چرا برخي افراد به طور طبيعي در ابزار يادگيري، زبان يا فن آوري پيشرفت مي کنند، در حالي که ديگران براي کسب دانش جديد بيشتر طول مي کشد؟ يادگيري به مغز نياز دارد که اطلاعات را رمزگشايي کند، سيم کشي عصبي خود را تغيير دهد و شبکه ها را بين مناطق مغز ايجاد کند.
تحقيقات پيشين نشان داده است که بخشي از آنچه که ممکن است دانشجويان را کند کند، بيش از حد فکر است. مطالعه 2015 به رهبري دانيل باست ، همکار دانشکده ادوارد دي جندت و استاد دانشکده مهندسي زراعت ، نشان دهنده همبستگي بين يادگيري آهسته و کنترل شناختي است: توانايي مغز براي تنظيم خود با فعال کردن شبکه هاي لازم و مهار فعاليت هاي غير ضروري. در اين مطالعه، زماني که افراد به صورت غير ضروري بخشهايي از مغز را به کنترل شناختي مرتبط مي کردند، احتمال بيشتري براي يادگيري يک کار ساده داشتند.
محققان مي خواهند بدانند که چه نوع الگوهاي هندسي فعاليت مغز براي يادگيري بهتر، فراتر از آنچه ممکن است فرد را آهسته تر ياد بگيرد.
اين مطالعه جديد توسط Bassett و Evelyn Tang رهبري شد، که پيش از شروع در موسسه ماکس پلانک، يک متخصص مديترانه اي در آفريقا بود.
شارون تامپسون-شيل ، کريستوفر هون براون استاد برجسته و رياست روانشناسي نيز به مطالعه کمک کرده است.
اين مطالعه در مجله Nature Neuroscience منتشر شد .
تانگ، باست و همکارانش با استفاده از اسکنهاي fMRI براي مطالعه مغز 20 فرد سالم در طول 4 روز از آنها ياد گرفتند که اشکال هندسي را با ارزش هاي پولي مرتبط سازند. به عنوان مثال، شرکت کنندگان ممکن است آموخته اند که يک شکل قارچ ارزش 4 دلار و يک کروم رگه دار ارزش 9 دلار دارد. سپس، آنها نياز به استفاده از اطلاعات ياد شده در وظايفي دارند که آنها را مجبور به ارزيابي قواعد ارزش بر اساس اشکال کرده است. اين کار توسط مارسلو گاتمار، که دانشجوي تحصيلات تکميلي با بات و تامپسون-شيل بود، پيش از پذيرش موقعيت پس از مدرک، ابتدا در دانشگاه پرينستون و در حال حاضر در دانشگاه کمبريج، توسعه يافت.
تانگ مي گويد: "همه افراد ما در نهايت اطلاعات يکسان را دريافت کردند، اما بعضي ها خيلي سريع تر ياد گرفتند." "ما مي خواستيم اختلافات مغزي را بهتر درک کنيم، که ممکن است بعضي از آنها را سريعتر به تشکيل انجمن هاي تعداد شکل مي رساند. آيا فعاليت در مغز به نحوي تفسير شده است که براي اطلاعات ارائه شده معنادار است؟ "
براي پاسخ دادن به اين سوال، محققان Penn با استفاده از يک صفحه از يادگيري ماشين، يک رويکرد متفاوت نسبت به بسياري از دانشمندان مغز ديگر را استفاده کردند. محققان به جاي اينکه فقط مشخص کنند که مناطق فعال مغز فعال هستند، روابط هندسي را درون مغز قرار داده و سپس سه عامل اصلي را اندازه گيري کردند: ابعاد تعبيه، ابعاد تحريک کننده و جذابيت برچسب.
براي قرار دادن اين سه عامل به چشم انداز، تانگ از يک مدل قهوه استفاده مي کند: "اگر دوست داريد استارباکس يا شما از Starbucks متنفر باشيد، در مغز بايد وجود داشته باشد. اما آيا شما عاشق و يا متنفر Starbucks هستيد، مغز شما در هر دو مورد "فلش" مي شود. آنها هر دو در بعد جاسازي مي شوند. ابعاد تحريک آميز آن به شما نشان مي دهد که جدايي بين چيزهايي که دوست داريد و چيزهايي که شما از آن متنفريد. و برآمدگي برچسب، مانند ابعاد تحريک، اندازه گيري مي شود که به راحتي مي توان همه چيز را از هم جدا کرد. "
مغز دانش آموزان سريع چگونه مغز دانش آموزان آهسته در اين مطالعه متفاوت است؟ يادگيرندگان سريع، ابعاد تحريک بالاتري داشتند و بر اساس طبقهبندي برچسبها و ابعاد پايين تر تعبيه شده بودند، به اين معني که الگوهاي آنها از فعاليت مغز سادهتر بود و بيشتر فشرده ميشود.
