不同阶段的思维揭示了大脑活动模式

神经影像数据揭示心理阶段人们可以通过解决具有挑战性的数学问题,根据一项新的研究发表在心理科学心理科学协会的杂志。通过结合两种分析策略,人员能够使用功能磁共振成像来确定的大脑活动模式,与解决问题半岛体育官方网址入口的四个不同阶段。

“学生是如何解决这些问题完全是个谜,直到我们应用这些技术,”卡内基梅隆大学的心理学家约翰·安德森说,首席研究员的研究。“现在,当学生坐在那里思考困难,我们可以告诉他们每秒钟思考”。

从这项工作最终可能被应用到更有效的课堂教学的设计,安德森说。

研究从一个正在进行的研究中,利用大脑成像理解过程的序列构成的思考。虽然神经影像学研究提供了一个窗口到认知的各个方面,如何将这些部分如何组合在一起,成一个连贯的整体,当人们实时完成真实的任务,并不清楚。

安德森想知道两种分析方法——multivoxel模式分析(MVPA)和隐半马尔科夫模型(软件)——可以结合揭示思维的不同阶段。MVPA通常被用来确定瞬时激活的模式;添加软件,安德森假设,将产生的信息随着时间的推移,这些模式。

安德森和他的同事们Aryn a·派克和乔恩·m·Fincham决定这种组合方法应用于神经影像数据收集从参与者解决特定类型的数学问题。计阶段是否被识别映射到实际的思维阶段,研究者操纵不同的数学问题的特征;半岛体育官方网址入口一些问题需要更多努力想出一个合适的解决方案和其他需要更多努力执行解决方案。目的是测试这些操作是否有具体影响一个希望在不同阶段的持续时间。

研究人员半岛体育官方网址入口给实验室带来了80人——在练习使用特定策略来解决数学问题,参与者回答一系列目标问题在扫描仪。他们收到的反馈对于每一个问题,答案变绿,如果他们是正确的和红色的,如果他们不正确的。

使用HSMM-MVPA方法分析神经影像数据,安德森和他的同事发现了四个阶段的认知:编码、规划、解决和回应。结果表明,规划阶段往往是长时需要更多的规划问题,和解决方案阶段往往更长更难执行解决方案时,表明该方法映射到实际的认知阶段不同的各种特性的影响问题。

“通常情况下,研究人员考半岛体育官方网址入口察了完成任务的总时间作为证据的阶段参与执行任务以及它们之间的关系,”安德森说。“本文的方法允许我们直接测量阶段。”

尽管这项研究特别关注数学问题解决,方法有希望得到更广泛的应用,研究人员说。半岛体育官方网址入口使用相同的方法有更大的时间分辨率的脑成像技术,如脑电图、甚至透露更详细的信息关于认知过程的不同阶段。

这项工作是由美国国家科学基金会。drl - 1420008和詹姆斯·s·麦克唐纳基金会学者奖。