Die Neurowissenschaften der Planung und Navigation im Alltag

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Stanford Forscher haben diese Woche bekannt gegeben, dass sie die spezifischen neuralen Mechanismen und die Gehirnaktivität identifiziert haben, die erforderlich sind, um die Navigation des täglichen Lebens zu planen und auszuführen. Diese Entdeckung ist ein Durchbruch in der kognitiven Neurowissenschaft. Diese Erkenntnisse dienen auch als praktische Erinnerung daran, wie Planung und Visualisierung eines zukünftigen Ziels als physischer Ort – oder als eine Station im Leben – eine sich selbst erfüllende Prophezeiung schaffen können.

In dem Klassiker von Dr. Seuss, Oh, The Places You Go !, entschließt sich der Protagonist (der den Leser repräsentiert), sein Zuhause zu verlassen und sich auf eine Reise zu begeben. Der Junge steht vor verschiedenen Hindernissen und Hürden auf der Suche nach Abenteuern jenseits seiner gewöhnlichen, bekannten Welt. Das Buch beginnt mit einer unerwarteten Erwähnung der Neurowissenschaft,

"Herzliche Glückwünsche! Heute ist dein Tag. Du gehst nach Great Places! Du bist weg und weg! Du hast Gehirne in deinem Kopf. Du hast Füße in deinen Schuhen. Du kannst dich in jede Richtung lenken, die du wählst. "

Obwohl dieses Buch geschrieben wurde, bevor Neurowissenschaftler verstanden, wie unser Gehirn eine Route von Punkt A nach Punkt B plant und navigiert …. Dr. Seuss (Theodor Geisel) hat prophetisch verstanden, wie wichtig Navigationsziele und ein innerer Dialog in der gegenwärtigen Geisteshaltung sind, die sich auf die zukünftigen Aspekte der Zielerreichung konzentrieren.

Dein Hippocampus und der Präfrontale Cortex helfen dir, die Orte zu erreichen, an die du gehen wirst

In ihrer jüngsten Studie fanden die Stanford-Forscher heraus, dass der Hippocampus und der präfrontale Kortex in einer Weise zusammenarbeiten, die es Menschen ermöglicht, eine Route von einem Ort zum anderen zu planen und zu navigieren. Zielorientierte Navigation ist ein komplexer Prozess, der die Erstellung eines mentalen Plans erfordert, um die zukünftigen Orte zu erreichen, an die Sie gehen möchten.

Die Juni 2016-Studie "Prospektive Darstellung von Navigationszielen im Hippocampus des Menschen" wurde in der Zeitschrift Science veröffentlicht .

Für diese Studie verwendeten die Forscher eine hochauflösende funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), um zu identifizieren, wie der menschliche Hippocampus und die miteinander verbundenen kortikalen Strukturen zukünftige Ereignisse simulieren und zukünftige Navigationsziele für menschliche Individuen unterstützen.

Diese Forschung wurde von Thackery Brown, Ph.D., einem kognitiven Neurowissenschaftler an der Stanford University, geleitet. In einer Erklärung auf seiner Website beschreibt Brown seine Forschung mit den Worten:

"Meine Forschung konzentriert sich auf die flexible Darstellung von Erinnerungen und den Ausdruck von Verhaltensweisen beim Menschen. In meinen Studien, die Neuroimaging und virtuelle Realität kombinieren, fragen wir, wie wir uns an die verschiedenen Ereignisse in unserem Leben erinnern können und welche Mechanismen unser Gehirn nutzt, um aus der Vergangenheit Entscheidungen über die Gegenwart und den Plan für die Zukunft zu treffen. "

Für seine neueste Studie haben Brown und seine Kollegen menschliche Studienteilnehmer in eine Virtual-Reality-Umgebung eingetaucht, in der sie durch fünf verschiedene Orte zu einem Ziel navigieren mussten. Am folgenden Tag mussten die Teilnehmer an denselben Orten navigieren und ihre Zielorte finden.

Gehirnscans wurden durchgeführt, während Einzelpersonen ihre Routen planten und auch während der tatsächlichen Navigation. Die Analyse der Daten zeigte eine hochspezifische Aktivität im Hippocampus und vernetzten Hirnarealen im gesamten Kortex, die die zukünftigen Orte repräsentieren, durch die die Teilnehmer navigieren würden.

