El cerebro humano se usó inicialmente para tareas básicas de supervivencia, como mantenerse a salvo y cazar y recolectar. Sin embargo, 200,000 años después, el mismo cerebro humano puede aprender conceptos abstractos, como el impulso, la energía y la gravedad, que solo han sidoformalmente definido en los últimos siglos.
Una nueva investigación de la Universidad Carnegie Mellon ha descubierto cómo el cerebro puede adquirir nuevos tipos de ideas. Publicado en Ciencia psicológica , los científicos Robert Mason y Marcel Just utilizaron técnicas de decodificación neural desarrolladas en CMU para identificar conceptos de física específicos que los estudiantes avanzados recordaron cuando se les solicitó. Los patrones de activación cerebral mientras pensaban en los conceptos de física indicaron que todos los cerebros de los estudiantes usaron los antiguossistemas cerebrales de la misma manera, y los patrones revelaron cómo se formó el nuevo conocimiento, reutilizando los sistemas neuronales existentes.
Los hallazgos podrían usarse para mejorar la enseñanza de las ciencias.
"Si los maestros de ciencias saben cómo el cerebro codificará un nuevo concepto de ciencias, entonces pueden definir y elaborar ese concepto de manera que coincida con la codificación. Pueden enseñarle al cerebro usando el lenguaje del cerebro", dijo Mason,investigador asociado senior en el Departamento de Psicología del Dietrich College of Humanities and Social Sciences.
Mason y Just, el profesor de psicología de la Universidad DO Hebb, reclutó a nueve estudiantes avanzados de física e ingeniería para participar en el estudio. Se escaneó el cerebro de cada estudiante en el Centro de Investigación Científica e Imagen Cerebral SIBR de CMU mientras se les mostraba un conjunto de30 conceptos familiares, como gravedad, entropía, inercia, refracción y velocidad.
Utilizando un programa de aprendizaje automático, Mason y Just pudieron identificar en cuál de los 30 conceptos estaba pensando un estudiante porque el pensamiento de cada concepto creó su propio patrón de activación cerebral. También podían dividir los patrones en las diferentes piezas neuronalessolía construir los conceptos completos.
La investigación mostró por primera vez cómo se logra el aprendizaje de conceptos de física mediante la reutilización de estructuras neuronales que se utilizaron originalmente para fines cotidianos generales. Más específicamente, el cerebro puede aprender conceptos de física debido a su capacidad para comprender los cuatro conceptos fundamentales demovimiento causal, periodicidad, flujo de energía y representaciones algebraicas tipo oración.
Los sistemas cerebrales que procesan la periodicidad rítmica cuando se escucha el galope de un caballo también apoyan la comprensión de los conceptos de las olas en física. Del mismo modo, comprender la gravedad implica visualizar el movimiento causal, como una manzana que cae de un árbol; el flujo de energía utiliza el mismo sistema que sentir calorun fuego o el sol; y comprender cómo un concepto se relaciona con otros en una ecuación usa los mismos sistemas cerebrales que se usan para comprender oraciones que describen cantidades.
"Esta es la razón por la cual los humanos han podido avanzar e innovar, porque podemos usar nuestro cerebro para nuevos propósitos", dijo Just. "Los cerebros humanos no han cambiado mucho en unos pocos miles de años, pero nuevos campos como la aeronáutica, la genética, la medicina y la informática se han desarrollado y cambian continuamente. Nuestros hallazgos explican cómo el cerebro puede aprender y descubrir nuevos tipos de conceptos ".
Estos hallazgos son ejemplos de los muchos avances en la investigación del cerebro en Carnegie Mellon. CMU ha creado algunos de los primeros tutores cognitivos, ayudó a desarrollar el Watson ganador del premio Jeopardy, fundó un innovador programa de doctorado en computación neural, y es el lugar de nacimiento de artificialInteligencia y psicología cognitiva: basándose en sus fortalezas en biología, informática, psicología, estadística e ingeniería, CMU lanzó BrainHub, una iniciativa que se centra en cómo la estructura y la actividad del cerebro dan lugar a comportamientos complejos.
Lea el estudio completo: http://www.ccbi.cmu.edu/reprints/Mason_Psychological-Science-2016_CCBI-preprint.pdf
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Carnegie Mellon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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