Att lära sig köra bil, spela ett instrument eller känna igen mönster kräver till en början full koncentration. Men efter tillräckligt mycket träning känns samma uppgifter nästan automatiska.
Nu visar en ny studie från forskare vid Georgetown University hur detta faktiskt går till i hjärnan. Forskarna har upptäckt att intensiv träning bokstavligen omorganiserar hjärnans nervkretsar, så att en inlärd färdighet flyttas från områden som styr medvetet tänkande till mer specialiserade nätverk. På så sätt frigörs hjärnans ”tankecentral” för andra uppgifter, vilket kan göra verklig multitasking möjlig.
Träning förändrade hjärnans organisation
I studien fick deltagarna träna på att sortera bilder av bilar i två kategorier genom att identifiera mycket små visuella skillnader.
Under fem till tio veckor genomförde deltagarna över 30 000 träningsomgångar via en mobilapp. Forskarna undersökte samtidigt deras hjärnaktivitet med både funktionell magnetkameraundersökning (fMRI) och EEG före och efter träningsperioden.
I början aktiverades främst prefrontala cortex, den del av hjärnan som ansvarar för planering, beslutsfattande och medvetet tänkande. Efter den intensiva träningen hade aktiviteten i stället flyttats till temporalloben, ett område som är specialiserat på minne och igenkänning av komplexa objekt.
En genväg förbi hjärnans ”flaskhals”
Forskarna beskriver prefrontala cortex som en slags flaskhals i hjärnan.
Eftersom området normalt bara kan hantera en mer krävande uppgift åt gången begränsar det vår förmåga att göra flera saker samtidigt. När en färdighet blir automatiserad skapas däremot en ny nervkrets som gör att informationen kan ta en genväg förbi prefrontala cortex.
Det innebär att den medvetna tankeförmågan frigörs och kan användas till andra uppgifter samtidigt som den inlärda färdigheten fortsätter att utföras automatiskt. Ju mer uppgiften hade flyttats bort från prefrontala cortex, desto bättre klarade deltagarna att utföra en annan uppgift parallellt.
Utmanar synen på multitasking
Länge har forskare hävdat att människor egentligen inte kan utföra två avancerade uppgifter samtidigt. I stället har man trott att hjärnan snabbt växlar uppmärksamheten mellan olika aktiviteter.
Den nya studien pekar på något annat.
När en färdighet blivit tillräckligt väl inlärd kan den köras i ett separat neuralt nätverk samtidigt som prefrontala cortex används för en annan uppgift. Forskarna menar därför att äkta multitasking faktiskt är möjlig – åtminstone när en av uppgifterna blivit tillräckligt automatiserad genom långvarig träning.
Kan förklara varför vanor är svåra att bryta
Resultaten kan också ge nya insikter om hur vanor och tvångsbeteenden fungerar.
När ett beteende flyttas från medveten kontroll till mer automatiska nervkretsar blir det svårare att påverka genom att bara försöka tänka annorlunda. Det kan förklara varför invanda beteenden ofta fortsätter trots att vi vet att de inte är bra för oss.
Forskarna hoppas därför att kunskapen på sikt ska kunna bidra till bättre behandlingar av exempelvis tvångssyndrom och andra tillstånd där automatiserade beteenden spelar en viktig roll.
Intressant även för framtidens AI
Studien har betydelse även utanför neurovetenskapen.
Dagens AI-system har fortfarande svårt att bygga vidare på tidigare kunskap utan att störa det de redan lärt sig. Människohjärnan verkar däremot lösa problemet genom att flytta färdiginlärda färdigheter till specialiserade nätverk och därmed frigöra resurser för nytt lärande.
Forskarna tror därför att resultaten kan inspirera utvecklingen av framtida AI-system som lär sig mer kontinuerligt och effektivt, på ett sätt som bättre efterliknar människans hjärna.
En ny förståelse av hur vi blir experter
Studien ger en ny förklaring till varför vissa uppgifter till slut känns nästan reflexmässiga. När vi övar tillräckligt mycket blir färdigheten inte bara snabbare – hjärnan organiserar om sina egna nätverk så att uppgiften kan utföras med betydligt mindre medveten ansträngning.
Det innebär att långvarig träning inte bara förbättrar prestationen utan också förändrar hjärnans sätt att arbeta. Om resultaten bekräftas i framtida forskning kan de få betydelse för allt från utbildning och rehabilitering till utvecklingen av artificiell intelligens – och ge en djupare förståelse för hur människor utvecklar expertkunskaper genom övning.
