Kaip pamatyti mintis

Kaip pamatyti mintis

Markas Starkas, Andrejus Savelovas, Marija Rezakova, Ksenia Mazhirina
"Mokslas pirmąkart" № 4 (52), 2013

Magnetinio rezonanso tomografija (MRI) šiandien naudojama ne tik diagnostikai, bet ir neuroninių tinklų funkcinei būklei apibūdinti, todėl tiesiogine prasme smegenys leidžia matyti darbą realiuoju laiku. Tai leido sukurti žaidimo biofeedback technologiją, pagrįstą natūraliais žmogaus kūno funkcijų savireguliacijos mechanizmais.

Novosibirsko specialistų sukurtuose unikaliuose kompiuteriniuose žaidimuose vartotojas mokosi virtualios žaidimų sklypo "veda" per savo psichologines savybes (pulsą, temperatūrą, smegenų elektrinę veiklą ir kt.). Žaidimai gali būti naudojami siekiant išspręsti daugybę medicininių ir reabilitacijos užduočių, taip pat įvertinti esamą asmens psichofiziologinę būklę. Toks žaidimų veikimas savaime turi ryškų antistresinį poveikį, bet svarbiausia, kad naudojant šią technologiją galite atskleisti galimus kūno išteklius, kurių mes nežinome, kaip naudoti mūsų įprastą gyvenimą.

Apie autorius

Markas Borisovičius Štarkas – akademikas Rusijos medicinos mokslų akademijos, profesorius, biologinių mokslų daktaras, skyriaus vedėjas Biofizikos ir bioinžinerijos instituto Molekulinės biologijos ir biofizikos SIBIRO skyrius Rusijos medicinos mokslų akademijos (Novosibirskas). Rusijos Federacijos Vyriausybės premijos laureatas mokslo ir technologijų srityje (2005 m.). Amerikos biologinio valdymo ir taikomosios psichofiziologijos asociacijos narys. Daugiau kaip 300 mokslinių straipsnių ir 3 patentų autorius ir bendraautorius.

Andrejus Александрович Савелов – Katedra fizinių ir matematinių mokslų, vyresnysis mokslinis bendradarbis medicinos diagnostikos laboratorijos Tarptautinės tomografijos centro SIBIRO Rusijos mokslų akademijos (Novosibirskas). Daugiau kaip 65 mokslinių straipsnių autorius ir bendraautoris.

Maria Viktorovna Rezakova – Kandidatas medicinos mokslų, darbuotojas Laboratorija technologijos МРТ Tarptautinio tomografijos centro SIBIRO skyrius Rusijos mokslų akademijos (Novosibirskas). Daugiau kaip 20 mokslinių straipsnių autorius ir bendraautoris.

Ксения Геннадьевна Мажирина – Kandidatas psichologinių mokslų, laboratorijos darbuotojas kompiuterinės sistemos Biokontrolei Mokslinių tyrimų instituto MBiBF, SIBIRO skyrius Rusijos medicinos mokslų akademijos (Novosibirskas). Daugiau kaip 20 mokslinių straipsnių autorius ir bendraautoris.

Iki neseniai pagrindinę informaciją apie smegenų darbą galima gauti tik iš netiesioginių šaltinių. Mes kalbame apie tiesioginius eksperimentus su gyvūnais; pastebimos ligonių, kuriems tam tikros smegenų dalies pralaimėjimas pasireiškia paralyžiuotės forma,kalbos ar atminties sutrikimas; neuropsichologiniai tyrimai; atvirosios smegenų operacijos, leidžiančios neurochirurgui matyti reakcijas į specifinius dirgiklius; pagaliau užfiksuojant smegenų elektrinį aktyvumą. Tačiau remiantis šiais metodais gautų rezultatų negalima aprašyti, kaip smegenys veikia sprendžiant konkrečią užduotį. Gebėjimas tiesiogiai stebėti kognityviojo (pažinimo) smegenų aktyvumo dinamiką, kitaip tariant, "pamatyti mintis" pasirodė tik įdiegus funkcines magnetinio rezonanso vaizdavimo technologijas į mokslinių tyrimų praktiką.

MRT (magnetinio rezonanso tomografija) yra diagnostikos procedūra, pagrįsta branduolio magnetinio rezonanso poveikiu. Jo esmė yra ta, kad veikiant magnetiniam laukui, protonai (teigiamai įkrauti vandenilio branduoliai) gyvuose audiniuose gali pereiti prie aukštesnio energijos lygio ir tada grįžti į savo pradinę būseną. Pastarasis lydimas energijos išsiskyrimo, kurį galima išmatuoti.

