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.
Удерживать на чём-то постоянное внимание — это не так-то просто, не так ли? Это потому что наше внимание тянут зараз во множество разных направлений, и если вы можете сосредоточиться, то это уже сильно впечатляет само по себе.
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.
Многие думают, что внимание касается только того, на чём мы концентрируемся, однако оно касается и информации, которую наш мозг пытается отфильтровать.
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.
Есть два способа, которыми вы направляете ваше внимание. Во-первых, явная ориентировка внимания. При явной ориентировке вы переводите ваши глаза на что-то, чтобы обратить на это внимание. Затем есть скрытая ориентировка внимания. При скрытой ориентировке вы обращаете на что-то внимание, но без движения глаз. Подумайте на секунду о вождении. Ваша явная ориентировка внимания, направление вашего взгляда — вперёд, но при этом скрытая ориентировка постоянно сканирует окружающее вас пространство, хотя на деле вы не смотрите вокруг.
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.
Я занимаюсь вычислительной нейробиологией и работаю над когнитивными нейрокомпьютерными интерфейсами, то есть над проблемой объединения мозга и компьютера. Мне нравятся паттерны головного мозга. Мозговые паттерны важны для нас, потому что на их основе мы можем создавать модели для компьютеров, и на основе этих моделей компьютер может распознавать, насколько правильно работает наш мозг. И если он не работает правильно, тогда эти компьютеры сами по себе можно применять как вспомогательные устройства для лечения. А это значит очень многое, потому что выбор неправильных паттернов даст нам неправильные модели, и это приведёт к неверному лечению. Так ведь? Если говорить о внимании, тот факт, что мы можем переключать наше внимание не только с помощью глаз, но ещё и с помощью мыслей, делает скрытую ориентировку внимания интересной моделью для компьютеров.
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.
Поэтому я и захотел узнать, какие паттерны мозговых волн формируются, когда вы смотрите с явной ориентировкой или когда вы смотрите со скрытой. Для этого я провёл эксперимент. В этом эксперименте было два мерцающих квадрата, один из них мерцал с меньшей частотой, чем другой. В зависимости от того, на мерцание какого квадрата вы обращаете внимание, определённые части вашего мозга начнут резонировать с той же частотой, что и частота этого мерцания. Итак, анализируя сигналы вашего головного мозга, мы можем отследить, куда именно вы смотрите или на что вы обращаете внимание.
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.
И чтобы увидеть, что происходит в мозге, когда смотрите с явной ориентировкой, я попросил людей смотреть непосредственно в один из квадратов и обратить внимание на него. В этом случае, что и неудивительно, мы увидели, что эти мерцающие квадраты появились в их мозговых сигналах, которые шли от затылочной области головы, отвечающей за обработку вашей визуальной информации. Но на самом деле мне было интересно увидеть, что происходит в мозге, когда вы используете скрытую ориентировку. Поэтому на этот раз я попросил людей смотреть в центр экрана и, не двигая при этом глазами, обратить внимание на любой из квадратов. Когда мы это проделали, мы увидели, что обе скорости мерцания появились в мозговых сигналах, но, что интересно, только у одной из них — того квадрата, на который обратили внимание, — были более сильные сигналы, то есть в мозге есть нечто, что обрабатывает эту информацию, поэтому эта штука в мозге в основном отвечает за активацию лобной доли. Лобная доля вашего мозга отвечает за ваши высшие когнитивные функции как человека. Похоже, что лобная доля работает как фильтр, пытающийся пропустить информацию только о мерцании справа, на которое вы обращаете внимание, и пытающийся подавлять информацию, идущую от мерцания, которое вы игнорируете.
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?
Фильтрующая способность мозга несомненно является ключом ко вниманию, которое утеряно у некоторых людей, например, у людей с СДВГ. Итак, человек с СДВГ не может подавлять факторы, отвлекающие внимание, и поэтому эти люди и не могут долго фокусироваться на одном задании. Но что, если такой человек сможет играть в определённую компьютерную игру со своим мозгом, подключённым к компьютеру, и потом научит свой мозг подавлять эти факторы, отвлекающие внимание?
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.
Ну, СДВГ — это только один пример. Мы можем использовать эти когнитивные нейрокомпьютерные интерфейсы во многих других когнитивных областях. Всего несколько лет назад у моего дедушки был инсульт, и он полностью потерял способность говорить. Он мог всех понимать, но у него не было способа ответить, даже через письмо, потому что он был неграмотным. Поэтому он умер в безмолвии. Я помню, что думал в то время: что, если бы у нас был компьютер, который мог бы говорить за него? Теперь, спустя годы моей работы в этой области, я понимаю, что такое возможно. Представьте, если бы мы нашли паттерны мозговых волн, возникающие, когда люди думают об изображениях или даже о буквах, вроде того, что буква А порождает иной паттерн мозговой волны, чем буква В, и так далее. Сможет ли компьютер однажды говорить за людей, которые этого не могут? Что, если компьютер сможет помочь нам понять мысли человека в коме? Мы ещё не достигли этого, но будьте предельно внимательны. Мы скоро этого достигнем.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)