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.
Å følge nøye med på noe: ikke så lett, eller hva? Det er fordi oppmerksomheten vår blir trukket i forskjellige retninger hele tiden. Det er faktisk veldig imponerende hvis du klarer å holde fokus.
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.
Mange trur at oppmerksomhet handler om hva vi fokuserer på, men det handler også om hvilken informasjon hjernen filtrerer ut.
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.
Det finnes to måter å bruke oppmerksomheten på. Først har vi åpen oppmerksomhet. I åpen oppmerksomhet flytter du øynene mot noe for å kunne følge med på det. Så har vi skjult oppmerksomhet. I skjult oppmerksomhet følger du med på noe uten å flytte på øynene. Tenk deg at du kjører bil. Din åpne oppmerksomhet, retningen av øynene dine, er foran deg. Men det er din skjulte oppmerksomhet som konstant scanner områdene rundt bilen, hvor du egentlig ikke ser.
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.
Jeg er data-nevrokirurg (dataingeniør), og jeg jobber med kognitive hjerne-maskin-grensesnitt det vil si å bringe sammen hjernen og datamaskinen. Jeg elsker hjernemønster. Hjernemønster er viktig for oss, fordi basert på de kan vi bygge modeller for datamaskinene, og basert på disse modellene gjenkjenner datamaskinen hvor godt hjernen fungerer. Og hvis den ikke fungerer bra, da kan disse datamaskinene bli brukt som hjelpemiddel for terapi. Men det betyr også noe, for å velge feil mønster gir oss feil modeller, og derfor også feil terapier. Ikke sant? Med tanke på oppmerksomhet - det at vi faktisk kan flytte oppmerksomheten ikke bare med øynene, men også ved å tenke, det gjør skjult oppmerksomhet til en interessant modell for datamaskinene.
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.
Så jeg ville vite hva hjernebølgemønster er når ser du åpent eller når ser du skjult... Jeg gjorde et eksperiment. I eksperimentet er det to flimrende firkanter. En av de flimrer saktere enn den andre. Avhengig av hvilken du følger med på vil deler av hjernen resonnere i samme hastighet som den flimrende hastigheten. Så ved å analysere hjernens signaler kan vi følge nøyaktig med hvor du ser eller hva du følger med på.
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.
For å se hva som skjer inni hjernen når du bruker åpen oppmerksomhet spurte jeg folk om å se rett på en av firkantene å følge med på den. I forsøket, ikke overraskende, så vi at de flimrende firkantene viste seg i hjernens signaler som kom fra bakhodet deres, som er ansvarlig for å prosessere hjernens visuelle informasjon. Men jeg var veldig interessert i å se hva som skjedde i hjernen når du bruker skjult oppmerksomhet. Så denne gangen spurte jeg folk om å se på midten av skjermen uten å bevege øynene, for så å følge med på en av firkantene. Da vi gjorde det så vi at begge firkantenes hastigheter viste seg i hjernesignalene, men det interessante var at bare en av dem, den som ble fulgt med på, hadde sterkere signaler. Så det var noe i hjernen som håndterte denne informasjonen. Og den tingen var aktiveringen av fremre hjernedel. Fremre hjernedel er ansvarlig for høyere kognitive funksjoner hos mennesker. Det ser ut som den fremre delen jobber som et filter for å prøve å slippe forbi bare den informasjon fra den flimrende firkanten som du følger med på, og prøver å hemme informasjonen som kommer fra den ignorerte firkanten.
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?
Hjernens mulighet til å filtrere er nøkkelen for oppmerksomhet, noe som er manglende hos noen mennesker, for eksempel mennesker med ADHD. Så et menneske med ADHD kan ikke hemme disse distraksjonene og klarer derfor ikke å fokusere på en enkel oppgave over lengre tid. Men hva om denne personen kunne spille et spesielt dataspill med hjernen sin tilkoblet til datamaskinen og slik trene sin egen hjerne til å hemme disse distraksjonene?
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.
Vel, ADHD er bare ett eksempel. Vi kan bruke disse kognitive hjerne-maskin-grensesnittene i mange andre kognitive felt. For noen år siden fikk bestefaren min hjerteslag og mistet helt muligheten til å snakke. Han forsto alle sammen, men det var ikke mulig for han å svare, ikke engang skriftlig siden han var analfabet. Så han gikk bort i stillhet. Jeg husker at jeg da tenkte: Hva om vi hadde en datamaskin som kunne prate for han? Nå, etter flere år i yrket kan jeg se mulighetene. Tenk om vi kan finne hjernebølgemønster når folk tenker på bilder eller bokstaver. F.eks. bokstaven A gir fra seg et annet hjernebølgemønster enn bokstaven B, og så videre. Kunne datamaskinen en dag kommunisere for de som ikke kan prate? Hva om en datamaskin kunne hjelpe oss å forstå tankene til en person i koma? Vi er ikke der ennå, men følg nøye med. Vi kommer dit snart.
Thank you.
Tusen takk.
(Applause)
[Applaus]