Tada gautasis signalas konvertuojamas į vadinamąjį T1 svorį (T1 yra laikas, per kurį du trečdaliai protonų grįžta į pradinę būseną).Gautas vaizdas bus skirtingas skirtingiems audiniams, pavyzdžiui, sveikiems ir sergantiems.

Šiuolaikiniai MRI metodai leidžia ne tik vizualizuoti įvairias vidines organus, bet ir ištirti jų funkciją. Dėl jonizuojančiosios spinduliuotės nebuvimo šis metodas gali būti naudojamas be apribojimų ir pakartotinai atlikti pakartotinius tyrimus.

Hipotezė apie smegenų kraujotakos intensyvumo santykį su savo veikla tapo plačiai paplitusi XIX a. Pabaigoje. su nedidele britų fiziologo C. Sherringtono ranka. Po daugelio metų šio ryšio egzistavimas buvo įrodytas radiografiniais metodais, kurie patvirtino tiesioginį mainų procesų ryšį tam tikrose smegenų darbo srityse ir deguonies tiekimo greitį jiems.

Ir šiek tiek daugiau nei prieš du dešimtmečius Amerikos tyrimų organizacijos darbuotojai AT & T Bell laboratorijos Magnetinio rezonanso tomografija (MRT), kurioje vaizdo kontrastas nustatomas deguonies koncentracijos kraujyje laipsniu (Ogawa et al., 1990), aprašė smegenų sričių veiklos vizualizavimo principą realiuoju laiku.Šis principas sudarė technologijos pagrindą. funkcinis magnetinio rezonanso vaizdas (FMRI) – dinamiškas studijos smegenų struktūrų aktyvias zonas jų darbo metu, pirmą kartą išbandytas su žmonėmis, po dvejų metų nuo pirmojo paskelbimo.

Žymeklis – deguonis

Smegenų aktyvacijos plotas yra visada susijęs su energijos vartojimo, tačiau jis apima pagreitį gliukozės metabolizmo ir transformacijos hemoglobino molekulių – deguonies tiekėją organizme -, kurioje oksihemoglobino grįžtamai kartu su deguonies, yra konvertuojamas į deoxyhemoglobin ( "regeneruotas" hemoglobino).

Svarbus magnetinio rezonanso tomografijos veiksnys yra įvairių formų hemoglobino magnetinių savybių skirtumai. Taigi, oksighemoglobinas yra diamagnetinis, t.y., medžiaga, įmagnetinta prieš išorinio magnetinio lauko kryptį. Deoksihemoglobinas ("atkurtas" hemoglobinas), atvirkščiai, turi savybių paramagnetą, magnetizuotas išorinio magnetinio lauko kryptimi. MRT dydis signalas priklauso nuo deoxyhemoglobin kiekio audinio: kuo didesnis koncentracija, tuo mažesnė signalas.Rodiklis, kuris nustatomas pagal abiejų hemoglobino formų santykį ir priklauso nuo deguonies kiekio kraujyje, vadinamas BOLD. priklausomai nuo deguonies kiekio kraujyje).

Standartinis funkcinio magnetinio rezonanso vaizdavimo eksperimentas, skirtas vizualizacijai kognityvinės ir motorinės operacijos ("paradigmos"), susideda iš kelių blokų, iš kurių kiekviena apima poilsio ir aktyvacijos etapą. Kadangi reakcijos su kraujagysliais laiko trukmė yra matuojama keletą sekundžių, kiekvienos fazės trukmė turi būti 20-30 s. Optimalus metodo jautrumas pasiekiamas, jei BOLD signalas yra dinaminės pusiausvyros būsenoje. Pavyzdyje – trys trimatės trimatės T1 svorio smegenų įvaizdžio dalys, tuo pačiu sumažinant dešinę ranką

Kuo aktyviau smegenų plotas, tuo daugiau deguonies jis sunaudoja. Formuojant veikiantį nervinį ansamblį, vietinės energijos suvartojimo padidėjimas per pirmąsias sekundes padidina paramagnetinio dezoksiethemoglobino koncentraciją; tada seka kraujagyslių sistemos reakciją, susidedančią iš vietinio kraujo tiekimo ir kraujo tiekimo į smegenų audinius, nes padidėja kraujo tėkmės tūris ir greitis.

