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.
Goed ergens op letten: niet zo makkelijk, of wel? Dat is omdat onze aandacht tegelijkertijd in meerdere richtingen wordt getrokken en eigenlijk is het dus vrij knap als je echt gefocust kan blijven.
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.
Veel mensen denken dat het er bij aandacht om draait waar we onszelf op richten, maar het gaat ook om welke informatie ons brein probeert uit te filteren.
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.
Er zijn twee manieren waarop je je aandacht kunt richten. Allereerst is er overte aandacht. Bij overte aandacht richt je je ogen ergens op om daar aandacht aan te geven. Anderzijds is er coverte aandacht. Bij coverte aandacht schenk je ergens aandacht aan zonder je ogen te bewegen. Neem bijvoorbeeld autorijden. Je overte aandacht, de richting van de ogen, is naar voren, maar je coverte aandacht scant constant de omgeving waar je niet actief naar kijkt.
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.
Ik ben een computationele neurowetenschapper en werk aan cognitieve hersenmachine-interfaces, ofwel aan het samenbrengen van het brein en de computer. Ik ben gek op hersenpatronen. Hersenpatronen zijn belangrijk omdat we aan de hand ervan modellen kunnen maken voor computers en aan de hand van deze modellen kunnen computers herkennen hoe goed onze hersenen functioneren. En als ze niet goed functioneren, kunnen de computers als hulpmiddel dienen voor therapie. Maar dat impliceert ook iets, want het kiezen van de verkeerde patronen geeft ons ook de verkeerde modellen en dus ook de verkeerde therapieën. Toch? In het geval van aandacht, het feit dat we onze aandacht niet alleen kunnen verplaatsen met onze ogen maar ook door te denken, maakt coverte aandacht een interessant model voor computers.
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.
Dus ik wilde weten hoe de hersengolfpatronen eruitzien wanneer je overt kijkt en wanneer je covert kijkt. Ik stelde daarvoor een experiment op. In dit experiment zijn er twee knipperende vierkanten, waarvan er een langzamer knippert dan het andere. Afhankelijk van op welke knipper je je aandacht richt, beginnen bepaalde delen van je brein op dezelfde snelheid te resoneren als de knippersnelheid. Dus door het analyseren van hersensignalen kunnen we volgen waar je naar kijkt of waar je aandacht aan besteedt.
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.
Dus om te zien wat er gebeurt in je hersenen bij overte aandacht, vroeg ik deelnemers om direct naar één van de twee vierkanten te kijken en daar op te letten. In dit geval zagen we, weinig verrassend, dat deze knipperende vierkanten verschenen in de hersensignalen afkomstig uit de achterkant van het hoofd, dat verantwoordelijk is voor de verwerking van visuele informatie. Maar eigenlijk wilde ik graag weten wat er in het brein gebeurt als je coverte aandacht aan iets geeft. Dus deze keer vroeg ik de deelnemers om naar het midden van het scherm te kijken en zich op een van de twee vierkanten te focussen zonder de ogen te bewegen. Toen we dat deden, zagen we beide knippersnelheden verschijnen in de hersensignalen, maar interessant genoeg had er maar één vierkant, hetgene waarop werd gefocust, sterkere signalen. Dus er was iets in het brein dat deze informatie verwerkte en dat was in feite de activering van het frontale gebied. Het frontale deel van het menselijk brein is verantwoordelijk voor de hogere cognitieve functies. Het frontale deel lijkt dienst te doen als een soort filter en probeert alleen informatie van de juiste knipper toe te laten, die waar je je aandacht op richt, terwijl het probeert informatie van het andere vierkant te blokkeren.
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?
Dit vermogen om te filteren van het brein is inderdaad de sleutel tot aandacht die sommige personen missen, zoals mensen die ADHD hebben. Een persoon met ADHD kan afleiders niet onderdrukken en dat is waarom zij niet lang op een taak gefocust kunnen zijn. Maar wat als deze persoon een bepaald computerspel zou kunnen spelen, terwijl diens hersenen verbonden zijn aan een computer en zo zijn eigen hersenen kon trainen om deze afleiders te onderdrukken.
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.
ADHD is slechts één voorbeeld. We kunnen deze cognitieve breinmachine-interfaces voor veel andere cognitieve gebieden gebruiken. Een paar jaar geleden kreeg mijn opa een beroerte en kon sindsdien niet meer praten. Hij kon iedereen begrijpen, maar er was geen manier om te reageren, zelfs niet schrijven, want hij was analfabetisch. Dus hij ging in stilte heen. Ik weet nog dat ik toen dacht: wat als er een computer bestond die voor hem zou kunnen spreken? Nu, na jaren op dit gebied actief te zijn geweest, denk ik dat het misschien mogelijk is. Wat als we hersengolfpatronen kunnen ontdekken wanneer mensen aan plaatjes of letters denken? De letter A creëert een ander patroon dan de letter B, enzovoorts. Zouden computers ooit kunnen communiceren voor mensen die niet kunnen praten? Wat als een computer ons kon helpen de gedachtes van iemand in coma te begrijpen? We zijn er nog niet, maar let goed op. We zullen er snel zijn.
Thank you.
Bedankt.
(Applause)
(Applaus)