你的大脑变化来完成你的目标

^*戒指!^*你的闹钟提醒你,是时候醒来上学。今天你正在展示一个主要项目在科学课上,你不想迟到。然而,尽管你试图反抗,最终达到止闹按钮几次,现在你是迟到了!你要准备你的演讲,所以你决定多任务检查你的项目,你吃早餐,饮食和读你的材料间切换。当你到达学校,开始你的演讲,你试图记住所有分配的规则,喜欢说显然和眼神交流,检查他们在你的脑海中,确保你正在做一个很重要的工作(图1)。

这个例子演示了如何使用我们的大脑适应环境的变化,以及我们如何组织我们的行为对一个具体的目标,如在学校要做一场伟大的演讲。有能力记住和更新信息(如展示规则和我们的目标),拒绝我们的冲动(如按下小睡),和任务之间的切换(如早餐和作业),非常有用,当有多个要求争夺我们的时间和精力,当发生一些意想不到的障碍。

上面的场景可能听起来熟悉你的情况如果你曾需要你灵活和突发问题的新的解决方案。许多研究人员想要知道什么时候,和大脑如何发展执行功能(EFs)或者我们使用的技能来完成我们的目标。研究表明有许多不同类型的EFs在扮演我们日常生活导航,但我们将强调三个我们刚介绍:(1)抑制帮助我们抵抗不适当的反应;(2)切换多组之间,这有助于我们的心理转变规则或标准;和(3)更新,这有助于我们监控新信息并将它添加到我们的记忆和目前的计划1]。当我们使用这些和其他EFs完成一项复杂的任务,科学家形容这种整体的能力认知控制(2]。通过使用更强大的认知控制力,我们可以做出快速、正确的反应,适应不断变化的环境,轻松处理不同的任务。认知控制大脑的EFs的有效使用来实现我们的目标,在学校做得很好,甚至对自己感觉良好和处理压力倍(2]。

孩子和成人使用相同的大脑区域来实现自己的目标?

根据不同的目标,不同的EFs可能被用来实现它。我们想知道儿童和青少年使用大脑的相同或不同的部分来执行三种不同的EFs。以确保我们所有的研究参与者都使用相同的EFs同时,我们有8 - 14岁年龄段玩同样的三个电脑游戏(图2)。

你可能会想,成年人有很好的认知控制,因为他们得到大量的练习杂耍工作,家务,钱,车,和更多的(尽管甚至成年人斗争与认知控制和实现他们的目标有时!)!研究的成年人的大脑显示一组大脑区域都是活跃在各种EF任务。研究人员广泛引用到这个网络互联的大脑区域核心控制系统因为它包含的关键脑区一起使用,当我们做具有挑战性的事情4]。因为EF技能是成功如此重要在学校和生活中,我们想知道如果孩子接触相同的核心控制系统作为成年人,或者如果他们使用不同的大脑区域对EF任务(5]。大多数研究都看着EFs在孩子使用只有一个任务。我们把孩子们的照片大脑玩三个不同的EF游戏时,我们比较了大脑区域回答两个问题。首先,在孩子,做三个EF任务都使用类似的大脑区域,像成人大脑做了什么?其次,是英孚的大脑区域的孩子使用任务相同的大脑区域,成年人使用吗?

玩游戏来测量EFs在大脑中

的一个工具用于研究人类的大脑功能性磁共振成像(fMRI)。磁共振成像扫描仪是一个机器,一个大磁铁,让我们大脑的数以百计的照片和测量大脑活动的变化。它通过检测大脑中氧含量和血流量的变化而扫描人是玩游戏,看电影,或者只是休息。在我们的研究中,117名儿童(8 - 14岁)从德州玩三英孚游戏的功能磁共振成像扫描仪,这让我们看到哪些大脑区域活跃在每一个游戏。参与者躺在背上在磁共振扫描仪使用镜子观看电脑屏幕。他们两个按钮在手中玩的游戏,我们的照片,他们的大脑。

抑制的游戏,孩子们尽快按下一个按钮可以显示一个箭头是指向哪个方向(左或右),因为它改变了随机。他们做了很多快速按钮按下,除非一个红色的“X”出现的箭头。当这些事情发生时,孩子们抵制按下任何一个按钮。这是棘手的,因为有时候红色X迅速出现,有时是缓慢的。在切换游戏,孩子们被告知要不同颜色的形状通过颜色或形状。颜色或形状的规则排序随机切换,所以孩子必须注意,因为如果他们按错误的规则,他们会得到错误的答案。最后,在更新游戏,孩子们看到了在屏幕上快速移动的绿色形状(正方形,三角形,正方形)。他们必须记住形状的顺序,因为他们需要在屏幕上按下一个按钮,当形状匹配之前他们看到两个形状。

我们发现了什么?