Įvairios kognityvinės ir motorinės operacijos lydi įvairių smegenų sričių aktyvavimą. Suaktyvinimo zonų lokalizacija variklio zonose, esančiose centrinės smegenų smegenyse, kai kalbama apie patterį (a); nuoseklusis paspaudimas pirštais (b); lenkimas ir kojelių pratęsimas (į) Autorius: (Leach and Holland, 2010)

Tai reiškia, kad santykinis MRT signalo dydis gali būti smegenų sričių veiklos matas. Be to, rezultatai, gauti kontroliuojant elektroencefalografiją ant primaties atviros smegenys, regėjimo kortekste rodo, kad MR signalas yra linijinis atsakas į elektrinį aktyvumą, kurį sukelia aktyvus nervų ansamblis (Logothetis ir kt., 2002).

Taigi, funkcinė MRT, sutelkta į "BOLD" efekto aptikimą, šiandien yra geriausias neuronų aktyvumo žemėlapių nustatymo įrankis, tiksliau, funkcinė nervų tinklų būklė – mūsų minčių ir idėjų vizualizavimo pagrindas. Kitaip tariant, su fMRI pagalba galima tiesiog pažvelgti į tai, kaip mūsų smegenys realiuoju laiku sprendžia problemas.

XIX a. Pabaigoje. Prancūzų neurokirurgas P.Broca (1861) apibūdino kalbos sutrikimus, atsiradusius dėl pažeidimo tam tikroje kairiojo pusrutulio srityje. Jo darbas buvo daugybės klinikinės smegenų organizmo ir jo sutrikimų analizės tyrimų pradžia. Ir apibrėžimas žodžio raidos trajektorija – "kalbos centro" lokalizavimas atitinkamų smegenų zonų erdvėje – tapo viena didžiausių fMRI taikymo sričių.

Informacija apie kalbos (raidinės, semantinės ir sintaktikos) lokalizavimą smegenyse šiandien konstruktyviai naudojama neurochirurginėje praktikoje. Mes kalbame apie priešoperacinį šių žievės zonų identifikavimą pacientams, sergantiems įvairiais smegenų pažeidimais, kai chirurgo peilis neturėtų įsiveržti. Šiandien fMRI yra praktiškai vienintelė technologija, leidžianti apibrėžti tokią "pasienio" zoną.

Minties galia

Neurobiologinė smegenų ir kompiuterių sąsajos technologija, tam tikra "kompiuterio simbiozė", yra glaudžiai susijusi su fMRI technologija (Kaplan, 2005, 2012; Chernikova ir kt., 2010). Mes kalbame apie galimybę naudoti elektroencefalogramą, norint gauti smegenų bioelektrinio aktyvumo tvaraus "modelio" vaizdą, susiejant šį modelį su smegenų struktūrų funkcija ir formuojant naujus stabilius nervų ansamblius.Šiuo atveju elektroencefalograma yra ne tik informacijos apie intracerebralinius įvykius šaltinis: šie duomenys gali būti naudojami kaip grįžtamojo ryšio signalas, skirtas savavališkai kūno funkcijų savireguliavimui.

Nors neurobiologija yra savarankiška mokslinė sritis, ji tapo "socialiniu produktu" giliai neįgaliems žmonėms, dėl kurios žmonės, kurie apsiriboja neįgaliųjų vežimėliu ir kuriems trūksta nepriklausomų motorinių įgūdžių, gali kontroliuoti sąstingį, pavyzdžiui, mechaninę ranką (Hochberg ir kt., 2012 m.). .

Viena praktinio neurobiologijos taikymo yra neurobiologija, ne medicinos technologija, pagrįsta aukščiau minėtu prisitaikančiu grįžimu – tai reiškinys, kuris suteikia savireguliavimo mechanizmą. Šios technologijos pagrindas yra idėja, kad žmogus gali būti apmokytas savaimiškai kontroliuoti nesąmoningas fiziologines savybes, pvz., Pulso dažnį ir smegenų elektrinio aktyvumo ritmas.

