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.
Pozorne sa sústrediť na niečo: to nie je až také ľahké, že? To preto, lebo naša pozornosť je v jednej chvíli rozrušovaná mnohými podnetmi, a v skutočnosti je veľmi obdivuhodné, že sa človek dokáže na niečo sústrediť.
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.
Veľa ľudí si myslí, že pri sústredení sa ide iba o to, na čo sa sústredíme, ale tu ide aj o to, aké informácie sa náš mozog pokúša dať bokom.
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.
Existujú 2 spôsoby, ako upriamiť našu pozornosť. V prvom rade existuje úmyselná pozornosť. Pri úmyselnej pozornosti nasmerujeme oči k niečomu, na čo sa chceme sústrediť. Existuje tiež neúmyselná alebo mimovoľná pozornosť. Pri neúmyseľnej pozornosti sa sústredíme na niečo bez toho, aby sme pohybovali očami. Predstavte si, že šoférujete. Vaša úmyselná pozornosť, smer vašich očí, je na predku auta, ale je to práve vaša neúmyselná pozornosť, ktorá neustále kontroluje prostredie okolo vás, kde sa v skutočnosti nepozeráte.
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.
Ja som výpočtový neurológ a sústreďujem sa na kognitívne prepojenie mozgu a stroja, inými slovami, na prepájanie mozgu a počítača. Zbožňujem vzory na mozgu. Vzory na mozgu sú pre nás dôležité, pretože na základe nich dokážeme vytvárať modely pre počítače a na základe týchto modelov počítače dokážu rozpoznať, ako dobre naše mozgy pracujú. V prípade, že mozog nefunguje tak, ako by mal, môžu tieto počítače slúžiť ako pomocné zariadenia pri terapiách. Ale to tiež znamená, že výber nevhodných vzorov spôsobuje vytvorenie nevhodných modelov a tým pádom nevhodných terapií. Je to tak? V prípade pozornosti fakt, že dokážeme presmerovať našu pozornosť nie iba pomocou našich očí, ale tiež pomocou myslenia robí z neúmyselnej pozornosti zaujímavý model pre počítače.
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.
A preto som chcel vedieť, ako vyzerajú vzory mozgových vĺn pri úmyselnej a neúmyselnej pozornosti. Zostrojil som na to experiment. V danom experimente sú dva blikajúce štvorce, kde jeden bliká pomalšie ako druhý. Záležiac od toho, na ktorý z týchto dvoch štvorcov sa človek sústredí, určité časti nášho mozgu začnú rezonovať rovnakou rýchlosťou ako ten blikajúci štvorec, na ktorý sa sústredíme. Takže pomocou analýzy vašich mozgových signálov dokážeme vystopovať, kam presne sa dívate, alebo na čo sa sústredíte.
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.
Takže, aby sme videli, čo sa deje vo vašom mozgu, keď sa úmyselne sústredíte, požiadal som ľudí, aby sa pozreli priamo do jedného zo štvorcov a aby sa naň sústredili. V tomto prípade sme videli, čo nebolo prekvapivé, že tieto blikajúce štvorce sa objavili v mozgových signáloch, ktoré prichádzali zo zadnej časti hlavy, ktorá je zodpovedná za spracovanie vizuálnych informácií. Ale mňa veľmi zaujímalo, čo sa stane v mozgu, keď niečomu venujeme neúmyselnú pozornosť. Takže tentokrát som požiadal ľudí, aby sa pozreli do stredu obrazovky a bez toho, aby pohybovali očami, sa sústredili na jeden z daných štvorcov. Keď sme toto spravili, videli sme, že obe rýchlosti blikania sa objavili v mozgových signáloch daných ľudí ale, čo je zaujímavé, iba jedna z rýchlostí, tá, na ktorú sa človek sústredil, mala silnejšie signály, takže tam bolo niečo v mozgu, čo spracúvalo tieto informácie. Takže to niečo bolo vlastne aktiváciou predného časti mozgu. Predná časť vášho mozgu je zodpovedná za vyššie kognitívne funkcie. Zdá sa, že predná časť mozgu funguje ako filter, ktorý sa snaží vpustiť informácie len z toho správneho blikajúceho štvorca, z toho, na ktorý sa sústredíte. Zároveň sa snaží potláčať tie informácie, ktoré prichádzajú z ignorovaného štvorca.
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?
Táto filtrovacia schopnosť mozgu je kľúčová pre sústredenie sa a niektorým ľuďom chýba, napr. tým s ADHD – poruchou správania s hyperaktivitou. Takže človek s ADHD nedokáže potlačiť vplyvy, ktoré narušujú jeho pozornosť, a práve preto sa títo ľudia nedokážu sústrediť na jednu vec dlhšiu dobu. Ale čo ak by takýto človek mohol hrať špecifickú počítačovú hru, počas ktorej by bol jeho mozog napojený na počítač, ktorý by trénoval jeho mozog tak, aby vedel potlačiť vplyvy narušujúce jeho pozornosť?
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.
Ale ADHD je iba jedným príkladom. Tieto kognitívne prepojenia medzi mozgom a strojom môžeme použiť v mnohým ďalších kognitívnych oblastiach. Iba pár rokov dozadu mal môj starý otec cievnu mozgovú príhodu, pri ktorej úplne stratil schopnosť rozprávať. Rozumel všetkým, ale nijakým spôsobom im nevedel odpovedať. Dokonca ani pomocou písania, pretože bol negramotný. Takže zomrel v tichosti. Spomínam si, ako som vtedy rozmýšľal: „Čo ak by sme mali počítač, ktorý by za neho hovoril?“ Teraz, po rokoch práce v tejto sfére, vidím, že by to mohlo byť v budúcnosti možné. Predstavte si, že by sme našli vzory mozgových vĺn, keď ľudia rozmýšľajú o obrázkoch alebo aj písmenách. Napríklad, že písmeno A generuje iný vzor mozgových vĺn ako písmeno B a tak ďalej. Bude raz počítač môcť komunikovať namiesto ľudí, ktorí to sami nedokážu? Čo ak by nám počítač vedel pomôcť pochopiť myšlienky ľudí v kóme? Ešte nie sme tak ďaleko, ale dávajte dobrý pozor. Čoskoro tam budeme.
Thank you.
Ďakujem.
(Applause)
(potlesk)