Det bliver lettere med praksis. Duntrune Studios / Shutterstock
Har du nogensinde sat dig ned for at udfylde dit morgenkorsord eller Sudoku og spekuleret på, hvad der sker i din hjerne? Et eller andet sted i aktiviteten af milliarder neuroner i din hjerne ligger koden, der lader dig huske et nøgleord eller anvende den logik, der kræves for at fuldføre puslespillet.
I betragtning af hjernens indvikling kan du antage, at disse mønstre er utroligt komplekse og unikke for hver opgave. Men nyere forskning antyder, at ting faktisk er mere ligetil end det.
Det viser sig, at mange strukturer i din hjerne arbejder sammen på præcise måder for at koordinere deres aktivitet og forme deres handlinger til kravene i hvad det end er, du prøver at opnå.
Vi kalder disse koordinerede mønstre for "lavdimensionelt manifold", som du kan tænke på som analog med de store veje, du bruger til at pendle til og fra arbejde. Størstedelen af trafikken flyder langs disse store motorveje, som repræsenterer en effektiv og effektiv måde at komme fra A til B.
Vi har fundet bevis for, at mest hjerneaktivitet følger disse typer mønstre. I meget enkle vendinger sparer dette din hjerne fra at skulle arbejde alt fra bunden, når du udfører en opgave. Hvis nogen for eksempel kaster dig en kugle, giver det lavdimensionale manifold din hjerne mulighed for hurtigt at koordinere de muskelbevægelser, der er nødvendige for at fange bolden, snarere end at din hjerne skal lære at fange en bold på ny hver gang.
I en undersøgelse offentliggjort den 22. oktober 2019 i tidsskriftet Neuron undersøgte mine kolleger og jeg disse mønstre yderligere. Specifikt ønskede vi at finde ud af, om de spiller en rolle i udformningen af hjerneaktivitet under virkelig udfordrende kognitive opgaver, der kræver masser af koncentration.
Vi scannede folks hjerner med funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) med høj opløsning, mens de udførte en Latin firkanter opgave, der ligner et Sudoku-puslespil, men bruger figurer i stedet for tal. Enhver, der har spillet Sudoku før deres morgenkaffe, ved, hvor meget fokus og koncentration der kræves for at løse det.
Ideen bag de latinske kvadraters opgave er at identificere den manglende form et bestemt sted i et gitter, da hver figur kun kan vises en gang i hver række og kolonne. Vi skabte tre forskellige sværhedsgrader defineret af, hvor mange forskellige rækker og kolonner der skulle inspiceres for at komme til det rigtige svar.
Dirigere trafik
Vores forudsigelse var, at udførelse af de sværere versioner af opgaven ville føre til en omkonfiguration af den lavdimensionelle manifold. For at vende tilbage til motorvejsanalogien kan en vanskelig opgave måske trække noget hjerneaktivitet ud af motorvejen og ud på baggaderne for at hjælpe med at komme omkring overbelastningen.
Vores resultater bekræftede vores forudsigelser. Mere vanskelige forsøg viste forskellige mønstre af hjerneaktivering til lette, som om hjernens trafik blev omdirigeret langs forskellige veje. Jo vanskeligere opgaven, jo mere ændrede mønstrene sig.
Hvad mere er, vi fandt også en sammenhæng mellem disse ændrede hjerneaktiveringsmønstre og den øgede sandsynlighed for at lave en fejl i den hårdere version af Latin Squares-testen.
På en måde er forsøg på en vanskelig opgave som at afprøve en ny rotterløb på din morgenpendling - det lykkes dig muligvis, men i din hast og stress er det måske også mere sandsynligt, at du tager en forkert drejning.
Samlet set antyder disse resultater, at vores hjerneaktivitet måske ikke er så kompliceret, som vi engang troede. Det meste af tiden styrer vores hjerne trafik langs temmelig veletablerede ruter, og selv når den har brug for at blive kreativ, prøver den stadig at sende trafikken til den samme ultimative destination.
Dette efterlader os med et vigtigt spørgsmål: hvordan opnår hjernen dette niveau af koordinering?
En mulighed er, at denne funktion er opfyldt af thalamus, en struktur, der ligger dybt i hjernen, men er forbundet med næsten hele resten af hjernen.
Vigtigere er, at thalamusens kredsløb er sådan, at det kan fungere som et filter til løbende aktivitet i hjernebarken, hjernens vigtigste informationsbehandlingscenter, og derfor kunne udøve den slags indflydelse, vi ledte efter.
Thalamus og hjernebarkens positioner i hjernen. Pikovit / Shutterstock
Mønstre med aktivitet i thalamus er svære at dechifrere i traditionelle neuroimaging-eksperimenter. Men heldigvis er MR-scanner med høj opløsning, der blev brugt i vores undersøgelse indsamlet af mine kolleger Luca Cocchi og Luke Hearne tillod os at observere dem i detaljer.
Sikkert nok så vi en klar sammenhæng mellem aktivitet i thalamus og strømmen af aktivitet i den lavdimensionale manifold. Dette antyder, at thalamus hjælper med at forme og begrænse aktiviteten i cortex, når man udfører bestemte opgaver, ligesom en politibetjent, der leder travl trafik.
Så næste gang du sætter dig ned for at spille Sudoku, skal du skåne en tanke for din thalamus og den lavdimensionale manifold, som den hjælper med at skabe. Sammen former de hjerneaktiviteten, der i sidste ende hjælper dig med at løse gåden.
Om forfatteren
James Shine, Robinson Fellow, University of Sydney
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Bøger om forbedring af ydeevne fra Amazons bestsellerliste
"Peak: Secrets from the New Science of Expertise"
af Anders Ericsson og Robert Pool
I denne bog trækker forfatterne på deres forskning inden for ekspertiseområdet for at give indsigt i, hvordan nogen kan forbedre deres præstationer på ethvert område af livet. Bogen tilbyder praktiske strategier til udvikling af færdigheder og opnåelse af mestring med fokus på bevidst praksis og feedback.
Klik for mere info eller for at bestille
"Atomic Habits: En nem og gennemprøvet måde at opbygge gode vaner og bryde dårlige"
af James Clear
Denne bog tilbyder praktiske strategier til at opbygge gode vaner og bryde dårlige, med fokus på små ændringer, der kan føre til store resultater. Bogen trækker på videnskabelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for at give brugbare råd til alle, der ønsker at forbedre deres vaner og opnå succes.
Klik for mere info eller for at bestille
"Mindset: The New Psychology of Success"
af Carol S. Dweck
I denne bog udforsker Carol Dweck begrebet tankegang, og hvordan det kan påvirke vores præstationer og succes i livet. Bogen giver indsigt i forskellen mellem et fast mindset og et growth mindset og giver praktiske strategier til at udvikle et growth mindset og opnå større succes.
Klik for mere info eller for at bestille
"Vanens magt: hvorfor vi gør, hvad vi gør i livet og erhvervslivet"
af Charles Duhigg
I denne bog udforsker Charles Duhigg videnskaben bag vanedannelse, og hvordan den kan bruges til at forbedre vores præstationer på alle områder af livet. Bogen tilbyder praktiske strategier til at udvikle gode vaner, bryde dårlige og skabe varig forandring.
Klik for mere info eller for at bestille
"Smarter Faster Better: The Secrets of Being Productive in Life and Business"
af Charles Duhigg
I denne bog udforsker Charles Duhigg videnskaben om produktivitet, og hvordan den kan bruges til at forbedre vores præstationer på alle områder af livet. Bogen trækker på eksempler fra den virkelige verden og forskning for at give praktiske råd til at opnå større produktivitet og succes.