Vienas iš biokontrolei nės sistemos elementų yra smegenų dangtelis, fiksuotų išorinių elektrodų sistema EEG pašalinimui (kairėje)Dinaminiam subjekto smegenų veiklos zonų žemėlapių nustatymui dedama į žiedo magneto tomografą

Žmogaus gebėjimą tiksliai keisti elektroencefalogramos parametrus pirmą kartą aprašė amerikietis mokslininkas J. Kamiya jau 1958 m. (Šis gebėjimas buvo tiriamas siekiant kontroliuoti paciento smegenų funkcinę būklę ir pakeisti psichikos vystymosi tendencijas). Tolesni tyrimai parodė nuostabų mūsų smegenų gebėjimą prisitaikyti prie vidaus, o ne gamtos. Pasirodo, kad neurobiologijos pagalba žmogus gali formuoti anksčiau neegzistuojančius savireguliavimo įgūdžius, formuoti naujas ir "pabudinti" neveikiančias smegenų struktūras. Šiuo atveju fMRI leidžia vizualizuoti realią smegenų laikinąją ir erdvinę dinamiką.

Praktiniu požiūriu ypatingas susidomėjimas yra vadinamojo žaidimo biokontroliavimo technologija, kai žmogus mokosi virtualios žaidimo istorijos "veda" per savo psichologines savybes, pvz., Kardiogramą, pulsą, odos temperatūrą ir elektrinį smegenų veiklą.

Mušti save

Neurologijos kontekste žaidimas – tai psichologinė realybė su daugybe nestandartinių situacijų, kai stereotipinis elgesys yra neįmanomas. Kompiuterio grotuvas tampa naudojamas perkelti iš vieno virtualaus pasaulio į kitą, greitai prisitaikyti prie naujų virtualių realybių, pagrįstų asmeninėmis lengvatomis.

Žaidimas – asmens veikla, skirta konkrečios realios veiklos modeliavimui. Tai leidžia asmeniui formuoti ir tobulinti savo elgesio ir savanoriškos veiklos kontrolę apskritai.

Naudodamas žaidimo biokontrolę, žaidėjas tampa aktyvaus medicininio (taisomojo) proceso ar įgūdžių įgijimo objektu.

Žaidime "Vira!". Įdomus povandeninių lobių ieškojimas. Žaidėjų panardinimo greitį reguliuoja pulsas, kuris matuojamas belaidžiu jutikliu jo kairės rankos rodyklės pirštu. Eksperimentų metu objektai buvo dedami į žiedo magneto tomografą Achieva nova dual ("Philips", Nyderlandai), kurio magnetinio lauko indukcija – 1,5 Tl. Tema gali matyti monitoriaus ekraną, kuriame žaidimo sklypas atsiskleidė dėl specialios galvos gaunančios ir perduodančios ritės, turinčios įstrižus veidrodį.Smegenų veikimo zonos ir EEG duomenys taip pat atsispindėjo ekrane realiu laiku.

Žaidimo metu smegenys aktyvios, nustatant veiksmų, kurie šiuo metu yra labiausiai naudingi. Naudodamas biokontrolę, žaidėjas, įgijęs savireguliavimo įgūdžius, gali kontroliuoti šį procesą, nes adaptuotas grįžtamasis ryšys leidžia ne tik pamatyti ir "žaisti" įvairias elgesio strategijas, bet ir įvertinti jų efektyvumo laipsnį. Šia prasme ši technologija yra galingas būdas mokyti žmones naujus elgesio stereotipus.

Remiantis Tarptautinio tomografijos centru SIBIRO Rusijos mokslų akademijoje, kartu su Moksliniu institutu molekulinės biologijos ir biofizikos SIBIRO Rusijos Mokslų akademijos medicinos mokslų (Novosibirskas) buvo atliktas eksperimentas dėl "norimo" kontrolės virtualių žaidimų sklypas į grupę jaunų vyrų.

Tiems buvo pasiūlyta žaidimo sklypas "Vira!", Skirtas povandeninių lobių paieškai. Kiekvienas objektas, esantis tomografo žiediniame magnente, valdomas vienas iš narų, nusileidimas į apačią. Žaidimo greitis tiesiogiai nustatomas pagal širdies ritmą: kuo lėtesnis impulsas, tuo didesnis greitis.Žaidimo metu informacija apie pulsą buvo perduodama vizualinės eilės pavidalu prie ekrane prieinama ekrano ekrano. Norėdami laimėti žaidimą, reikėjo išmokti psichiškai kontroliuoti pulso greitį, ty sukurti įgūdžius sulėtinti širdies ritmą.

