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.
Igazán odafigyelni valamire nem is olyan könnyű, ugye? Ez azért van, mert oly sok minden követeli egyszerre a figyelmünket, hogy tényleg komoly teljesítmény összpontosítani valamire.
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.
Sokan azt hiszik: a figyelem lényege, hogy mire összpontosítunk, ám az is ugyanolyan fontos, amit agyunk figyelmen kívül akar hagyni.
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.
Kétféleképpen irányítjuk figyelmünket. Először is van a nyílt figyelem. Ilyenkor tekintetünket ráirányítjuk valamire, hogy figyeljünk rá. Aztán van a szórt figyelem. Ilyenkor anélkül figyelünk oda valamire, hogy ránéznénk. Gondoljanak az autóvezetésre! A nyílt figyelmünk, a tekintetünk előrefele irányul, ám szórt figyelmünkkel folyamatosan pásztázzuk környezetünket, ahová éppen nem is nézünk.
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.
Számítógépes idegtudós vagyok, kognitív agy–számítógép csatolókon dolgozom, vagyis az agy s a számítógép összekapcsolásán. Imádom az agyhullám-mintákat. Az agyhullám-minták fontosak, mert azok alapján készíthetünk számítógépes modelleket, s rájuk alapozva ismerik fel a gépek, mennyire működik jól az agyunk. Ha pedig nem jól működik, a számítógépek segítő eszközként is felhasználhatók a kezelés során. Ám az is fontos, hogy a nem megfelelő hullámmintákat választva rossz modelleket, majd ebből kifolyólag rossz terápiákat fejlesztünk ki. Igaz? Ami a figyelmet illeti, a tény, hogy a figyelmünket nemcsak a tekintetünkkel irányítjuk, hanem gondolatokkal is, érdekes modellezési feladattá teszi a szórt figyelmet.
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.
Tudni akartam, milyen mintázatokat alkotnak az agyhullámok, amikor nyíltan és amikor szórtan figyelünk valamire. Kigondoltam erre egy kísérletet. A kísérletben két villódzó négyzetet mutatunk, az egyik lassabban villódzik, a másik gyorsabban. Attól függően, hogy melyikre összpontosítunk, az agy bizonyos területei a villódzással megegyező frekvenciával kezdenek rezonálni. Az agy elektromos jeleinek elemzésével követni tudjuk, pontosan hova irányul a tekintet, és mire irányul a figyelem.
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.
Hogy kiderítsem, mi történik az agyban nyílt odafigyelés közben, arra kértem kísérleti alanyokat, nézzenek egyenesen az egyik négyzetre, és összpontosítsanak rá. Ekkor nyilvánvalóan azt láttuk, hogy a villódzás leképeződött az elektromos jelekben, amelyek az agy hátsó részéről jöttek, a vizuális információt feldolgozó területről. Nagyon kíváncsi voltam, mi történik az agyban, amikor szórtan figyelünk valamire. Ezúttal arra kértem az alanyokat, nézzenek a képernyő közepére, és a tekintetük elfordítása nélkül összpontosítsanak a két négyzet valamelyikére. Ez esetben azt láttuk, hogy mindkét villódzás frekvenciája megjelent az agy elektromos jeleiben, de érdekes módon az a jel volt az erősebb, amelyikre a figyelem irányult. Történt tehát valami az információt feldolgozó agyban: megélénkült a homloklebeny működése. A homloklebenyben zajlik az ember magas szintű kognitív tevékenysége. A homloklebeny, úgy tűnik, szűrőként működik, csak azt az információt engedi be, amely abból a forrásból érkezik, amelyre épp próbálunk odafigyelni, és igyekszik útját állni a más forrásból érkező infónak.
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?
Az agyunk szűrőképessége kulcsfontosságú a figyelem szempontjából, s egyesekből hiányzik e képesség, pl. a figyelemhiányos hiperaktivitás-zavarral küzdőkből. Ők nem tudják kizárni a zavaró ingereket, ezért nem képesek hosszasan koncentrálni egyetlen feladatra. Mi volna viszont, ha ez az ember számítógépes játékkal játszva, miközben agya számítógéppel van összekötve, megtaníthatná az agyát a zavaró infó kiszűrésére?
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.
A figyelemhiányos hiperaktivitás csak egyetlen példa. Számos más kognitív területen is hasznosíthatjuk a kognitív agy–számítógép csatolókat. Alig néhány éve történt, hogy nagyapámat szélütés érte, s elvesztette beszédképességét. Értett mindenkit, de nem tudott válaszolni, még írásban sem, mert írástudatlan volt. Csöndben halt meg. Emlékszem, arra gondoltam akkor, mi volna, ha lenne egy számítógép, amely beszélhetne helyette? Most, hogy évek óta e területen dolgozom, látom, hogy talán ez is lehetséges. Képzeljék csak el, ha felfedezzük az agyhullám-mintákat, amelyek megfeleltethetők bizonyos képeknek vagy akár betűknek! Lehet, hogy az A betű más mintának felel meg, mint a B betű, és így tovább. Képes lesz rá valaha a számítógép, hogy helyettünk beszéljen? Mi volna, ha a számítógép segíthetne megérteni a kómában fekvő betegek gondolatait? Még nem tartunk itt, de csak figyeljenek jól! Nincs már messze ez az idő.
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)