تانگ مي گويد: "فعاليت در مغز آنها يک طرح است که در واقع اطلاعات بيشتري را شامل مي شود از کسي که کمتر ياد مي گيرد." "براي من اين واقعا جالب است زيرا شما مي توانيد به فعاليت مغز نگاه کنيد و الگوي متفاوت را ببينيد."
توانايي شرکت کنندگان براي اعطاي ارزش به اشکال جديد نيازمند استفاده از کنترل شناختي است، بنابراين محققان در مورد اينکه چگونه کنترل شناختي ممکن است به سرعت يادگيري تبديل شود، کنجکاو است.
Bassett مي گويد: "ساختن تصاوير دقيق و دقيق از اين جفت هاي شکل ارزش، نياز به همان نوع فرآيندهاي شناختي پيچيده اي دارد که در تصميم گيري، حافظه کاري و ديگر توابع اجرايي به اصطلاح نقش مهمي ايفا مي کند."
"تانگ مي افزايد:" جالب خواهد بود براي کشف اينکه آيا افرادي که داراي کنترل شناختي بالاتري هستند يا انعطاف پذيري ذهني نيز سريعتر ياد مي گيرند، به عنوان اثرگذاري يادگيري که احتمالا به آن کيفيت بستگي دارد بستگي دارد. "
گرچه مطالعه بينش ها در مورد اينکه چگونه مغز مي آموزد، يک دستاورد مهم هستند، تانگ معتقد است که يک روش مهم از مطالعه آنها اين است که روش شناسي است. هر دو شاخص برچسبگذاري و محرکها، نحوه مغز اطلاعات را جدا کرده و ذخيره ميکنند، اما اندازهگيري نوعي ترسيم، دقيقتر در اين زمينه است. محققان مي خواستند ابعاد تحريک کننده را به عنوان يک معيار معتبر ديگري که محققان مي توانند از آن استفاده بيشتري داشته باشند، معرفي کنند.
تانگ مي گويد: "اين يادگيري ماشين نان و کره نيست." "از يادگيري ماشين به نحوي استفاده مي شود که در بعد فضا بيشتر مي شود."
با استفاده از يک روش يادگيري ماشين، محققان توانستند الگوهاي مغز را به صورت جامعتري بررسي کنند، اما آنها همچنين قادر بودند به طور بيطرفانه نتايج گذشته را درباره مناطق خاص مغز درگير در يادگيري بررسي کنند. نتايج نشان داد که هيپوکامپ و قطب زمان مناسب براي يادگيري مناسب بود، که با يافته هاي ديگر دانشمندان مرتبط بود.
تانگ مي گويد: "بسيار مهم است، ما شروع به مطالعه اين زمينه ها کرديم، آنها فقط از تجزيه و تحليل خارج شدند."
اين مطالعه پيامدهاي مهمي براي متدولوژي علم مغز در حال پيشرفت است، اما تانگ تاکيد مي کند که از لحاظ برنامه هاي کاربردي در دنياي واقعي براي بهبود يادگيري، مطالعه تنها اکتشافي است. در اين نقطه، محققان به سادگي تلاش مي کنند تا درک کنند که مغز چگونه ياد مي گيرد.
تانگ مي گويد: "در جاده ها، مردم فکر مي کنند چيزهايي مانند مداخله در مغز از طريق تکنولوژي و يا ارائه مواد مشابه به يادگيرنده، اما به روش هاي مختلف". "اگر مي توانيم ببينيم که الگوي A يک روش بهتر براي کسب اطلاعات از الگوي B است، پس شايد ما بتوانيم الگوي A را در مغز براي يادگيري کارآمد تر تشويق کنيم."
در حال حاضر، کساني که به دنبال يک ابزار جديد، زبان يا مهارت هستند، فقط بايد با اميد به ايجاد اين الگوهاي کارآمد مغز به تنهايي کار کنند.