Netzwerk-Interaktionen des Hippocampus mit dem präfrontalen Kortex erlaubt flexible Darstellungen von geplanten Destinationen. Der Hippocampus war auch in der Lage, den Weg zum "zukünftigen Ziel" oder zum Zielort während der Navigation zu verfolgen.

Drei andere Gehirnregionen – der parahippocampale Kortex, der perirhinale Kortex und der retrospleniale Komplex – wurden gefunden, um dem Gehirn zu helfen, zukünftige räumliche Kontexte für die Navigation zu "visualisieren".

Sie sind auf tolle Plätze im täglichen Leben und darüber hinaus

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Als extrem Ausdauersportler und Autor, Dr. Seuss 'Kinderbuch, Oh, The Places You'll Go! war eine wertvolle Referenz während meiner Karriere. Es hat Spaß gemacht, heute Morgen aufzuwachen und zu realisieren, dass die Einsichten, die ich seit meiner Kindheit von Dr. Seuss übernommen habe und die mir bei der Entwicklung von athletischen Routinen zur Navigation auf unbekanntem Terrain halfen, bestätigt und durch die neuesten bildgebenden Verfahren bestätigt wurden.

Zum Beispiel, wenn ich international in einem Ultramarathon oder Ironman Triathlon antrat, würde ich immer die unbekannte Rennstrecke in den Tagen vor der Veranstaltung navigieren und eine mentale Straßenkarte erstellen. Nachdem ich diese Studie gelesen hatte, erkannte ich, dass dieser Kartierungsprozess in meinem Hippocampus und im präfrontalen Kortex stattfand.

Meine mentale Landkarte vor dem Rennen beinhaltete Orientierungspunkte – zusammen mit einer kristallklaren Visualisierung meiner selbst aus der Vogelperspektive, die alle unerwarteten Hindernisse oder Momente von Selbstzweifeln überwindet – um die Ziellinie zu erreichen. Als Ultra-Distanz-Athlet habe ich die Route und das Ziel immer bis zur Ziellinie kodiert, oder was die Stanford-Forscher als "Navigationsziel" bezeichnen.

In der Nacht vor jedem Rennen machte ich ein Ritual vor dem Rennen, bei dem ich die Rennstrecke auf einer zweidimensionalen Karte mit dem Zeigefinger verfolgte und mir dabei vorstellte, wie ich rennen, radfahren oder die verschiedenen Beine des Rennens schwimmen konnte. Am wichtigsten ist, dass ich mir vorstellen würde, die Ziellinie als ein zielorientiertes Ziel zu erreichen, das in meine neuralen Schaltkreise eingebunden wurde. Am Renntag wurde ich wie eine wärmesuchende Rakete, die programmiert war, ein Ziel zu treffen, oder ein Eichhörnchen, das entschlossen war, eine Nuss zu bekommen, als ich mich auf dem Weg zur Ziellinie bewegte.

Diese Vorabvisualisierung, zusammen mit anderen Vorbereitungen für das Erreichen der Navigationsziele, führte zu einer hohen Erfolgsrate für mich, die Ziellinie von sehr langen Rennen zu erreichen. Dazu gehörten Dinge wie das Laufen von 135 Meilen durch das Death Valley im Juli und das Gewinnen des Nonstop Triple Ironman (7,2 Meilen Schwimmen, 336 Meilen Fahrrad, 78,6 Meilen Lauf) drei Jahre hintereinander.

Fazit: Ihr Hippocampus kann Sie überall steuern, wohin Sie wollen

Die Stanford-Forscher schlussfolgern: "Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass ein hippocampal-kortikales Netzwerk die prospektive Simulation von Navigationsereignissen während einer zielgerichteten Planung unterstützt." Hippocampale Aktivitätsmuster kodieren für zukünftige Navigationsziele in einer Weise, die Menschen aus allen Lebensbereichen erlaubt finden ihren Weg zu einem bestimmten Ziel.

Die neuesten Neurowissenschaften liefern faszinierende Einblicke darüber, wie das menschliche Gehirn unsere vergangenen, gegenwärtigen und zukünftigen Bemühungen steuert. Und wie Dr. Seuss die Dinge zusammenfasst …. "Wirst du Erfolg haben? Ja! Du wirst es wirklich! (98 und 3/4 Prozent garantiert.) "

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