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核心概念 神经科学和心理学 收藏的文章 发表:2020年6月16日

从错误中学习:大脑是如何处理错误?

文摘

我们都会犯错误,当我们这么做的时候,这是一个很好的机会对大脑调整这是做什么,去学习。研究大脑如何检测和处理错误,研究人员利用帽配有传感器,可以测量大脑活动。使用这种方法研究人员发现,大脑产生一种特定的大脑活动当一个人让一个错误。这活动,称为错误消极或白尾海雕,几乎在同一时间发生错误。就好像大脑已经知道我们犯了一个错误在几分之一秒,在我们没有意识到的。这是大脑中的白尾海雕从何而来?它帮助我们学习如何?和它是如何改变我们开发从儿童到成人?

犯错误

犯了一个错误的感觉不好。突然讨厌震动你感觉当飞镖靶的失误或下沉的感觉当你得到一个F在考试。这些感觉可以令人讨厌或痛苦,但他们是什么你的大脑的一部分让你在未来取得成功。

犯了一个错误可能意味着受伤或死亡为我们遥远的祖先住在野外,狩猎比赛,躲避捕食者。我们的祖先的大脑来帮助他们从自己的错误中学习,这样人类就可以生存。大脑是一个重要的功能来预测未来。这包括我们如何改变我们的行为在未来,避免犯同样的错误。理解大脑如何检测和处理错误是重要的对于理解大脑是如何工作的以及如何学习。

我们能想到的一个错误是这样的:你开始一个你想要完成的目标。也许你正在踢足球,你要让一个任意球。你的目标就是进球。你对情况进行评估,选择一个行动计划。说对方建立了一堵墙,所以你决定曲线在球员和球进了球门。但是你把旋转球太少,它击中目标职位和偏转。

在这个例子中,这个错误是由于不正确的预测。你预测你踢了球的方式将导致你进了一个球,但更让人惊喜的是,它击中目标后相反!换句话说,你认为会发生的事情并没有发生。虽然你可能会失望不是进了一个球,这个事件告诉你一些非常重要的。它告诉你,你的想法关于世界是如何工作的,以及如何影响它不是完全正确的。现在你知道,下一次,你将需要把球踢更多的旋转。由于这样的学习经验,你会调整你的踢,直到你最终得分。

大脑如何处理错误?

大脑细胞相互沟通使用电力。这些电活动远离大脑细胞外面旅行。它通过脑组织、颅骨和皮肤。通过使用特殊传感器电极的帽子,我们可以记录这次活动;调用此方法脑电图(EEG)。脑电图允许我们研究大脑活动,人们执行不同的任务。大脑从不停止工作,即使你睡眠,从而不断产生电活动。通过观察模式在这些电“脑电波”,可以看到很多关于大脑中发生了什么。我们可以看到如果人们醒着还是睡着了,如果他们放松或集中,或者他们只是犯了一个错误。

在实验室里,我们研究大脑活动相关的错误给某人一个非常艰巨的任务,他或她一定会犯很多错误。例如,这个人可能会被要求迅速按下某个键在键盘上,当一个向左或向右箭头显示在屏幕的中心,但箭头周围是许多分散的箭头指向另一个方向。只要选择的人是一个错误,一个特殊的大脑活动模式显示:一把锋利,消极的电活动最强的头顶。因为这电活动是带负电荷的,犯错误,它被称为错误消极、白尾海雕(1)(图1)。

图1——错误消极积极(白尾海雕)和错误。
  • 图1——错误消极积极(白尾海雕)和错误。
  • 特定的大脑活动模式可以观察到当我们制造一个错误。图中,波浪线显示了大脑活动。垂直线代表的时间误差。你可以看到白尾海雕(蓝色),发生错误后立即和最强的头顶,而错误积极性(红色),稍后。

白尾海雕被认为来自一个大脑区域深处前面的大脑的一部分扣带皮层(2)(图2)。白尾海雕可能扣带皮层的结果检测错误并发出警报信号,大脑的其他部分,称为通过连接扣带束,关注人的注意减少犯新错误的可能性。

图2 -扣带皮层和扣带包。
  • 图2 -扣带皮层和扣带包。
  • 左:以绿色显示,扣带皮层深处的是一个地区的大脑,白尾海雕的来源。正确的:扣带束,扣带皮层下面的纤维连接,连接大脑不同区域(由尸罗Genc)。

一个奇怪的白尾海雕是它发生在你犯错误的速度有多快。如此之快,事实上,它发生在你意识到你的错误。白尾海雕通常发生不晚于100 ms变换(秒)后已经取得了一个错误。白尾海雕甚至可以发生在几乎同一时间错误本身。相比之下,你不会有出错的感觉至少到200 ms。这就像你的大脑知道你犯了一个错误在“你”!事实上,科学家们认为这是究竟发生了什么。扣带皮层比较我们的实际行动或应该达到我们想做什么,然后白尾海雕信号我们有意识的自我的实际行动和我们期望的结果不匹配。白尾海雕从而带来这个错误或不匹配我们的注意力。出错发生的实际感知的同时后面的大脑信号,称为错误的积极性这是一个电信号,科学家们相信参与我们出错的意识。

错误是如何帮助我们调整我们的行为和学习?

