Питер Браун - Запомнить всё.Усвоение знаний без скуки и зубрежки

Еще одно изобретение ученого относится к проблеме метапознания, которую мы с вами уже рассмотрели. Действует прибор так: к груди пилота прикрепляются симуляторы, которые передают данные с приборной панели и помогают мозгу уловить изменения тангажа и скорости самолета (в определенных условиях полета такие изменения вестибулярный аппарат пилота зафиксировать не способен).

Нервные клетки — ученые называют их серым веществом — составляют большую часть головного мозга. Так называемое белое вещество состоит из связей-аксонов, соединенных с дендритами тел других нервных клеток, и миелиновых оболочек {11} 11 Похожие на воск оболочки отростков нервных клеток. — Прим. ред. , окружающих некоторые аксоны наподобие пластиковой обмотки электрического шнура. Как серое, так и белое вещество ученые интенсивно изучают, стремясь понять, как действуют компоненты, обусловливающие мышление и двигательную функцию организма, и как они меняются в течение жизни. Огромный вклад в эти исследования внесли недавние революционные достижения мозгового картирования {12} 12 Установление порядка расположения генов и относительного расстояния между ними в группе сцепления. — Прим. ред. .

Масштабный проект по картированию нейронных связей — Human Connectome Project — запущен Национальным институтом здравоохранения США. (Слово сonnectome — «коннектом» — придумано для обозначения архитектуры нейронных сетей человеческого мозга по аналогии со словом «геном», которым был обозначен генетический код человека.) На сайтах исследовательских институтов, участвующих в проекте, выложены впечатляющие изображения волоконной архитектуры мозга: неоновая раскраска аксонов, похожих на провода, указывает направление передачи сигналов. Эти картинки напоминают сложнейшую электропроводку суперкомпьютеров 1970-х гг. Первые полученные учеными результаты очень интересны. В ходе исследования, проведенного в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе, сравнивалась синапсическая архитектура однояйцевых близнецов, имеющих одинаковые гены, и разнояйцевых близнецов, у которых совпадают только некоторые гены. Исследование подтвердило уже существующее предположение, что скорость процессов мышления определяется прочностью нейронных связей. А она, в свою очередь, на ранней стадии развития зависит преимущественно от генов. Однако созревание нервных сетей происходит медленнее, чем физическое развитие человека, — они продолжают расти и развиваться и в 40, и в 50, и в 60 лет. Их созревание отчасти заключается в утолщении миелиновых оболочек аксонов. Миелинизация обычно начинается в задних долях головного мозга и продвигается к передним. К совершеннолетию человека они добираются до лобных долей. Эта часть головного мозга отвечает за способность к целенаправленной деятельности, там протекают процессы высокоуровневого мышления, там на основе опыта формируются навыки.

Толщина миелиновой оболочки и способность к той или иной деятельности находятся в прямой зависимости, и, судя по данным исследований, чем больше мы практикуемся, тем больше миелина откладывается вдоль соответствующих нервных путей. Это увеличивает интенсивность и скорость прохождения электрических сигналов и, соответственно, нашу результативность. Например, высокая интенсивность занятий на фортепиано приводит к тому, что интенсивнее начинают миелинизироваться нервные волокна, связанные с мелкой моторикой и когнитивными процессами, участвующими в игре на музыкальном инструменте. У людей, которые музыкой не занимаются, эти изменения не наблюдались [110] Об исследовании миелинизации см.: R. D. Fields, White matter matters, Scientific American 298 (2008), 42–49, и R. D. Fields, Myelination: An overlooked mechanism of synaptic plasticity? Neuroscientist 11 (December 2005), 528–531. Более популярное изложение: Daniel Coyle, The Talent Code (New York: Bantam, 2009). .

Исследование того, как формируются привычки, позволило по-новому взглянуть на нейропластичность. Совершая осознанные целенаправленные действия, мы активизируем одни нервные пути, а когда действия становятся автоматическими, привычными, — совсем другие. Автоматическими действиями управляет область, расположенная глубоко в головном мозге, базальное ядро — предположительно, в нем откладывается знание. К этому приводит углубленная практика определенного типа — прежде всего двигательных навыков и решения задач, требующих выполнения последовательных операций. Базальное ядро отвечает и за неосознанные действия, например за движение глазных яблок. По мнению ученых, в процессе кодирования этих знаний мозг как бы склеивает последовательности двигательных и когнитивных действий. Поэтому они могут выполняться как единое целое, без цепочки осознанных решений, которая существенно замедлила бы отклик. Такие действия становятся рефлекторными. То есть сначала мы сознательно приучаем себя выполнять эти действия для достижения какой-то цели, но со временем они становятся автоматическими реакциями на соответствующий раздражитель. Этот процесс — важная часть формирования привычки. Эта теория объясняет, каким образом спортсмен развивает способность реагировать на мгновенно меняющуюся ситуацию быстрее, чем ее можно обдумать, как пальцы музыканта двигаются быстрее мысли, а шахматист обучается прогнозировать бесчисленные вероятности дальнейших ходов и комбинаций на доске. Большинство из нас проявляют тот же самый талант, когда набирают текст на клавиатуре.

Другое фундаментальное свидетельство в пользу неувядающей способности мозга к изменениям дало следующее открытие: гиппокамп, часть головного мозга, где «собраны» знания и воспоминания, способен формировать новые нейроны на протяжении всей жизни. Этот процесс, названный нейрогенезом, предположительно играет ведущую роль в восстановлении мозга после физических повреждений. На нем же основана пожизненная способность человека к обучению. Взаимосвязь нейрогенезиса с обучением и памятью — это новая тема исследований. Но ученые уже доказали, что ускоренный рост новых нейронов в гиппокампе стимулирует ассоциативное обучение — когда разбирают взаимосвязи между не связанными напрямую объектами: например, между именами и лицами. Всплеск нейрогенеза начинается прежде, чем человек приступит к занятию (то есть мозг реагирует на само намерение учиться) и продолжается после его окончания. Это означает, что процесс нейрогенеза участвует в консолидации памяти и отчасти объясняет, почему долгосрочному запоминанию помогает интервальное обучение, припоминание и преодоление желательных трудностей [111] Некоторые сведения о нейрогенезе: P. S. Eriksson, E. Perfilieva, T. Björk-Eriksson, A. M. Alborn, C. Nordborg, D. A. Peterson & F. H. Gage, Neurogenesis in the adult human hippocampus, Nature Medicine 4 (1998), 1313–1317; P. Taupin, Adult neurogenesis and neuroplasticity, Restorative Neurology and Neuroscience 24 (2006), 9–15. .