大脑重新学习科学概念本身

人类大脑最初用于基本生存的任务,如保持安全、狩猎和采集。,200000年后同样的人类大脑能够学习抽象概念,动量、能量和引力,只有被正式定义在过去几个世纪。

新的研究即将在心理科学的杂志心理科学协会,研究大脑如何能够获得全新类型的想法。卡内基梅隆大学的科学家罗伯特·梅森和马塞尔,使用神经解码技术发达卡内基梅隆大学识别特定的物理概念,先进的学生回忆当提示。由此产生的脑激活模式表明,学生的大脑以同样的方式使用古老的神经系统,和模式透露新知识是如何形成的——通过再利用现有的神经系统。

根据梅森和只是,这些发现可以用来改进科学指导。

“如果科学教师知道大脑是如何编码的一个新的科学概念,然后他们可以定义和复杂的概念匹配的编码方式。他们可以教到大脑通过使用大脑的语言,”迪特里希的高级研究助理梅森说,人文社会科学学院心理学系。

梅森和只是,d . o .赫大学心理学教授招募9高等物理和工程学生参与学习。每个学生的大脑扫描的卡内基梅隆大学的科学成像和脑研究中心(关注)时显示一组30个熟悉的概念,如重力、熵、惰性、折射和速度。

使用机器学习程序,梅森就能够识别哪些学生30的概念是思考基于独特的脑激活模式。他们也可以将模式分解成不同的神经部分用于构建完整的概念。

大脑活动与物理学相关的概念(图片由卡内基梅隆大学)。

研究表明学习物理概念是通过再利用神经结构,最初是用于一般日常用途。更具体地说,大脑能够学习物理概念,因为它能够理解因果运动的四个基本概念,周期性,能量流和代数(句子)表示。

大脑系统这一过程有节奏的周期性,当听到一匹马疾驰也支持波物理学概念的理解。同样,理解重力包括可视化因果运动,像一个苹果从树上坠落;能量流使用相同的系统传感从火灾或太阳温暖;和理解一个概念如何与他人在一个方程中使用相同的大脑系统用于理解句子描述数量。

“这就是为什么人类已经能够超越和创新,因为我们可以用我们的大脑用于新的目的,“只是说。“人类大脑几千年来变化不大,但新的航空、遗传学、医学和计算机科学不断发展和变化。我们的研究结果解释了大脑如何能够学习和发现新的类型的概念。”

这项工作是由海军研究办公室授予n00014 - 131 - 0250。