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.
Сфокусуватися на чомусь. Не так вже й легко, правда? Все тому, що наша увага одночасно направлена на різні об'єкти, тому здатність фокусуватися насправді вражає.
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.
Чимало людей думають, що увага - це зосередження на предметі, однак це також процес відбору інформації нашим мозком.
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.
Існує два способи фокусування уваги. Перший - зовнішня увага: коли ви скеровуєте свій погляд на об'єкт і концентруєте на ньому увагу. Та ще є внутрішня увага: коли ви зосереджуєтеся на чомусь, але не повертаєте очей. Уявіть на мить, що ви за кермом. Ваша зовнішня увага та ваш погляд спрямовані вперед, однак ваша внутрішня увага постійно слідкує за тим, що відбувається навколо, не відводячи погляду вбік.
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 - комп'ютерний нейробіолог і працюю над когнітивною взаємодією мозку та комп'ютера, тобто поєдную мозок і комп'ютер. Мені подобається досліджувати структуру мозку. Структура мозку для нас важлива, адже на її основі ми можемо побудувати моделі для комп'ютерів, а вже на базі цих моделей комп'ютери можуть відслідковувати функціонування нашого мозку. І якщо мозок не в порядку, ці комп'ютери можуть слугувати допоміжними лікувальними засобами. Це важливо ще й тому, що вибір неправильних структур породжує неправильні моделі, а згодом неправильне лікування. Згодні? У випадку з увагою, той факт, що ми можемо перемикати свою увагу не лише очима, але й думками, робить внутрішню увагу цікавою моделлю для комп'ютерів.
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.
Тож мені стало цікаво, якою є структура мозкових хвиль в процесі активації зовнішньої та внутрішньої уваги. І я провів експеримент. В експерименті використовуються два квадрати, які мерехтять. Один з них мигає з нижчою частотою, ніж інший. Залежно від того, на якому з квадратів зосереджена увага, певні ділянки вашого мозку починають резонувати з тією ж частотою, що й цей квадрат. Таким чином, аналізуючи сигнали мозку, ми можемо прослідкувати, куди саме ви дивитеся, чи на чому зосереджуєте свою увагу.
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.
Щоб побачити, що відбувається в мозку, коли ви використовуєте зовнішню увагу, я просив учасників дивитися прямо на один із квадратів та концентруватися на ньому. Не дивно, що в цьому випадку ми бачили, як мерехтіння квадратів відображалися в сигналах мозку із задньої частини голови, яка відповідає за обробку візуальної інформації. Але ще цікавіше було спостерігати за мозком, коли учасники використовували внутрішню увагу. Цього разу я просив учасників дивитися на середину екрану і, не відводячи очей, фокусуватися на одному з цих квадратів. Коли ми це зробили, то побачили, що частота обох квадратів відобразилася в сигналах їхнього мозку. Але цікаво, що лише квадрат, на який звертали увагу, мав сильніші сигнали. Тобто щось в структурі мозку обробляло цю інформацію таким чином, що активувалася фронтальна ділянка голови. Передня частина мозку відповідає за вищі когнітивні функції, притаманні лише людині. Фронтальна ділянка працює, наче фільтр, який впускає інформацію лише від квадрата, на який скерована увага, і намагається блокувати інформацію, що надходить від іншого квадрата.
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?
Здатність мозку фільтрувати інформацію є ключем до процесу концентрування, що відсутній в мозку деяких людей, наприклад, із синдромом дефіциту уваги та гіперактивністю (СДУГ). Отож, людина із СДУГ не може блокувати ці відволікаючі фактори і тому не може довго фокусуватися на одному завданні. Та що, коли б ця людина могла грати в особливу комп'ютерну гру зі своїм мозком, під'єднаним до комп'ютера, і в такий спосіб тренувати свій мозок блокувати ці фактори?
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.
Синдром дефіциту уваги лише один із прикладів. Ми можемо використати цю когнітивну взаємодію мозку та комп'ютера для багатьох інших когнітивних сфер. Кілька років тому мій дідусь пережив інсульт і повністю втратив здатність розмовляти. Він усе розумів, але не міг відповісти, навіть письмово, оскільки був неписьменним. Він пішов з життя у тиші. Я пам'ятаю, як я запитував себе, а що, коли б ми мали комп'ютер, який міг би говорити за нього? Зараз, після стількох років у цій галузі, я знаю, що це може стати можливим. Уявіть, що ми зможемо, якщо зрозуміємо моделі хвиль мозку, що відповідають за процеси обробки зображень чи навіть літер, адже літера А генерує іншу модель хвилі мозку, ніж літера Б, і так далі. Чи зможе колись комп'ютер спілкуватися за людей, які не можуть розмовляти? Чи зможе комп'ютер допомогти нам зрозуміти думки людини в стані коми? Ми ще не так близько до цього, але ретельно на цьому фокусуємося. І скоро ми цього досягнемо.
Thank you.
Дякую.
(Applause)
(Оплески)