Нейрофизиология и обучение
статья

Нейрофизиология и обучение

Вахитова Э.Х., ГБПОУ ЛО                                                                               «Тихвинский медицинский колледж»

Изучение мышления осуществлялось субъективными методами, но в конце ХХ века появилась возможность не только наблюдать и анкетировать, но и измерять ранее недоступные процессы и явления, происходящие в мозге, в частности с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

В настоящий момент, благодаря исследованиям Маркуса  Рейчла, опубликованным в 2001 году, доказано наличие трёх нейронных сетей мозга, отвечающих за мышление: центральная исполнительная сеть, сеть выявления значимости и дефолт система мозга. Хотя и по настоящий момент функция последней, несмотря на многочисленные исследования, не полностью известна. Центральная исполнительная сеть отвечает за восприятие и обработку полученной информации. Сеть выявления значимости включается, когда человек решает конкретную задачу, например, если нужно посчитать в столбик. Дефолт система мозга – это нейронная сеть взаимодействующих участков головного мозга, активная в состоянии, когда человек не занят выполнением какой-либо задачи, связанной с внешним миром. Это самый важный режим работы мозга, потому что в этот момент мозг анализирует разные аспекты ситуации.

Первые две системы считаются активными, они тесно связаны с сознанием (центр которого по данным гарвардского исследования 2016 года расположен в стволе мозга). Третья является пассивной, «бессознательной». Возможности сознания ограничены. Человеческий мозг сознательно в единицу времени способен решать только одну задачу (кажущаяся многозадачность –это переключаемость внимания). Продолжительность мысли составляет всего 3 секунды. Кроме того, сознание способно ухватить единовременно только 3 аспекта задачи, игнорируя все остальные. При этом в отличие от сознания, дефолт система мозга способна одновременно рассматривать и проводить взаимосвязи между 150 интеллектуальными объектами.

На самом деле мы принимаем решение не сознанием. Так, в опыте Бенджамина Либета, проводимого с помощью электроэнцефалографии в 70-х годах прошлого века, выяснилось, что мозг активизируется за полсекунды до того, как испытуемые осознавали, какое решение они примут. В современном исследовании (2007 г.) учёные института М. Планка в Лейпциге с помощью фМРТ показали, что на самом деле мозг принимает решение за 8 секунд до того, как человек осознает его. То есть, можно сказать, что решения принимаются человеком бессознательно и ведущую роль в этом играет дефолт система мозга.

В течении долгого времени считалось, что функции мозга локализованы в определённых зонах её коры, но оказалось всё немного сложнее. В течении первых 25 лет жизни наши нейроны связываются друг с другом в отдалённых участках и образуют нейронные сети, которые и будут отвечать за наши три базовых режима работы мозга. То есть в эти 25 лет происходит некое «программирование» мозга.  

Что же происходит с мышлением у современного молодого поколения? Мыслительная деятельность зависит от среды, в которой растёт и развивается человек. В настоящий момент среда гиперинформационная. По данным исследования британского биолога и психолога Арика Сигмана (2015 г.) современные семилетние дети провели за экранами больше одного года жизни, восемнадцатилетние- четыре года. А по данным «Лаборатории Касперского» (2016 г.), 40% российских детей в возрасте до 10 лет практически постоянно находятся в Сети. Среди подростков от 14 до 18 лет этот показатель - 68%. В целом в России, 56% несовершеннолетних воспитываются гаджетами и мы обгоняем Европу (30%) и США (36%).

В исследовании Эшли Чен (2013 г.) показано, что возбуждение "активных" нейронных сетей в мозге приводит к выключению "пассивной", ответственной за мышление, и наоборот. Таким образом, из-за того, что человек постоянно потребляет информацию, у него центральная исполнительная сеть активизируется и подавляется дефолт система мозга, ответственная за мышление. Кроме того, постоянное информационное потребление приводит к повышению когнитивной нагрузки, мозг начинает «уставать» и поэтому у него нет сил на решение сложных задач, в том числе, связанных с обучением. Мышление становится стереотипным, шаблонным и не развивается.

Для того, чтобы дефолт-система мозга «включилась» и начала думать необходимо 23 минуты (исследование Глории Марк, США). Каждый раз, отвлекаясь на что-либо, человек тратит время на это отвлечение и плюс ещё 23 минуты 15 секунд, чтобы снова сосредоточится. Поэтому, эффективное обучение при наличии постоянного отвлечения на сообщения в смартфоне, практически невозможно.

В 2017 году Калифорнийский университет в Сан-Диего проводил исследование, в котором отбирались случайным образом 512 студентов, и отобранные участники были разделены на 3 группы. Им сообщили, что со студентами проведут серию изучающих тестов, направленных на познание их когнитивных способностей. Одной группе было предложено оставить свои смартфоны в вестибюле университета перед тем, как они вошли в класс, в котором проходило тестирование. Второй группе было разрешено войти в класс со смартфонами, но их попросили положить гаджеты в сумки или убрать в карманы. Третья группа выложила смартфоны перед собой на столы во время проведения тестов. Результаты тестов оказались поразительными: студенты, которые выложили смартфоны на парты перед собой, написали тест хуже всех, хотя они сообщили, что вообще не думали об этих устройствах во время тестирования. Одно только присутствие смартфонов снизило умственные способности студентов. Другие студенты показали близкие результаты, и, действительно, подтвердилось, что учащиеся лучше поддаются тестированию, когда не видят смартфонов и не думают о них. Даже когда телефоны выключены или спрятаны, их присутствие уменьшает производительность и способность к учёбе (уменьшаются объемы оперативной памяти и показатели подвижного интеллекта).

Таким образом, обнаруживаются тот факт, что в эпоху цифровых технологий возможности обучения оставляют желать лучшего, так как происходит атрофия познавательных навыков.

Выходом из создавшегося положения может явиться воздействие на наши нейронные сети. В частности, соблюдение правил цифровой гигиены (например, «общение» со смартфоном не более 2-3 часов в день) улучшит работу как «активных» нейронных сетей, так опосредованно и «пассивной» дефолт системы мозга. Для развития последней, кроме того, необходимо ещё одно условие. Эволюционно она заложена для построения социальных отношений, поэтому следует увеличивать количество социальных связей и улучшать социальные коммуникации.

Хотелось бы закончить цитатой из беседы с российскими популяризаторами науки Анохиным К.В. и Черниговской Т.В.: "Нейронная сеть усложняется в зависимости от того, чем мозг занят … это звучит весьма оптимистично и в каком-то смысле нравоучительно, человек должен постоянно помнить — от того, чем занят его мозг, зависит судьба мозга"