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通过在线神经反馈调节唤醒可提高人类在要求苛刻的感觉运动任务中的表现
摘要 我们的唤醒状态会显著影响我们在现实世界动态环境中做出最佳决策、判断和行动的能力。耶基斯-多德森定律认为唤醒和任务表现之间存在倒 U 型关系，该定律表明存在一种唤醒状态，对于给定任务中的行为表现而言是最佳的。在这里，我们展示了我们可以使用在线神经反馈将个人的唤醒转向这种最佳状态。具体来说，我们使用脑机接口 (BCI)，它使用脑电图 (EEG) 中的信息来生成神经反馈信号，当个人参与边界回避任务 (BAT) 时，该信号会动态调整个人的唤醒状态。BAT 是一种要求很高的感觉运动任务范例，我们将其作为虚拟现实 (VR) 中的空中导航任务来实现，它创造了认知条件，使唤醒升级并迅速导致任务失败 — 例如错过或撞到边界。我们证明，当提供真实的神经反馈时，任务表现（以受试者在失败前可以导航的时间和距离来衡量）会显著提高。同时测量瞳孔扩张和心率变异性表明神经反馈确实降低了唤醒。我们的工作是 BCI 系统的首次演示，该系统使用在线神经反馈来改变唤醒状态并根据 Yerkes-Dodson 定律提高任务表现。介绍 为什么一手拿着满满一杯咖啡走过一块崭新的地毯看起来是一项如此紧张和困难的任务？如果杯子里装的是水而不是咖啡，或者地毯又旧又破，为什么这项任务看起来不那么艰巨，也不太可能导致洒落？同样的情况也发生在走过平衡木的过程中，如果平衡木距离地面六英寸，我们的表现差异（例如我们穿过平衡木的速度和摔倒的可能性）会大大低于距离地面六十英尺的情况。打个比方，为什么“高风险”会导致“严重错误”？
伟大的髋关节策略
PAC 导师 Deirdre Thornton 撰写的《绝妙的髋关节策略》 2021 年东京奥运会即将到来！我是艺术体操运动的超级粉丝，我喜欢关注美国女子体操队，尤其是在奥运会期间。当我想到灵活性和体操时，脑海中浮现出体操运动员在平衡木上的形象。像西蒙·拜尔斯这样的技术娴熟的体操运动员可以在离地面四英尺、宽度只有四英寸（大约相当于手机宽度）的窄木上旋转、跳跃和翻转，让她看起来像是在地板上跳舞。但是，如果发生了不可思议的事情，她错过了一步，失去了平衡，开始跌落到垫子上——你经常会注意到什么？你可能会看到体操运动员通过向前和向后弯曲臀部来努力保持在平衡木上——尽管更多的时候，她输掉了这场战斗，落在下面的垫子上。这种有点不受控制的手势动作被称为髋关节策略，你可以想象，它并不是身体稳定直立姿势、恢复平衡和防止跌倒的最有效方法。摇摇晃晃的幼儿开始使用两脚架，采用相同的髋关节策略——他们走路时像小弗兰肯斯坦，站姿宽阔，双臂向前伸出。当他们失去平衡时，他们的整个身体会向前倾斜，髋部弯曲——或者向后折叠，落在胖乎乎的屁股上。随着神经系统的成熟，年龄较大的儿童和成年人会过渡到使用踝关节策略来保持平衡，尤其是在小的平衡挑战中——例如在公共汽车或火车上站立时保持平衡、在崎岖的地形上行走，甚至穿越平衡木。你可以尝试站立并左右摇摆，注意踝关节周围的肌肉和稳定结构是如何被激活的，让你保持直立，而无需移动手臂或躯干。太神奇了！正常衰老过程带来了髋关节策略的回归。从进化或生存的角度来看，髋关节策略可能起到将人的重心拉近地面并伸展双臂的作用，以防止在即将跌倒时造成严重伤害（例如头部或内伤）。痴呆症患者 (PLwD) 同时经历着几种变化，这些变化影响他们如何在曾经熟悉的任务和环境中安全移动和互动：
统一认知理论概要
摘要：本书提出了认知科学应该将注意力转向发展涵盖人类感知、认知和行为现象的人类认知理论的论点。认知科学现在已经产生了大量高质量的规律，其中许多微观理论揭示了重要的机制。整合的需求迫在眉睫，并将继续增加。同样重要的是，认知科学现在拥有理论概念和工具来支持对统一理论的认真尝试。该论点完全是通过提出一个典型的统一认知理论来提出的，既展示了真正的统一理论是什么样子，也提供了令人信服的证据证明这种理论是可行的。该典范是 SOAR，一种认知架构，它以软件系统的形式实现。在详细讨论了架构及其属性，以及它与现实世界中对认知的约束以及认知科学中现有思想的关系之后，SOAR 被用作广泛认知现象的理论：即时反应（刺激-反应兼容性和斯特恩伯格现象）；离散运动技能（转录分型）；记忆和学习（情景记忆和通过实践获得技能）；问题解决（密码谜题和三段论推理）；语言（句子验证和接受指令）；发展（平衡木任务中的转变）。这些处理的深度和充分性各不相同，但它们清楚地揭示了一种适用于整个人类认知范围的单一、高度具体的操作理论。SOAR 被提出为一个典型的统一理论，而不是唯一的候选理论。认知科学还没有准备好接受单一理论，必须进行多次尝试。但认知科学必须开始朝着这种统一理论努力。