Žaidimo sklypo "Vira!" Diegimo metu. 16 subjektų, naudojančių fMRI technologiją, buvo tiriamas smegenų veiklos zonų atsiradimo ir vystymosi procesas. Paaiškėjo, kad pradinė būsena (a) pasižymi veikliųjų zonų egzistavimu teritorijoje 37 pagal Brodman'ą, taip pat ir vidurinėje laikinoje girioje. Apie "piko" konkurencinga sceną (4-6 bandymą) kovoti dėl pergalės nuosekliai dalyvauja vis daugiau naujai suformuotų neuronų ansamblių (b) Naujos veiklos zonos atsiranda kortikaluose, smegenų ir stiebo formacijose, vidutinio dydžio, priešsieninės ragenos. "Finiše" aktyvavimo zonos (sumažintos apimties dalys) išsaugomos simetriškose smegenų, piramidės, šlaito, vidurinės priekinės ir pakaušios žievės (į)

Remiantis žaidimų rezultatais, subjektams buvo nustatyti šeši skirtingi elgesio būdai ir kiekvienai iš jų buvo nustatyta pagrindinė savireguliavimo strategija.

Pavyzdžiui, "bandymų ir klaidų su prieiga prie rezultato" strategija pirmiausia padarė keletą nesėkmingų bandymų, tačiau galų gale pasiekė savo tikslą. Tokios taktikos asmenys sutelkė dėmesį ne į jų pačių fiziologinių parametrų (t.y. pulso) reguliavimą, bet į tiesioginio žaidimo veiksmų kontrolę. "Švytuoklės dinamikos" strategijai būdingi kintantys sėkmingi ir nesėkmingi bandymai, o "nuoseklus mokymasis" būdavo pagerėjęs bandant bandyti.

Eksperimento rezultatų analizė parodo konkrečią subjektų smegenų veiklos zonų atsiradimo ir vystymosi seką. Konkurencingo sklypo "smailė" sumažėjo ketvirtajame arba šeštajame bandyme, kai vis daugiau naujai suformuotų nervų ansamblių nuolat įsitraukė į kovą už pergalę.

Įdomu tai, kad šios veiklos zonos buvo lokalizuotos, taip pat ir smegenyse. Jų formavimo dinamikos analizė rodo, kad smegenys mūsų smegenyse atlieka ne tik motorinių funkcijų reguliatorių, bet ir pažinimo (kognityvinių) funkcijų modifikatorių, koreguoja greitį, jėgą, ritmą ir mąstymo tikslumą.Šiuo atveju vyksta nuoseklus kognityvinių operacijų programos diegimas reaguojant į adaptuotą grįžtamąjį ryšį.

Taip yra žaidime "Vira!" pagal "bandymų ir klaidų" strategiją, kuri yra labiausiai paplitęs savireguliacijos variantas, buvo sudaryta "žaislo sklypo pažinimo kontrolės" gairė.

Žaidimo sklype "Vira!" su efektyvesne savireguliavimo strategija (a) pasirodė esanti sėkmingesnė, palyginti su kitais žaidėjais (b), kaip tikrosios biokontrolės atveju, ir "klaidinga". Abiem atvejais jiems pavyko sulėtinti pulsą, t. Y. Padidinti kardioimdomumo trukmę

Priklauso nuo tiesos.

Virtuali realybė, pateikiama kaip konkurencinga žaidimo schema, kontroliuojama per savanorišką fiziologinių savybių reguliavimą, suteikia asmeniui unikalią galimybę paprastai apibūdinti užblokuotą elgesį. Ir šiuo požiūriu ne tik virtualus žaidimas, bet apskritai bet koks žaidimų mokymas leidžia mums atskleisti paslėptus sugebėjimus, kuriuos galime sėkmingai panaudoti realiame gyvenime.

