Zobrazovací studie sleduje aktivitu mozku spojenou s řešením problémů
Nový výzkumný přístup využívající neuroimagingová data odhaluje, že mozek prochází různými fázemi, jak jedinec řeší náročné problémy.
Spojením dvou analytických strategií byli vědci schopni pomocí funkčních dat MRI identifikovat vzorce mozkové aktivity, které doprovázejí čtyři odlišné fáze řešení problémů.
„To, jak studenti řešili tyto druhy problémů, bylo pro nás naprostou záhadou, dokud jsme tyto techniky nepoužili,“ říká psychologický vědec John Anderson z Carnegie Mellon University, hlavní výzkumník této studie.
"Teď, když tam studenti sedí a přemýšlejí, můžeme každou sekundu říci, na co myslí."
Poznatky z této práce mohou být nakonec použity při navrhování efektivnější výuky ve třídě, říká Anderson.
Studie se objeví vPsychologická věda, časopis Asociace pro psychologické vědy.
Výzkum vychází z probíhající linie vyšetřování, která využívá zobrazování mozku k pochopení sledu procesů, které jsou základem myšlení. Zatímco neuroimagingový výzkum poskytl okno do různých aspektů poznání, není jasně pochopeno, jak tyto části zapadají do souvislého celku, protože lidé dokončují skutečné úkoly v reálném čase.
Anderson uvažoval, zda lze kombinovat dva analytické přístupy - multivoxelovou vzorovou analýzu (MVPA) a skryté semi-Markovovy modely (HSMM), aby osvětlily různé fáze myšlení.
MVPA se obvykle používá k identifikaci okamžitých vzorců aktivace; Anderson předpokládal, že přidání HSMM přinese informace o tom, jak se tyto vzorce v průběhu času odehrávají.
Anderson a jeho kolegové Aryn A. Pike a Jon M. Fincham se rozhodli použít tento kombinovaný přístup na neuroimagingová data shromážděná od účastníků při řešení konkrétních typů matematických problémů.
Aby bylo možné posoudit, zda byly identifikované fáze mapovány na skutečné fáze myšlení, manipulovali vědci s různými rysy matematických úloh. K tomu vytvořili některé problémy, které vyžadovaly větší úsilí při navrhování vhodného plánu řešení, a jiné, které vyžadovaly větší úsilí při provádění řešení.
Cílem bylo otestovat, zda tyto manipulace měly specifické účinky, které by člověk očekával na dobu trvání různých fází.
Vědci přivedli do laboratoře 80 účastníků - poté, co si procvičili použití konkrétních strategií k řešení matematických problémů, účastníci poté ve skeneru odpověděli na řadu cílových problémů. Obdrželi zpětnou vazbu ke každému problému a odpovědi odpovídaly zeleně, pokud byly správné, a červeně, pokud nebyly správné.
Pomocí metody HSMM-MVPA k analýze neuroimagingových dat Anderson a kolegové identifikovali čtyři fáze poznávání: kódování, plánování, řešení a reakce.
Výsledky ukázaly, že fáze plánování měla tendenci být delší, když problém vyžadoval více plánování, a fáze řešení měla tendenci být delší, když bylo řešení obtížnější provést, což naznačuje, že metoda byla mapována na skutečné fáze poznávání, které byly odlišně ovlivněny různé rysy problémů.
"Vědci se obvykle zabývali celkovou dobou dokončení úkolu jako důkazem fází při provádění úkolu a toho, jak spolu souvisejí," říká Anderson. "Metody v tomto článku nám umožňují měřit fáze přímo."
Přestože se studie zaměřila konkrétně na matematické řešení problémů, tvrdí vědci, že tato metoda má příslib pro širší použití.
Použití stejné metody s technikami zobrazování mozku, které mají větší časové rozlišení, jako je EEG, by mohlo odhalit ještě podrobnější informace o různých fázích kognitivního zpracování.
Zdroj: Sdružení pro psychologickou vědu