我们的实验帮助我们回答两个主要问题!首先,我们发现大脑某些区域活跃在所有三场比赛,这意味着EF游戏使用大脑的相似部分(图3)。第二,我们发现孩子们使用的EF大脑区域所使用的相同的成年人。大脑活动被认为跨两个或三个游戏同意许多成人大脑的结果,包括区域的核心控制系统。

我们的结果帮助我们了解什么?

这些结果表明,一组常见的大脑区域支持EFs类似成人和孩子一样年轻8岁。然而,还需要更多的研究来了解我们英孚的技能和目标设定提高随着年龄的增长。工作发生在大脑的核心控制系统仍很有可能改善随着时间的推移和实践的技能,即使是在成人。

我们可以考虑这项研究的结果在几个不同的方式。首先,儿童与成人在他们大脑的使用相同的部分,成年人使用实现他们的目标。第二,大脑的EFs是重要的在学校和生活中,我们每天都使用它们!了解我们如何工作完成任务和EFs随着年龄改变重要的是要创造新的方法来提高EFs在所有的孩子。英孚的技能可以在不同的个体不同,本研究表明这些差异可能开始在大脑的核心控制系统。结果我们发现健康的孩子可能比较研究儿童大脑困难或学习差异,这可能导致治疗将有助于孩子挣扎在EF的技能。

有一些有趣的游戏和活动,人们可以做练习他们的认知控制能力。思考活动实践之间切换,持有和使用的想法,和抵抗干扰。有组织的体育运动,如足球、提高认知控制技能,因为球员练习握着游戏规则,与他人合作,监视周围的迅速变化的环境。集团卡或棋盘游戏,玩家必须灵活思考语言,抑制他们的第一个猜测,或平衡多个目标也可以给孩子们良好的实践与认知控制能力。当人们有困难与认知控制能力,创建一个清单的较小的步骤需要做一个任务,在大型项目和工作一步一个脚印,可以帮助简化复杂的项目。

总之,认知控制的大脑区域是用来在许多不同的任务来帮助我们实现我们的目标。本研究项目测试三种不同的EF任务在同一个孩子,和揭示了一个共同的核心控制系统。这些大脑区域在儿童和成人类似,表明我们获得更好的认知控制,大脑连接,而不是大脑位置,正在改变。与时代和实践认知控制改善,使用大脑的许多地方每次投入使用。我们感谢所有的家庭帮助处理这个项目。

术语表

执行功能(EFs):↑大脑的能力,协调我们的思想和行为,帮助我们实现我们的目标。

抑制:↑执行功能,帮助我们抵抗干扰或做我们不想做的事。

切换:↑执行功能,帮助我们多组规则或活动之间灵活地转变。

更新:↑执行功能,帮助我们监视新信息并将它添加到我们的记忆和当前的计划。

认知控制:↑能力的集合,我们用来做我们想做的事情。不同的执行功能构成我们的整体认知控制能力,我们随时与我们选择做些什么。认知控制通常是研究当我们比较做一些很难做一些简单,得到更好地认知控制整个童年和青少年时期。

核心控制系统:↑大脑的部分用于许多具有挑战性的任务,比如那些涉及执行功能或认知控制。黑色的地区图3核心控制系统的一部分。

功能性磁共振成像(fMRI):↑扫描工具来研究大脑是如何工作的。它使用磁铁和无线电波(不是辐射!)大脑的很多的照片在几分钟的时间。研究人员可以了解当人们使用大脑的哪些部分做或思考不同的东西通过向参与者展示图片或声音在大脑扫描。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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原始的文章

↑恩格尔哈特,l·E。,变硬,k P。Tucker-Drob, e . M。教堂,j . a . 2019。执行功能的神经结构建立了中间的童年。科学杂志185:479 - 89。doi: 10.1016 / j.neuroimage.2018.10.024

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引用

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[2]↑教堂,j . A。Bunge, s。彼得森,s E。Schlaggar, b . l . 2017。预备参与的认知控制网络增加了童年。大脑皮层27:2139-53。doi: 10.1093 / cercor / bhw046

[3]↑卢娜,B。Garver, k . E。城市,t。,Lazar: A。《理发师陶德》,j . a . 2004。从童年到成年晚期成熟的认知过程。孩子开发。75:1357 - 72。doi: 10.1111 / j.1467-8624.2004.00745.x

[4]↑Dosenbach解释:美国F。、公平、d。、Miezin f M。科恩,a . L。,温格,K . K。Dosenbach解释,r·a·T。,等。2007。不同的大脑网络适应性和稳定的任务控制人类。Proc。国家的。学会科学。104:11073-8。doi: 10.1073 / pnas.0704320104

[5]↑恩格尔哈特,l·E。,变硬,k P。Tucker-Drob, e . M。教堂,j . a . 2019。执行功能的神经结构建立了中间的童年。科学杂志185:479 - 89。doi: 10.1016 / j.neuroimage.2018.10.024