Hoe je hersenen lastige taken benaderen

Hoe je hersenen lastige taken benaderen
Met oefenen wordt het eenvoudiger. Duntrune Studios / Shutterstock

Ben je ooit gaan zitten om je ochtendkruiswoordraadsel of Sudoku te voltooien en vroeg je je af wat er in je hersenen gebeurt? Ergens in de activiteit van de miljarden neuronen in je hersenen ligt de code waarmee je een sleutelwoord kunt onthouden of de logica kunt toepassen die nodig is om de puzzel te voltooien.

Gezien de ingewikkeldheid van de hersenen, zou je kunnen aannemen dat deze patronen ongelooflijk complex en uniek zijn voor elke taak. Maar recent onderzoek suggereert dat dingen eigenlijk eenvoudiger zijn dan dat.

Het blijkt dat veel structuren in je hersenen op precieze manieren samenwerken om hun activiteit te coördineren en hun acties vorm te geven aan de vereisten van wat je ook probeert te bereiken.

We noemen deze gecoördineerde patronen het 'laagdimensionale verdeelstuk', dat je kunt zien als analoog aan de belangrijkste wegen die je gebruikt om van en naar je werk te pendelen. Het grootste deel van het verkeer stroomt langs deze belangrijke snelwegen, wat een efficiënte en effectieve manier is om van A naar B te komen.

We hebben bewijs gevonden dat de meeste hersenactiviteit dit soort patronen volgt. In zeer eenvoudige termen, voorkomt dit dat uw hersenen alles vanaf nul moeten uitwerken bij het uitvoeren van een taak. Als iemand je bijvoorbeeld een bal gooit, stelt het laag-dimensionale spruitstuk je hersenen in staat om snel de spierbewegingen te coördineren die nodig zijn om de bal te vangen, in plaats van dat je hersenen elke keer opnieuw moeten leren hoe ze een bal moeten vangen.

In een studie gepubliceerd op oktober 22 2019 in het tijdschrift Neuron hebben mijn collega's en ik deze patronen verder onderzocht. We wilden specifiek weten of ze een rol spelen bij het vormgeven van hersenactiviteit tijdens echt uitdagende cognitieve taken die veel concentratie vereisen.

We hebben de hersenen van mensen gescand met functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) met hoge resolutie terwijl ze een Latijnse vierkantentaak, wat lijkt op een Sudoku-puzzel, maar vormen gebruikt in plaats van getallen. Iedereen die Sudoku heeft gespeeld voor hun ochtendkoffie weet hoeveel focus en concentratie nodig is om het op te lossen.


Haal het laatste uit InnerSelf


Het idee achter de taak Latijnse vierkanten is om de ontbrekende vorm op een bepaalde locatie in een raster te identificeren, aangezien elke vorm slechts één keer kan worden weergegeven in elke rij en kolom. We hebben drie verschillende moeilijkheidsniveaus gemaakt, gedefinieerd door hoeveel verschillende rijen en kolommen moesten worden geïnspecteerd om tot het juiste antwoord te komen.

Verkeer aansturen

Onze voorspelling was dat het uitvoeren van de moeilijkere versies van de taak zou leiden tot een herconfiguratie van het laag-dimensionale verdeelstuk. Om terug te keren naar de snelweganalogie, kan een lastige taak wat hersenactiviteit van de snelweg naar de achterstraten trekken om de congestie te omzeilen.

Onze resultaten bevestigden onze voorspellingen. Moeilijkere proeven toonden verschillende patronen van hersenactivatie aan gemakkelijke patronen, alsof het verkeer van de hersenen over verschillende wegen werd omgeleid. Hoe lastiger de taak, hoe meer de patronen veranderden.

Bovendien vonden we ook een verband tussen deze veranderde patronen van hersenactivering en de verhoogde kans op een fout in de hardere versie van de Latin Squares-test.

In zekere zin is het proberen van een moeilijke taak hetzelfde als het uitproberen van een nieuwe ratrun tijdens je ochtend-woon-werkverkeer - je zou kunnen slagen, maar in je haast en stress kun je ook eerder een verkeerde afslag nemen.

Over het algemeen suggereren deze resultaten dat onze hersenactiviteit misschien niet zo ingewikkeld is als we ooit dachten. Meestal sturen onze hersenen verkeer langs behoorlijk goed gevestigde routes, en zelfs als het creatief moet worden, probeert het nog steeds het verkeer naar dezelfde ultieme bestemming te sturen.

Dit stelt ons voor een belangrijke vraag: hoe bereiken de hersenen dit coördinatieniveau?

Een mogelijkheid is dat deze functie wordt vervuld door de thalamus, een structuur die diep in de hersenen ligt, maar verbonden is met bijna de hele rest van de hersenen.

Belangrijk is dat het circuit van de thalamus zodanig is dat het kan fungeren als een filter voor voortdurende activiteit in de hersenschors, het belangrijkste informatieverwerkingscentrum van de hersenen, en daarom de soort invloed kan uitoefenen waar we naar op zoek waren.

how-your-brain-benaderingen-tricky-tasks
Posities van de thalamus en de hersenschors in de hersenen.
Pikovit / Shutterstock

Werkingspatronen in de thalamus zijn moeilijk te ontcijferen in traditionele neuroimaging-experimenten. Maar gelukkig is de hoge resolutie MRI-scanner gebruikt in onze studie verzameld door mijn collega's Luca Cocchi en Luke Hearne konden we ze in detail observeren.

Natuurlijk zagen we een duidelijk verband tussen activiteit in de thalamus en de stroom van activiteit in het laag-dimensionale verdeelstuk. Dit suggereert dat de thalamus bij het uitvoeren van bepaalde taken de activiteit in de cortex helpt vorm te geven en te beperken, een beetje zoals een politieagent die druk verkeer leidt.

Dus de volgende keer dat u gaat zitten om Sudoku te spelen, moet u nadenken over uw thalamus en het laag-dimensionale spruitstuk dat het helpt te creëren. Samen vormen ze de hersenactiviteit die u uiteindelijk zal helpen de puzzel op te lossen.The Conversation

Over de auteur

James Shine, Robinson Fellow, Universiteit van Sydney

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}