“我们没有告诉他们,白色或蓝色的线索提供了关于他们在任何特定的审判中犯错的可能性的任何线索,但在会议结束时,他们中的一些人已经开始弄清楚了,至少在潜意识层面上,“布朗说。

研究人员发现,即使是那些对蓝色线索的意义还不太了解的人,只要简单地显示蓝色,就足以激发扣带回活动的增加,随着主题逐渐熟悉, 。因此,脑成像证实,ACC已经“学习”了蓝色提示的意义,并且至少在潜意识中已经开始相应地调整行为,研究发现。

“看来这个 布朗说:“大脑的区域是以某种方式搞清楚事情,而不必一定要有意识地注意到它。 “这种机制的存在是有道理的,因为在我们日常生活中有很多情况需要大脑监测我们环境中的细微变化,并调整我们的行为,即使在我们不一定意识到促使调整。在某些情况下,如果发生在潜意识层面上,大脑监控微妙的环境变化和进行调整的能力实际上可能更加强大。“

脑的计算机模型刺激新的发现

除了研究发现之外,研究在科学界是重要的,因为它使用复杂的计算机模型来精确地预测实验所激发的大脑激活模式,模式只在后来由实际的实际试验的成像数据证实。布朗说:“我们开始通过建立ACC的详细计算机模拟,然后我们发现计算机预测ACC中存在预警信号。 “这是一个令人兴奋的结果,但我们仍然需要测试人类的预测,以证明模型预测是正确的。”

研究人员还使用另一个以前开发的计算机模型来测试他们的理论,以支持现有的理论行政协调会作为一个侧重解决冲突的体系。 Brown说:“通过模拟两种模型,我们可以在两者之间进行裁决,并以这种方式强制每个模型进行预测,以便在事后才进行测试。 “通过整合理论,计算机模拟和功能磁共振成像测试,我们正在向其他科学家提供一些非常严格的证据,证明我们的新理论是正确的。”

在过去的二十年中,随着计算机变得越来越强大,计算机建模已经成为了解大脑的一个日益强大的工具,布朗说,注意到这项研究的发现提供了一个很好的例子,说明大脑的计算机模型如何导致新的发现。布朗说:“事实上,我们的计算机模型也对ACC的工作方式做了一些令人兴奋的预测,但是我们还没有机会测试它们。 “我们已经把我们的工作交给我们了。”

来自圣路易斯华盛顿大学



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