大脑系统进行交互认知过程如何

人们不仅用他们的眼睛去看,也动了。需要不到几分之一秒执行循环,从大脑的眼睛,然后手或胳膊。毕扬Pesaran正试图找出发生在大脑在这个过程。

“手眼协调能力是两个系统之间的复杂的相互作用的结果大脑,但有很多这种交互发生的地区,“Pesaran说,纽约大学的神经科学副教授。“知识的当前状态的一件事是集中在大脑的不同部分和单独每个是如何工作的。相对较少的工作已经完成,并联系他们如何一起工作在细胞水平上。”

他的研究涉及到研究神经元的推力在这些部分大脑的相互沟通。

“大脑皮层的大脑区域包含一个马赛克连接形成分布式网络,”说,美国国家科学基金会(NSF)资助的科学家。“额,顶叶皮层等运动,这些网络专业眼跳(自愿)眼睛运动和到达,手和手臂的动作。每次运动前我们决定,这些区域包含特定的神经活动模式可以用来预测我们将做些什么。”

更复杂的理解大脑的作用,手眼协调能力可以发现大脑系统如何相互作用的一个重要模型进行认知过程一般来说,他说。这样的见解,可能导致新的神经技术将想法转化为行动,例如,控制机械手臂或提示演讲。

“这是一套全新的技术称为神经接口,“Pesaran说。“在未来,可能会有设备的大脑将帮助人们记住,更清晰地思考,并帮助他们搬。”

使用眼球运动提示的手,手臂动作涉及到建筑空间表示,“改进的移动我们的眼睛,”他说。“命令发送到眼睛移动眼睛,这有效地测度空间移动时,这是用来改善的准确性。我们将我们的眼睛来提高我们的运动,不仅看到更好。”

他经常描述高水平乒乓球运动员的行为来解释它是如何工作的。

“你让你的眼睛在球上你知道它在哪里,你可以打它,”他说。“但是直到那一刻你击球,重要的事情正在发生,那就是你的大脑是发送一个命令你的手臂来击球。但视觉信号延迟。在击球时,球的视力不会进入你的大脑了几分之一秒,所以没有点看着球。你可以看到所有你想要的,但你的手臂已经动摇。

“当乒乓球球员正在在高级别上,他们看着球击中它的地步。当桨使接触球,你可以看到他们的眼睛和头部转向现在看看他们的对手。他们认为他们是看对手击球时,但是他们看着球。他们的眼睛跟踪球,尽管他们意识到自己的对手。

“这可以帮助大脑保持一个高分辨率的空间使中风更准确,”他继续说。“这不是关于看到球,因为那时已经太迟了。它是关于移动球,中风的眼睛是更准确。和大脑协调这个复杂的行为模式。”

视觉信号总是被推迟。他们进入大脑,转化成一种运动,然后离开大脑手臂肌肉。“这是一个循环,大约需要200 millisecond-about五分之一的第二个球移动,”他说。

Pesaran正在进行他的研究在一个NSF教职员工早期职业发展(职业)奖,2010年他收到了。奖支持青年教师通过杰出研究例证了老师的角色,良好的教育和教育的整合和研究组织的任务的上下文中。

证明他的假设,大脑的两个区域(壁达到地区和顶叶眼科领域,无论是在顶叶皮层)必须相互交谈提示运动,Pesaran和他的团队正在记录神经元的活动,大脑细胞相互发送电信号称为“峰值”。They do so by placing micro-electrodes into the brains of animals that look and reach, much like humans, and study the correlation and patterns in those signals.

“我们认为我们可以测量这些信号时,离开一个地方,并进入另一个,”他说。“这如何显示,这反映出这两个地区之间的交流吗?因为发生一些变化。我们在一个特定的方式,需要建立这些运动的眼睛和手臂之间的通信中心,然后我们做了测量大脑活动的中心。然后我们两个领域之间的联系活动的变化的变化如何眼睛和手臂动。”

格兰特的教育的一部分组件,Pesaran试图展示青少年神经科学已经走了多远,并鼓励他们学习。他和他的同事正在与中学孩子们在布鲁克林,并提出了示威游行在美国自然历史博物馆的脑科学领域的。

“我们进入学校和教育孩子们关于我们所知道的关于大脑,”他说。“我们的大脑计算机接口,他们有机会与他们的思想控制屏幕上的光标。我们头上放置一个脑电图传感器,测量大脑活动。当他们集中注意力,它改变了球的位置,并向上或向下移动。”

学校的孩子们通常都不知道神经科学作为一个新兴领域”,涉及医学、生物学、工程学、一系列的学科一起,”他说。“他们的日益成熟和工具在这个学科早期将下一代的脑科学家的一个特点。”