Торкель Клингберг - Перегруженный мозг. Информационный поток и пределы рабочей памяти

Мозг изменяется, и не только тогда, когда пополняются или истощаются резервы памяти. Разные зоны мозга отвечают за разные функции. Функциональная карта мозга не статична, она постоянно меняется. Как именно изменяется наш мозг, когда он перестает получать сигналы? Если человек теряет, например, указательный палец, то та область мозга, которая ранее получала сигналы от этого пальца, сжимается, а смежная область, которая получает сигналы от среднего пальца, расширяется. Таким образом, карта мозга перекраивается.

Более серьезные информационные потери мы наблюдаем, исследуя феномен отсутствия визуальной информации у слепых [9] О визуальной области мозга у слепых см. Sadato, N., Pascual-Leone, A., Graf man, J., Ibanez,V., Deiber, M.P., Dold, G. & Hallett, M. Activation of the primary visual cortex by Braille reading in blind subjects. Nature. 1996, 380:526–528. . Исследования мозговой деятельности у слепых показывают, что области мозга, отвечающие за зрение, активизируются в процессе чтения ими по методике Брайля, несмотря на фактическое отсутствие любых визуальных сигналов. Значит, зрительная зона коры головного мозга не бездействует, а нацелена на то, чтобы обрабатывать сенсорную информацию. И когда мозг не получает сенсорной информации, например, от потерянного пальца, то окружающие области расширяются и вовлекают пассивную часть мозга. Этот эффект свидетельствует о пластичности мозга.

Похожие результаты были получены в ходе исследований людей с врожденной глухотой — ученые обнаружили, что область мозга, ответственная за слух, активируется, когда глухие общаются друг с другом при помощи языка жестов [10] О слуховой области мозга у глухих см.: Petitto, L.A., Zatorre, R.J., Gauna, К., Nikelski, E.J., Dostie, D. & Evans, A. C. Speech-like cerebral activity in profoundly deaf people processing signed languages: implications for the neural basis of human language. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 2000. Dec. 5; 97:13961-13966. .

Мозг изменяется, и не только тогда, когда мы лишаемся какого-либо источника информации, но и в процессе обучения или освоения новых навыков. Интенсивный процесс обучения активизирует деятельность нашего мозга, когда, например, мы осваиваем игру на музыкальных инструментах [11] Об особенностях мозговой деятельности музыкантов, играющих на струнных инструментах, см.: Elbert,Т., Pantev, С, Wienbruch, С, Rockstroh, В. & Taub, E. Increased cortical representation of the fingers of the left hand in string players. Science. 1995. 270:305–307. . Когда ученые нанесли на карту мозга те области, которые получают сенсорную информацию от левой руки музыкантов, играющих на струнных инструментах, они обнаружили, что эти области шире, чем у не музыкантов [12] Об активности мозга и звуках пианино см. Pantev, С, Oostenveld, R., Engelien, A., Ross, В., Roberts, L.E. & Hoke, M. Increased auditory cortical representation in musicians. Nature. 1998. 392:811–814. . Они также обнаружили, что при прослушивании фортепьянной музыки область мозга, специализирующаяся на восприятии звука, у пианистов примерно на двадцать пять процентов больше, чем у не музыкантов. При этом изменяются и проводящие пути, по которым в мозг поступают импульсы [13] О восприятии музыки музыкантами см.: Bengtsson, S.L., Nagy, Z., Skare, S., Forsman, L., Forssberg, H. & Ullen, F. Extensive piano practicing has regionally specific effects on white matter development. Nature Neuroscience. 2005. 8:1148–1150. .

Немногие занимаются, например, жонглированием. Но если бы мы начали тренироваться каждый день, то уже через несколько недель добились бы заметных успехов. На примере жонглирования мы можем изучать процессы, происходящие в мозге при тренировке специфических навыков. Исследователи изучили структуру мозга у группы испытуемых, которая осваивала навык жонглирования [14] О жонглировании см.: Draganski, В., Gaser, С, Busch, V., Schuierer, G., Bogdahn, U. & May, A.Neuroplasticity: changes in grey matter induced by training. Nature. 2004. 427:311–312. . Затем через три месяца тренировок исследования провели заново. Выяснилось, что область мозга в затылочной доле, отвечающая за моторику, расширилась. Через три месяца после прекращения тренировок та же область сократилась примерно наполовину. Иными словами, три месяца активных тренировок и три месяца пассивной деятельности оказали прямое воздействие на структуру мозга.

И все же по-прежнему остается загадкой — как информационная среда воздействует на наш мозг? И как на него влияет тот или иной тип упражнений?

В 1980-е годы новозеландский социолог Джеймс Флинн обнаружил: среднестатистические показатели интеллектуального уровня поступательно возрастали на протяжении многих десятилетий. На основе анализа огромного массива данных Флинн пришел к заключению, что человечество умнеет буквально с каждым годом — нынешние молодые люди умнее своих отцов и значительно умнее дедов. Этот феномен сегодня известен как эффект Флинна [15] Эффект Флинна описан во многих публикациях, в частности, см.: Flynn, J.Massive gains in 14 nations: What IQ tests really measure. Psychological Bulletine, 1987, 101:171–191; Flynn, J. Searching for justice — The discovery of IQ gains over time. American Psychologist. 1999. 54:5-20. . По определению, среднестатистический коэффициент интеллекта всего населения земного шара равен 100 единицам.

Флинн протестировал огромное количество молодых людей, а затем сравнил их показатели с результатами аналогичных тестов 20-летней давности. Он обнаружил, что вопреки ожиданиям результаты тестов не совпадают. Нынешняя молодежь оказалась значительно умнее, чем их ровесники двадцать лет назад. Причем задания в старых и новых тестах были одинаковы. Коэффициент интеллекта у современных молодых людей превысил 100 баллов. Флинн провел более 73 экспериментов с 7500 участниками. Он сравнил результаты огромного количества тестов, проведенных между 1932 и 1978 годами, и пришел к выводу, что каждые 10 лет средний показатель IQ увеличивался в среднем на 3 балла, то есть на 3 процента.

Изменения показателей IQ в XX веке

Результаты этих экспериментов стали настоящей научной сенсацией. За несколько десятилетий разница между двумя поколениями составила примерно одно стандартное отклонение. Это означает, что 18-летний, который показывал весьма средние результаты в 1990-е годы, если его перенести в прошлое, на 60 лет назад, окажется в числе отличников. Сейчас его зачислили бы в середнячки, а 60 лет назад он вошел бы в первую пятерку.

Бесспорно, повышение IQ прежде всего обусловлено более высоким уровнем образования. Но если ограничиться подобным объяснением, то самые серьезные изменения должны были бы проявиться в заданиях на вербальный интеллект и на уровень общей эрудиции. И напротив, тесты на умение решать логические задачи, которые обычно считаются культурно нейтральными и практически не зависящими от уровня общеобразовательных знаний, показали бы более скромные результаты. Однако когда Флинн более детально проанализировал данные тестов на IQ, проведенных в США, результаты оказались неожиданными. Испытуемые отлично справились с логическими задачами, в то время как их вербальный уровень, по сравнению с предыдущими поколениями, почти не изменился.