Analisis MRI Meramalkan Kemahiran di Permainan Video
Untuk kajian ini, penyelidik menggunakan kaedah pencitraan otak konvensional dengan cara baru. Daripada menganalisis aktiviti otak "sebelum dan sesudah" semasa peserta belajar dan melakukan tugas yang kompleks, para penyelidik sebaliknya mempelajari aktiviti latar belakang di ganglia basal, satu set struktur otak yang berkaitan dengan pembelajaran prosedural, perasaan ganjaran dan pergerakan terkoordinasi.
Melalui penggunaan MRI dan kaedah yang disebut analisis corak multivoxel, para penyelidik mencatat perbezaan yang signifikan dalam jenis isyarat MRI tertentu, yang disebut T2 *, pada ganglia basal peserta kajian. Dengan menganalisis perbezaan ini, para penyelidik dapat meramalkan varians (perbezaan prestasi) 55 hingga 68 peratus masa untuk 34 orang yang akan belajar bagaimana bermain permainan.
"Terdapat banyak, banyak kajian, ratusan mungkin, di mana psikometrik, orang yang melakukan analisis kuantitatif pembelajaran, cuba meramalkan dari SAT, GRE, MCATS atau ujian lain seberapa baik anda akan berjaya dalam sesuatu," kata University profesor psikologi Illinois dan pengarah Institut Beckman Dr. Art Kramer.
Jenis teknik ini, bersama dengan kajian yang melihat ukuran relatif struktur otak tertentu, telah berjaya meramalkan pembelajaran, kata Kramer, "tetapi tidak pernah sampai tahap ini dalam tugas yang sangat kompleks."
"Kami melihat kembali gambar MRI yang direkam secara rutin untuk menyiasat fungsi otak," kata profesor psikologi Universiti Negeri Ohio, Dr Dirk Bernhardt-Walther, yang merancang dan melakukan analisis komputasi bersama dengan pelajar lulusan kejuruteraan elektrik dan komputer Illinois, Loan Vo .
"Dengan menganalisis gambar-gambar ini dengan cara baru, kami dapati variasi di antara peserta dalam pola aktiviti otak pada ganglia basal mereka," kata Bernhardt-Walther.
"Algoritma statistik yang kuat membolehkan kita menghubungkan corak ini dengan kejayaan pembelajaran individu. Kaedah kami mungkin berguna untuk meramalkan perbezaan kemampuan individu dalam konteks lain juga, ”katanya. "Menguji ini akan menjadi murah kerana metode ini mengitar semula gambar MRI yang direkam dalam banyak penelitian."
Untuk kajian ini, sukarelawan dipilih yang tidak mempunyai banyak pengalaman sebelumnya dengan permainan video. Setelah otak mereka dicitrakan, mereka mempunyai 20 jam untuk belajar bagaimana bermain Space Fortress, permainan yang dikembangkan di University of Illinois dan dirancang untuk menguji kemahiran kognitif peserta. Pemain mesti berusaha menghancurkan kubu sambil melindungi kapal mereka sendiri dari banyak bahaya yang berpotensi.
Permainan ini agak mencabar, kata Kramer. Ia sering mencabar pemain untuk mengalihkan perhatian mereka untuk mengejar berbagai tujuan atau menghindari ancaman. Ketika mereka mula-mula mula bermain, subjek kajian "cenderung bermula dengan 2.000 mata negatif," katanya. Walau bagaimanapun, setelah 20 jam latihan dan latihan, skor semua pemain meningkat sedikit. Sebilangannya jauh lebih baik daripada yang lain, bagaimanapun, perbezaan yang sebahagian besarnya dapat diramalkan dengan menganalisis aktiviti di bahagian ganglia basal.
"Kami meramalkan varian hingga tiga kali lebih banyak (dalam pembelajaran) daripada yang Anda gunakan dengan ukuran prestasi," kata Kramer.
Para penyelidik menganalisis tiga kawasan otak: inti caudate dan putamen, dua struktur yang aktif ketika seseorang mempelajari kemahiran motor baru (seperti menggerakkan kayu bedik); wilayah-wilayah ini juga penting semasa menjalankan tugas yang memerlukan strategi dan cepat mengalihkan perhatian seseorang. Kawasan ketiga, inti yang terkumpul, memproses emosi yang berkaitan dengan ganjaran atau hukuman.
Semasa kajian, aktiviti di inti putamen dan caudate didapati menjadi peramal yang lebih baik untuk prestasi permainan video masa depan daripada pada inti inti. Para penyelidik juga mendapati bahawa bahan putih (akson dan dendrit yang membawa isyarat antara neuron), tetapi bukan benda kelabu (badan sel), memberikan lebih banyak petunjuk dalam meramalkan kejayaan permainan.
"Data kami menunjukkan bahawa beberapa perbezaan fisiologi dan / atau neuroanatomis yang berterusan sebenarnya adalah peramal pembelajaran," kata Kramer.
Kramer menekankan bahawa penemuan itu tidak boleh ditafsirkan untuk bermaksud bahawa beberapa orang ditakdirkan untuk berjaya atau gagal pada tugas atau cabaran pembelajaran yang diberikan.
"Kami tahu bahawa banyak komponen struktur dan fungsi otak ini dapat diubah," tambahnya.
Kajian ini diterbitkan dalam jurnal dalam talian PLOS SATU.
Sumber: Universiti Illinois