Tikroji ir "klaidinga" (imitacija) biokontrole, skirta pažintinei pulso dažnio kontrolei žaidimo sklype "Vira!"smegenų zonų aktyvacija laikomasi panašaus scenarijaus, nors jis ir išsamiai skiriasi. Įtraukus biotechnologijų imitacijos režimą, struktūros aktyvinimo zonos yra gerokai praturtintos, palyginti su realia: naujų smegenų, spyglio formos apyrankių, tiltų, stiebo struktūrų ir kitų smegenų srityse atsiranda nauji nerviniai ansambliai. Didžiausias aktyvinimo apimties padidėjimas vyksta antrojo žaidimo biokontrolei etapo metu, per 8-12 minučių užsiimdamas realiu ar klaidingu žaidimo sklypu. Tada, pasak istorijos, šios vertybės gerokai sumažėja. Tačiau, nors biocheminių galimybių atveju buvo nustatyti panašūs modeliai, kiekybiniai rodikliai labai skiriasi

Šiame kontekste yra įdomu išanalizuoti žaidimo eksperimento duomenis, atliktus ITC SBRAS, kuriame be realiosios biokontrolės buvo naudojama taip vadinama "imituojanti" (klaidinga) biokontrole. Kitaip tariant, kai žaidimo sklypas buvo visiškai atsitiktinis ir nepriklausė nuo dalyko veiksmų. Tuo pačiu metu patys dalykai nežinojo, kad vienoje iš virtualių mokymų serijų nebuvo jokių realių atsiliepimų.

Remiantis šiame žaidime pasiekto rezultato veiksmingumo įvertinimu, dalykus galima suskirstyti į dvi grupes. Pirmasis iš jų parodė veiksmingesnes savireguliavimo strategijas su realiais atsiliepimais, negu "klaidingos" biokontrolės atveju. Tuo pačiu metu, net ir pastaruoju atveju, subjektai pavyko po kelių nesėkmingų bandymų sulėtinti širdies susitraukimų ritmą.

Antroji grupė parodė mažiau veiksmingą savireguliavimo strategiją: net "tikruoju" etapu šie dalykai tik iš dalies pasiekė savo tikslą. Atsižvelgiant į tai, kad nėra atsiliepimų, buvo pastebėtas intensyvus ir "chaotiškas" sprendimo ieškojimas, kuris išreiškė impulsų intervalo reikšmių plitimo padidėjimą.

Nepaisant to, šios abiejų grupių temos parodė didesnį savireguliacijos efektyvumą realioje biokontrolei, o ne imitaciniais: smegenys gana sėkmingai išskyrė "tiesą" nuo "melo".

Reikia sakyti, kad tiek realiosios biokontrolei, tiek jos imitacijai lydėjo ekspresyvus dinamiškas tam tikrų smegenų formavimosi darbų vaizdas, išreikštas aktyvumo zonų aktyvinimo ir perskirstymo apimties pokyčiais.Visas smegenų žievės paviršius iš tikrųjų buvo įtrauktas į procesą, ir didžioji dauguma kortikacinių zonų, įtrauktų į imitavimo ir tikrąjį mokymą, kirto ir abiem atvejais buvo būdingos maksimalios aktyvacijos vertės. Nepaisant to, reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad biokontroliuojamų imitacijų režimu daugelis smegenų struktūrų buvo aktyvuotos daug stipresniau nei tikrojoje biokontrolei: smegenų, špindelės formos girioje ir kitose smegenų dalyse atsirado naujų nervų ansamblių.

Jei mes stengiamės apibūdinti labiausiai paplitusį "smegenų struktūrų" aktyvavimo "būdą" žaidimo metu, tada galime pasakyti, kad po pradžios į darbą užsiima didieji galvos smegenų kortikai, o šis "pažinimo kelias" smegenėlėje baigiasi. Nuolatinis smegenų struktūrų dalyvavimas organizuojant naujus neuroninius tinklus per virtualųjį mokymą užtikrina naujų įgūdžių atsiradimą ir vėlesnį jo susiliejimą smegenyse. Šia prasme tokie darbai atitinka naująją modernios visuomenės raidos tendenciją, vadinamą "gamyba".

Win-win žaidimai

Šiuo metu žaidimų kambarys sukurta ekspertų Novosibirskas instituto Molekulinės biologijos ir biofizikos RAM (iki 1998 – institutas medicinos ir biologijos Kibernetika CO RAM) yra unikalus šeimos kompiuterinių žaidimų su prisitaikanti atsiliepimus. Be šių žaidimų, žaidėjas gali kontroliuoti naras ar irkluotojas, magas ar vairuotojas; dalyvauti ieškant nuskendusių lobių, kelių lenktynėms ar statyti bokštą "į dangų". Žaidimo tikslas yra paprastas: dalyvis laimi tik tada, jei mokomi valdyti save, jų fiziologines funkcijas konkurencinio streso situacijoje. Žaidimai yra šiuolaikinio dizaino ir multimedijos skirtas visoms amžiaus grupėms

Ekspertai iš molekulinės biologijos instituto ir biofizikos RAM (Novosibirskas) ir Novosibirsko mokslo Manufacturing "Kompiuterių Biofeedback sistemos" sukurti unikalų produktą – Kompiuteriniai žaidimai, varžybos sklypas, kuris yra valdomas fiziologinių savybių žmogaus organizmui (temperatūra, pulsas, kvėpavimo, smegenų biocurrents ir raumenų) .