许多科学研究发现,犯错误后,我们下一轮反应更慢。这可能是由于大脑试图给自己更多的时间,为了避免再犯同样的错误。白尾海雕是一个错误,越强越慢反应在下一轮中往往是(3]。

有些人比其他人更大的白尾海雕。这是否意味着这些人更敏感的错误,并从错误中学习更多吗?一些研究似乎支持这一想法。例如,赫希和Inzlicht [4)发现一个更强的白尾海雕性能更好的学校。在他们的研究中,研究人员测量了大学生的大脑活动,发现学生更大的白尾海雕也往往有更好的成绩。

拥有一个强大的白尾海雕不一定总是一件好事,然而。更焦虑的人往往有更强的白尾海雕(5),和很强的大脑反应错误与增加注意力分散而不是改进的焦点。如果白尾海雕显示大脑反应和回复错误,然后一个很强烈的白尾海雕可能大脑反应过度,被更多的沮丧和担心犯错误比是必要的。

怎么错误信号改变随着我们长大吗?

在童年和青春期,身体经过许多物理变化,但也有许多变化在我们如何思考,感觉,和行为,我们的动机。这些变化,以及我们面临的更大的责任和期望在生活中,需要反复试错为了学习我们需要的社会和学术技能发展成为了成年人。

研究表明,白尾海雕的变化随着年龄的增长,年长成年人和青少年有更强的白尾海雕信号相比,儿童(3]。白尾海雕增加强度通过童年和青春期可能与大脑发育有关。大脑的不同部分以不同的速度发展。一些大脑区域由已故的童年完全成熟,而其他人则继续发展到成年(6]。扣带皮层,产生白尾海雕,直到20年代末不停止发展。换句话说,大脑的这部分很重要,因为从我们的错误中学习需要很长时间来开发大脑的其他部分相比。

结论

犯错误可以讨厌,有时令人沮丧。然而,对我们来说也是非常重要的从我们的错误中吸取教训,我们可以纠正我们的反应和以不同的方式做事情下次我们在同样的情况。大脑是非常敏感的错误,它产生一个特定类型的电活动当我们犯错误,被称为白尾海雕。这个错误信号:(1)发生在我们意识到我们的错误;(2)变得更强大的随着年龄的增长;和(3)可以预测我们如何执行在学校或大学。还有很多我们不知道大脑是如何对错误的。白尾海雕做更多的研究可能会帮助我们解决一些谜团。

术语表

脑电图(EEG):一个方法来记录大脑的电活动。

错误相关的消极(白尾海雕):带负电荷的电子大脑活动后很快发生了一个错误的信号检测和处理错误。

扣带皮层:大脑的一部分大脑的深处在中间。

扣带束:包含一组神经束的纤维连接大脑的不同部位。

错误的积极性(Pe):带正电的电子大脑活动发生一个错误后200毫秒,参与我们的错误认识。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

我们愿意竭诚感谢那些帮助翻译的文章在这篇文章中,让他们更容易的孩子英语国家外,和雅各布基金会提供的资金需要翻译的文章。在本文中,我们将特别感谢Tieme Janssen荷兰翻译。CT是由挪威研究委员会(# 230345,# 288083,# 223273)和挪威东南部地区卫生行政部门(# 2019069)。


引用

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[3]Overbye, K。Walhovd, k B。加索尔,T。大山,a . M。胡斯特,r . J。Tamnes, c . k . 2019。青少年大脑中的错误处理:与年龄相关的电生理的差异,行为适应,和大脑形态。Dev Cogn。>。38:100665。doi: 10.1016 / j.dcn.2019.100665

[4]赫希,j·B。Inzlicht, m . 2010。错误消极预测学业成绩。心理生理学47:192-6。doi: 10.1111 / j.1469-8986.2009.00877.x

[5]Hajcak, g . 2012。我们从错误:错误相关的见解从大脑活动。咕咕叫。直接。Psychol。科学。21:101-6。doi: 10.1177 / 0963721412436809

[6]Amlien。K。大山,a . M。、Tamnes c K。Grydeland, H。Krogsrud,美国K。卓别林,t。,等。2016。人类大脑皮层组织原则的development-thickness和区域4至30年:从比较灵长类神经解剖学。Cereb。皮质26:257 - 67。doi: 10.1093 / cercor / bhu214