Paying close attention to something: Not that easy, is it? It's because our attention is pulled in so many different directions at a time, and it's in fact pretty impressive if you can stay focused.
להתמקד במשהו: לא כל כך פשוט, נכון? זה בגלל שהמודעות שלנו נמשכת לכל כך הרבה כיוונים בכל רגע נתון, ולמעשה זה די מרשים אם אתם יכולים להישאר ממוקדים.
Many people think that attention is all about what we are focusing on, but it's also about what information our brain is trying to filter out.
אנשיים רבים חושבים שתשומת לב משמעה מה שאנו מתמקדים בו, אבל זה גם המידע שמוחינו מנסה לסנן החוצה.
There are two ways you direct your attention. First, there's overt attention. In overt attention, you move your eyes towards something in order to pay attention to it. Then there's covert attention. In covert attention, you pay attention to something, but without moving your eyes. Think of driving for a second. Your overt attention, your direction of the eyes, are in front, but that's your covert attention which is constantly scanning the surrounding area, where you don't actually look at them.
יש שתי דרכים בהן אתם מכוונים את תשומת הלב שלכם. ראשית, יש את תשומת הלב הגלויה. בתשומת לב גלויה, אתם מזיזים את עינכם לעבר משהוא כדי לשים לב אליו. ויש גם תשומת לב סמויה. בתשומת לב סמויה, אתם שמים לב למשהו, אך ללא הזזה של עינייכם. חשבו לרגע על נהיגה. תשומת הלב הגלויה, כיוון העיניים, הוא קדימה, אבל זו תשומת הלב הסמויה שלכם שסורקת ללא הרף את הסביבה, כשבעצם אתם לא מסתכלים לשם.
I'm a computational neuroscientist, and I work on cognitive brain-machine interfaces, or bringing together the brain and the computer. I love brain patterns. Brain patterns are important for us because based on them we can build models for the computers, and based on these models computers can recognize how well our brain functions. And if it doesn't function well, then these computers themselves can be used as assistive devices for therapies. But that also means something, because choosing the wrong patterns will give us the wrong models and therefore the wrong therapies. Right? In case of attention, the fact that we can shift our attention not only by our eyes but also by thinking -- that makes covert attention an interesting model for computers.
אני מדען מוח, ואני עובד על ממשקי מוח-מכונה, או לאחד את המוח והמחשב. אני אוהב תבניות של המוח. תבניות של המוח חשובות לנו כיוון שבהתבסס עליהן אנו יכולים לבנות מודלים עבור המחשבים, ובהתבסס על מודלים אלו מחשבים יכולים לזהות כמה טוב מוחינו עובד. ואם הוא לא עובד טוב, אז אותם מחשבים יכולים לשמש כמכשירים תומכים עבור הריפוי. אבל זה גם אומר משהוא אחר, כיוון שאם נבחר את התבניות השגויות נקבל מודלים שגויים ולכן גם שיטות ריפוי שגויות. נכון? במקרה של תשומת לב, העובדה שאנו יכולים להסיט את תשומת הלב לא רק בעזרת המבט אלא גם על ידי מחשבה -- זה הופך את תשומת הלב הסמויה למודל מעניין עבור מחשבים.
So I wanted to know what are the brainwave patterns when you look overtly or when you look covertly. I set up an experiment for that. In this experiment there are two flickering squares, one of them flickering at a slower rate than the other one. Depending on which of these flickers you are paying attention to, certain parts of your brain will start resonating in the same rate as that flickering rate. So by analyzing your brain signals, we can track where exactly you are watching or you are paying attention to.
אז רציתי לדעת מהן התבניות של גלי המוח כשאתם מתבוננים בצורה גלויה או סמויה. הכנתי ניסוי עבור זה. בניסוי זה יש שני ריבועים מהבהבים, אחד מהם מהבהב בקצב נמוך מהשני. בתלות בריבוע המהבהב שבו אתם מתמקדים, חלקים מסויימים במוחכם יתחילו להדהד באותו קצב של ההיבהוב. ואז כל ידי ניתוח של האותות מהמוח, אפשר לעקוב בדיוק על מה אתם מתבוננים או שמים לב אליו.
