न्यूरोइमेजिंग समस्या हल करने के चार छिपे हुए चरणों को पकड़ता है

स्रोत: एलेक्स ओकेमेन / शटरस्टॉक

समस्या को सुलझाना हमारी दैनिक सोच प्रक्रिया का एक मूलभूत पहलू है जिसमें पहचान की जाने वाली, एन्कोडिंग और किसी भी समस्या को आकार देना शामिल है। जब भी आप किसी वांछित लक्ष्य या परिणाम प्राप्त करने के लिए आगे बढ़ना चाहते हैं, तो आपको इसके बारे में अनिश्चितता नहीं है … इसके लिए आपको समस्या हल करने की आवश्यकता है लेकिन समस्या हल करने में शामिल सटीक चरणों क्या हैं?

कार्नेगी मेलॉन यूनिवर्सिटी (सीएमयू) के शोधकर्ताओं ने राज्य के अत्याधुनिक न्यूरोइमेजिंग तकनीक का उपयोग कर रहे हैं ताकि वे विशिष्ट मानसिक चरणों की समझ को आगे बढ़ा सकें, जब वे एक समस्या को हल करने के लिए कठिन सोच रहे हैं।

संज्ञानात्मक सिद्धांत के क्षेत्र को आगे बढ़ाने के लिए, शोधकर्ताओं के लिए एक विशिष्ट संज्ञानात्मक कार्य के प्रदर्शन को अपने सबसे महत्वपूर्ण और विशिष्ट मानसिक चरणों में बदलने की क्षमता रखने के लिए महत्वपूर्ण है। सीएमयू से नया मस्तिष्क इमेजिंग अध्ययन चार अलग-अलग चरणों को पहचानता है जो किसी के दिमाग में पड़ जाता है जब वह समस्या सुलझाने की समस्या से गुजरता है।

जुलाई 2016 के अध्ययन, "मस्तिष्क सक्रियण के पैटर्न में छिपे हुए छुपा चरणों का पता चला", मनोगत विज्ञान जर्नल में दिखाई देता है।

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इस अध्ययन के लिए, सीएमयू में जॉन एंडरसन और उनके सहयोगियों ने एफएमआरआई मस्तिष्क इमेजिंग डेटा के साथ-साथ दो विश्लेषणात्मक रणनीतियों को जोड़कर विशिष्ट मानसिक अवस्थाओं का पता लगाने के लिए लोगों को वास्तविक समय में जाना है क्योंकि वे कठिन गणित की समस्या को हल करने के लिए संघर्ष कर रहे थे। अधिक विशेष रूप से, विधि अपने अवधियों की पहचान करने के लिए संज्ञानात्मक चरणों और छिपी अर्द्ध-मार्कोव मॉडल की पहचान करने के लिए बहु-वॉक्सल पैटर्न विश्लेषण (एमवीपीए) को जोड़ती है।

एंडरसन एक समय रेखा की साजिश रचने में दिलचस्पी रखते हैं, जो वास्तविक समय में मस्तिष्क इमेजिंग डेटा के नक्शे को पल से पल के पल तक "हुड के नीचे" हो रहा है, के बारे में जानकारी प्राप्त करने में रूचि रखते हैं क्योंकि लोग समस्या हल करने के जटिल कार्य करते हैं।

एंडरसन और सहकर्मियों ने एक समस्या को हल करने में शामिल अनुभूति के चार अलग-अलग चरणों की पहचान की: एन्कोडिंग, योजना, हल, और जवाब देना। एंडरसन के शोध का फोकस यह है कि लोगों ने गणितीय समस्याओं को कैसे हल किया है, यह डीकॉन्स्ट्रक्टिंग द्वारा उच्च स्तर की अनुभूति की संरचना को बेहतर ढंग से समझना है। उनकी टीम "संज्ञानात्मक एकीकृत सिद्धांतों" पर केंद्रित है, जो एक संज्ञानात्मक संरचना है जो सोच कार्यों के व्यापक स्पेक्ट्रम को शामिल करता है।

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एंडरसन एट अल द्वारा हल करने की समस्या के चार चरण

1. एन्कोडिंग
2. योजना
3. को सुलझाने
4. जवाब

जैसा कि उम्मीद की जाएगी, एक बार गणित की समस्या को हल करने के विभिन्न पहलुओं को एन्कोड किया गया है, शोधकर्ताओं ने कहा कि यदि योजना को अधिक नियोजन की आवश्यकता होती है तो योजना के स्तर को अधिक होना चाहिए। और, सुलझाने का चरण अधिक समय तक होता है जब समाधान को निष्पादित करना अधिक कठिन होता है।

इस अध्ययन का अंतिम लक्ष्य यह पता लगाने था कि समस्याएं सुलझाने के विभिन्न चरणों के हद तक मंदी का विशेष प्रभाव होता है। इन अवधियों की लंबाई को देखते हुए शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट गणितीय समस्या को सुलझाने में शामिल अनुभूति के वास्तविक चरणों को सीधे मैप करने की इजाजत दी।

परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से सुलझाने में समस्या ऑर्बिटोफ्रांटल कॉरटेक्स (ओएफसी)