Žaidime "Rowing Channel" dalyvis išmoko valdyti savo emocijas kontroliuojant fiziologinį parametrą. Kad laimėtumėte baidarių sporto varžybas, turite palaipsniui sulėtinti savo širdies susitraukimų dažnį arba padidinti pirštų temperatūrą arba galvaninį odos atsaką nuo plaukimo iki plaukimo. Konkursas organizuojamas pagal olimpinę sistemą.

Kompiuterinių žaidimų biokontrolės technologija remiasi natūraliais žmogaus kūno funkcijų savireguliacijos mechanizmais. Tuo pačiu metu dėl konkurencinio pobūdžio pašalinama mokymosi proceso monotonija: patrauklus siužetas motyvuoja dalyką, sukelia jam emocinį susidomėjimą rezultatu ir taip prisideda prie efektyvesnio savireguliavimo įgūdžių mokymosi.

Žaidime "Ralis" dalyvis "sėdi" prie lenktynių trasos automobilių lenktynių rato, o galinio vaizdo veidrodyje jis gali stebėti priešininko automobilio judėjimą. Pirmasis žaidėjas pateks į finišo liniją, jei jis galės kontroliuoti savo pulsą varžybų metu. Tačiau, atsipalaidavę, turite būti budrus, kad galėtumėte reaguoti į akmenis, kurie staiga pasirodo kelyje.

Kadangi pelnas pasiekiamas, reikia išbandyti ne trivialius dalyko sprendimus, o toks žaidimas gali būti kvalifikuotas kaip kūrybinė mokymosi veikla, kurios patrauklumas yra galutinio rezultato nenumatytumas. Kadangi kiekvienas tolesnis žaidimo bandymas grindžiamas ankstesnio rezultatu, žaidimo biokontrolė tampa pagrindiniu subjekto savęs tobulinimu, impulsu ieškoti naujų veiksmingų savireguliavimo strategijų. Ir kadangi žaidėjas yra motyvuotas pageidaujant laimėti, jis yra priverstas išlaikyti žaidimo nustatytus apribojimus ir išlikti ramus.

Magiškas nustatymas ir nuostabios žaidimo transformacijos "Magic Cubes" palaipsniui yra panardintos į gilios atsipalaidavimo būseną. Magiškieji kubeliai, lankstantys bokšte, tiksliau guli tarpusavyje, tuo daugiau žaidėjas galės sulėtinti savo širdies ritmą. Priešingu atveju bokštas sulaužys ir statyba turės būti atnaujinta.

Žaidimai, pagrįsti biokontroliavimo technologija, gali būti naudojami norint išspręsti daugybę terapinių ir reabilitacijos užduočių. Jų pagalba galima įvertinti realią asmens psichofiziologinę būklę, be to, tokia žaidimų veikla pati savaime turi ryškų antistresinį poveikį.Tačiau svarbiausia, kad šios technologijos pagalba galima atskleisti potencialius organizmo išteklius, kurių mes nežinome, kaip naudoti mūsų įprastą gyvenimą.

Efektyvus ar sąžiningas?

Psichologija yra viena iš daugiausiai perspektyvių sričių neuroimaging technologijų naudojimui naudojant fMRI, nes šioje mokslinėje srityje beveik nėra idėjų apie pažinimo funkcijų lokalizavimą (anatominiu požiūriu). Galų gale psichologai dažniausiai remiasi pagrindine informacija apie jų "teritorinį susiejimą" su bendravimu su pacientais, kurie lokaliai pažeisti smegenų pažeidimus instrumentiškai arba ilgą laiką implantuoti intracerebralinius elektrodus.

Viename iš Amerikos mokslininkų darbų buvo bandoma atsakyti į klausimą apie smegenų struktūrų lokalizaciją, skirtą tokioms kognityvinėms kategorijoms klasifikuoti kaip lygybė ir veiksmingumas (Hsu Ming ir kt., 2008). Kitaip tariant, struktūros, skirtos išspręsti daugiametę dilemą: kaip elgtis – veiksmingai ar sąžiningai?