So to see what happens in your brain when you pay overt attention, I asked people to look directly in one of the squares and pay attention to it. In this case, not surprisingly, we saw that these flickering squares appeared in their brain signals which was coming from the back of their head, which is responsible for the processing of your visual information. But I was really interested to see what happens in your brain when you pay covert attention. So this time I asked people to look in the middle of the screen and without moving their eyes, to pay attention to either of these squares. When we did that, we saw that both of these flickering rates appeared in their brain signals, but interestingly, only one of them, which was paid attention to, had stronger signals, so there was something in the brain which was handling this information so that thing in the brain was basically the activation of the frontal area. The front part of your brain is responsible for higher cognitive functions as a human. The frontal part, it seems that it works as a filter trying to let information come in only from the right flicker that you are paying attention to and trying to inhibit the information coming from the ignored one.
כדי לבחון מה קורה במוח כשאתם שמים לב למשהו בצורה גלויה, ביקשתי מאנשים להתבונן באחד הריבועים ולשים לב אליו. במקרה זה, באופן לא מפתיע, ראינו שאותם ריבועים מהבהבים הופיעו בגלי המוח שהגיעו מהחלק האחורי של המוח, שאחראי לעיבוד המידע הויזואלי. אבל מה שבאמת עניין אותי היה לראות מה קורה במוח כשאתם שמים לב בצורה סמויה. אז הפעם ביקשתי מהאנשים להתבונן במרכז המסך ובלי להסיט את העיניים, לשים לב לאחד הריבועים. כשעשינו את זה, ראינו ששני קצבים של ההבהוב הופיעו בגלי המוח שלהם, אבל באופן מעניין, רק אחד מהם, שאליו שמו לב, היה בעל אות חזק יותר, כלומר היה משהוא במוח שטיפל במידע והדבר היה הפעלה של החלק הקדמי של המוח. החלק הקדמי של המוח אחראי לפונקציות קוגנטיביות גבוהות יותר כבני אדם. נראה שהחלק הקדמי משמש כפילטר המנסה לתת רק לאינפורמציה מהריבוע הימני שאתם שמים לב אליו ומנסה להתעלם מהאינפורמציה מהריבוע שאתם מתעלמים ממנו.
The filtering ability of the brain is indeed a key for attention, which is missing in some people, for example in people with ADHD. So a person with ADHD cannot inhibit these distractors, and that's why they can't focus for a long time on a single task. But what if this person could play a specific computer game with his brain connected to the computer, and then train his own brain to inhibit these distractors?
יכולת הסינון של המוח היא מפתח לתשומת הלב, והיא חסרה אצל חלק מהאנשים, למשל כאלו עם ADHD. כלומר אדם עם ADHD לא יכול לרסן את ההפרעות הללו, וזו הסיבה שאינם יכולים להתמקד לאורך זמן במשימה אחת. אבל מה אם אותו אדם יוכל לשחק במשחק מחשב מסויים כשהמוח שלו מחובר למחשב, ואז לאמן את מוחו להתעלם מאותם גורמים מפריעים?
Well, ADHD is just one example. We can use these cognitive brain-machine interfaces for many other cognitive fields. It was just a few years ago that my grandfather had a stroke, and he lost complete ability to speak. He could understand everybody, but there was no way to respond, even not writing because he was illiterate. So he passed away in silence. I remember thinking at that time: What if we could have a computer which could speak for him? Now, after years that I am in this field, I can see that this might be possible. Imagine if we can find brainwave patterns when people think about images or even letters, like the letter A generates a different brainwave pattern than the letter B, and so on. Could a computer one day communicate for people who can't speak? What if a computer can help us understand the thoughts of a person in a coma? We are not there yet, but pay close attention. We will be there soon.
ובכן, ADHD הוא רק דוגמא אחת. אנו יכולים להשתמש בממשקי מוח-מכונה בהרבה אזורים קוגניטיבים אחרים. רק לפני מספר שנים לסבי היה שבץ, והוא איבד את היכולת לדבר. הוא יכל להבין את כולם, אך לא היתה לו דרך להגיב, אפילו לא לכתוב, כיוון שלא ידע קרוא וכתוב. אז הוא נפטר בדממה. אני זוכר שחשבתי באותו זמן: מה אם היה לו מחשב שהיה יכול לדבר בשבילו? כעת, אחרי שנים שאני בתחום, אני יכול לראות שזה אולי אפשרי. דמיינו שנוכל למצא תבניות גלי מוח כשאנשים חושבים על צורות או אפילו אותיות, למשל שהאות A יוצרת גלים אחרים מהאות B וכו׳ האם מחשב יוכל יום אחד לתקשר במקום אנשים שאינם יכולים לדבר? מה אם מחשב יוכל לעזור לנו להבין את המחשבות של אדם מחוסר הכרה? אנחנו עדיין לא שם, אבל שימו לב. נהיה שם בקרוב.
Thank you.
תודה רבה.
(Applause)
(מחיאות כפיים)