Станислас Деан - Как мы учимся. Почему мозг учится лучше, чем любая машина… пока

Вот почему каждый ученик должен научиться управлять вниманием, а учитель – уделять вниманию больше внимания! Если учащиеся не обращают внимания на нужную информацию, они едва ли чему-нибудь научатся. Величайший талант учителя состоит в том, чтобы постоянно направлять и привлекать внимание детей; без этого эффективное управление процессом научения невозможно.

Внимание играет такую важную роль в отборе релевантной информации, что реализуется во многих нейронных сетях мозга. Американский психолог Майкл Познер выделяет три основные системы внимания:

1) систему сигнализации и активации, которая определяет, когда нужно обратить внимание, и регулирует степень нашей бдительности и настороженности;

2) систему ориентировки, которая подсказывает, на что обратить внимание, и амплифицирует интересующий нас объект;

3) систему управляющего внимания, которая решает, как обрабатывать полученную информацию, отбирает процессы, имеющие отношение к поставленной задаче, и контролирует их выполнение.

Все три системы модулируют мозговую активность и, следовательно, могут не только облегчать научение, но и придавать ему неверное направление. Давайте рассмотрим каждую в отдельности.

Первая система внимания, возможно, самая древняя с точки зрения эволюции, говорит нам, когда нужно быть начеку, и посылает тревожные сигналы, мобилизующие весь организм. Как только мы замечаем, что приближается хищник, или начинаем испытывать сильные эмоции, целый ряд подкорковых ядер мгновенно переводит кору в состояние «боевой готовности», вызывая массовое и диффузное высвобождение нейромодуляторов, таких как серотонин, ацетилхолин и дофамин (см. цветную иллюстрацию 16). Через длинные ветвящиеся аксоны тревожные сообщения распространяются по всей коре, модулируя ее активность и научение. Некоторые исследователи сравнивают данный феномен с командой «Печать»: фактически сигналы первой системы внимания приказывают коре головного мозга перевести текущее содержание нейронной активности в память.

Эксперименты на животных показывают: срабатывание системы предупреждения может радикально изменить карты коры (см. цветную иллюстрацию 16). Американский нейрофизиолог Майкл Мерзенич провел серию экспериментов, в ходе которых систему сигнализации у мышей «запускали» с помощью электрической стимуляции подкорковых дофаминовых или ацетилхолиновых путей. В результате наблюдался сильный сдвиг в картах коры. Сигналы всех нейронов, которые были активны в тот момент, даже если они не имели никакого объективного значения, подвергались интенсивной амплификации. Например, высокий звук, который систематически ассоциировался с выбросом дофамина или ацетилхолина, со временем начинал вызывать усиленную активность в мозге мыши и захватывал всю слуховую карту. Мышь все лучше и лучше различала звуки, близкие к этой чувствительной ноте, но частично утрачивала способность репрезентировать другие частоты 211.

Примечательно, что такая пластичность коры, вызванная вмешательством в систему сигнализации, отмечается даже у взрослых животных. Анализ задействованных нейронных сетей показывает, что такие нейромодуляторы, как серотонин и ацетилхолин, – главным образом через никотиновый рецептор (чувствительный к никотину, еще одному важному игроку в обеспечении бдительности), – модулируют реакцию корковых тормозных интернейронов, нарушая баланс между возбуждением и торможением 212. Как вы помните, торможение играет ключевую роль в закрытии сензитивных периодов для синаптической пластичности. Расторможенные сигналами тревоги сети корковых нейронов, по-видимому, частично восстанавливают свою ювенильную пластичность, тем самым вновь открывая сензитивный период для сигналов, которые мозг мыши считает жизненно важными.

А что насчет Homo sapiens ? Заманчиво предположить, что подобная реорганизация карт коры происходит у всех, кто с детства питает подлинную страсть к искусству или науке. Пыл и воодушевление Моцартов и Рамануджанов [26] Сриниваса Рамануджан Айенгор (1887–1920) – гениальный индийский математик-самоучка, сформулировавший около 120 теорем. ( Прим. перев .) настолько велики, что их мозговые карты буквально кишат ментальными моделями музыки и математики. Как ни странно, это относится не только к гениям, но и ко всем, кто искренне любит свою работу: от простого рабочего до конструктора космических ракет. Позволяя картам коры структурно перестраиваться, страсть порождает талант.

Хотя не все люди Моцарты, системы бдительности и мотивации присутствуют в мозге каждого из нас. Какие же обстоятельства повседневной жизни могли бы их мобилизовать? Или они срабатывают только в ответ на травму и сильные эмоции? Вероятно, нет. Некоторые исследования показывают, что видеоигры – особенно «стрелялки», построенные на жизни и смерти главного героя, – весьма эффективно задействуют наши механизмы внимания. Активируя системы сигнализации и вознаграждения (внутреннего подкрепления), видеоигры модулируют научение. Экшн-игры, например, возбуждают дофаминовую систему 213. Психолог Дафна Бавелье показала, что это приводит к быстрому научению 214. Самые жестокие «стрелялки», по всей видимости, оказывают наиболее интенсивное воздействие – возможно, потому, что сильнее всего мобилизуют сигнальные системы мозга. Так, десяти часов игры вполне достаточно, чтобы значительно улучшить зрительное восприятие, быструю оценку количества объектов на экране и способность сосредоточиваться на цели, не отвлекаясь на посторонние раздражители. Опытный геймер принимает сверхбыстрые решения без ущерба для игры.

Родители и учителя жалуются, что современные дети, активно пользующиеся компьютерами, планшетами, консолями и другими устройствами, постоянно переключаются с одного вида деятельности на другой и не умеют сосредоточиваться. Но это неправда. Видеоигры не снижают нашу способность к концентрации внимания; скорее они ее усиливают. Если так, смогут ли они в будущем помочь нам вновь мобилизовать синаптическую пластичность как у взрослых, так и у детей? Несомненно, видеоигры являются мощным стимулятором внимания. Именно поэтому моя лаборатория разработала целый ряд планшетных игр для обучения математике и чтению, основанных на принципах когнитивной науки 215 [27] Насчет эффективности любых типов игр в качестве стимуляторов внимания, а также их использования для улучшения когнитивных способностей в научном сообществе ведутся активные споры. См., например: http://longevity.stanford.edu/a-consensus-on-the-brain-training-industry-from-the-scientific-community-2/ . (Прим. научн. ред.) .