हरे रंग में ऑर्बिटोफ्रांटल कॉरटेक्स (ओएफसी)

स्रोत: पॉल विक्स / पब्लिक डोमेन

इन सीएमयू निष्कर्षों ने बर्कले के कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय से न्यूरोसाइजिस्टरों द्वारा समस्या हल करने पर शोध के साथ सामंजस्य स्थापित किया है, जिन्होंने वास्तविक समय में चूहों के दिमागों को तस्वीर करके मस्तिष्क की छवियों को सक्रिय किया है, क्योंकि वे सीखते हैं कि कैसे परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से समस्या हल हो सकती है।

मार्च 2016 के अध्ययन, "प्रारम्भिक कोर्टेक्स में लोल रेंज एक्सऑन्स में स्ट्रॉन्चरल प्लास्टिसिटी के नियम शिकन को बढ़ाता है," प्रकृति संचार पत्रिका में प्रकाशित किया गया था।

उन्नत माइक्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग करते हुए, बर्कले के शोधकर्ताओं ने समयबद्ध फिल्मों का प्रदर्शन किया जिसमें स्पष्ट किया गया है कि कैसे एक माउस सक्रिय रूप से एक चमकीला कार्य के दौरान छिपी हुई व्यवहार को खोजने के लिए एक नई रणनीति सीखता है। फिल्मों ने नाटकीय रूप से परीक्षण के दौरान ललाट के लोब के ऑरिबिट्रोफोर्ट कॉरटेक्स (ओएफसी) क्षेत्र में समस्या निवारण कार्य की समस्या और त्रुटि के दौरान पुनर्संक्षण किया।

इस अध्ययन के लिए, चूहों ने सुबह सुबह चढ़ाई कार्य किया और दोपहर में उनके मस्तिष्क में परिवर्तन दर्ज किए गए। 2-फोटॉन लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी नामक एक उन्नत न्यूरोइमेजिंग तकनीक का इस्तेमाल करते हुए, शोधकर्ताओं ने लंबी दूरी के एक्सॉनों के मस्तिष्क सर्किट्री में वृद्धि और छंटाई की तस्वीरें लीं। ये एक्सॉन विद्युत संकेतों के लिए कंडिशन हैं जो ललाट लोज़ में न्यूरॉन्स से जुड़ते हैं।

दिलचस्प बात यह है कि चूहों ने स्वयं को नेविगेट किए बिना चेयरियो को स्वचालित रूप से प्राप्त किया, नए नियमों को सीख लिया और उन्हें शिकार किया, मस्तिष्क सर्किट रीमॉडेलिंग में एक महत्वपूर्ण अपटिक नहीं दिखाया। इसके विपरीत, जो समस्याएं हल करने के द्वारा दैनिक आधार पर नए नियमों को समझने वाले चूहों ने तंत्रिका तारों में नाटकीय बदलाव दिखाया जो ऑर्बिट्रोफ्रॉन्टल कॉर्टेक्स से जानकारी प्रसारित करता है यह दिलचस्प है कि "शिकार और इकट्ठा करने" का कार्य एक चेरियो ने सामने वाले भागों की कार्यात्मक कनेक्टिविटी को अनुकूलित करने में एक मौलिक भूमिका निभाई।

निष्कर्ष: न्यूरोइमेजिंग हमारे दिमाग के अंदरूनी कामकाज में खिड़की प्रदान करता है

सीएमयू शोधकर्ता आशावादी हैं कि किसी दिन, निकट भविष्य में, उनके निष्कर्षों को प्रभावी ढंग से प्रभावी शिक्षा के तरीकों के डिजाइन को बढ़ाने के लिए लागू किया जा सकता है। इस प्रकार के अनुसंधान से प्राप्त अंतर्दृष्टि भी छात्रों को अपने द्रुत्यस्त खुफिया और संज्ञानात्मक लचीलेपन को टैप करने वाले तरीकों से अपने क्रिस्टलाइज्ड ज्ञान का विस्तार करने में मदद करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। एक बयान में एंडरसन ने निष्कर्ष निकाला,

"जब तक हम इन तकनीकों को लागू नहीं करते थे, छात्र इन प्रकार की समस्याओं को हल कर रहे थे, हमारे लिए कुल रहस्य थे। अब, जब छात्र वहां बैठे हैं, तो मुश्किल से सोचते हैं, हम बता सकते हैं कि वे प्रत्येक सेकेंड में क्या सोच रहे हैं। "

इन अध्ययनों में बढ़ती हुई मात्रा में अनुसंधान शामिल हैं जो न्यूरोइमेजिंग का उपयोग करते हैं ताकि हमें अनुभूति और अनुशासन की अनुक्रमिक प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझ सकें। जबकि न्यूरोइमिजिंग अनुसंधान ने अतीत में अनुभूति के विभिन्न पहलुओं में एक खिड़की प्रदान की है, यह इस पहेली के सभी टुकड़े एक साथ सुसंगत पूरे बनाने के लिए एक साथ फिट कैसे गूढ़ रहा है। यह न्यूरोइमेजिंग टेक्नोलॉजी में प्रगति के साथ तेजी से बदल रहा है। इस रोमांचक विषय पर अधिक प्रगति के लिए बने रहें!

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