Žaidimo eksperimente subjektai "sėdėjo" už sunkvežimio vežimėlio rato į "alkaną" Pietų Afrikos regioną.Sąlygos buvo tokios: jei objektas griežtai laikosi instrukcijų ir tiekia maistą vienodai kiekvienam badaujančiam asmeniui, dalis krovinio būtinai pablogės kelyje. Jei mes nekreipti dėmesio į pusę nepakankamų žmonių, produktų praradimas sumažės kelis kartus, tačiau, žinoma, tai bus mažiau žmonių. Ką daryti? Suteikite produktų praradimą arba, vadovaudamiesi "protingu" pasirinkimu, paliekate pusę tiems, kuriems to reikia, nesitikėdami pagalbos?

Paaiškėjo, kad priimto sprendimo "veiksmingumas", "teisingumas" ir "bendra nauda" emocinis vertinimas atliekamas trimis skirtingomis smegenų struktūromis. Smegenų sekcija vadinama "lukštais" (lat. putamen), yra atsakingas už efektyvumą, "salos" žievę (lot. insula) saugo teisingumo interesus, kaupiamą efektyvumo ir nelygybės rodiklį, ty naudingumą, vertina pertvaros organą (lat. pertvara).

Šie rezultatai atitinka jau turimus duomenis, kad aukščiau išvardytos smegenų struktūros, kurios yra įvairių psichinių "kintamųjų" integratorius, teikia galutinius "socialiai orientuotus" sakinius ir vertinimus. Galima daryti prielaidąkad galutinis etiškos problemos sprendimas priimamas palyginant skirtingų šaltinių signalus ir juos palyginant su retrospektyvia patirtimi, o kognityviniame procese taip pat dalyvauja ir kitos smegenų sritys.

Pastaraisiais metais nuolat didėja publikacijų, skirtų įvairiems esminiams ir taikomiems funkcinio magnetinio rezonanso vaizdavimo ir smegenų ir kompiuterio sąsajos problemoms spręsti skirti pagrindiniai ir taikomieji aspektai (daugiausia užsienyje, šiame sąraše praktiškai nėra namų darbų). Atitinkamų technologijų plėtra atveria kelias perspektyvias taikomąsias sritis. Pavyzdžiui, tapo įmanoma stebėti kraujo apytakos ypatybes smegenų segmente, kuris yra aktyvioje būsenoje – tai gali būti naudojama tam tikrų smegenų struktūrų stebėjimui, jei pažeidžiamos smegenų kraujotakos (insultas) arba renkami kraujagyslių preparatai.

Kognityvinio mokslo raida taip pat atveria dideles perspektyvas – neurologijos kryptis, kuri nagrinėja pagrindinius smegenų mechanizmus: "psichinės strategijos", jų lokalizacija, dinamika, naudojimo ir tobulinimo būdai kasdieniame gyvenime.Vadinamoji "interaktyvi stimuliacija" leidžia organizuoti mokymus (terapinius) atsiliepimus tiesiogiai per "susijusį" smegenų struktūrą. Pavyzdžiui, vizualizuojant cingulate žyrą ar hipokampą, jūs gaunate galimybę "tiesioginį pokalbį" su smegenimis.

Funkcinis magnetinio rezonanso vaizdavimas yra galingas įrankis pasiekti kokybiškai naują supratimą apie smegenų organizavimą ir žmogaus bei gyvūnų aukštojo nervų aktyvumo charakteristikas. FMRI technologijų diegimas įvairiose žmogaus veiklos srityse – neuromarketingas, profesionalus liejimas, edukacinių programų efektyvumo įvertinimas, melagingų "aptikimas" ir kt. Turės didžiulę įtaką tolesnei ne tik neurologijos, bet ir visos visuomenės raidai.

Leidinyje naudojami M. A. Pokrovskio nuotraukos

Literatūra
1. Kaplan A. J. Neurokompiuterio simbiozė: judėjimas pagal minties jėgą // Mokslas iš pirmų rankų. 2012. № 6 (48).
2. M. B. Штарк, A. M. Korostyshevskaya, M. V. Резакова, A. A. Савелов Функциональный magnetinio rezonuoja vaizdo ir neurologijos // sėkmės fiziologinių mokslų, 2012. V. 43, No. 1. P. 3-29 .


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: