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

Избирательное внимание может переориентировать научение как на подходящие, так и на неподходящие нейронные сети. В этом эксперименте взрослые учились читать слова, записанные необычным способом. Одна группа использовала фонетический подход, другая – подход целых слов. Те, кто обращал внимание на общую форму слова, не смогли осознать, что слова состоят из букв, даже после трехсот испытаний. Внимание ко всему слову в целом перенаправляло процесс научения на неподходящую сеть нейронов в правом полушарии и препятствовало переносу знаний на новые слова. Испытуемые, анализировавшие буквы, напротив, смогли расшифровать алфавит и прочитать новые слова, используя нейроны вентральной части зрительной коры левого полушария, обычно отвечающие за чтение.

Каковы же были результаты? Обе группы сумели запомнить первые шестнадцать слов, но вектор внимания в корне изменил их способность расшифровывать новые слова. Участники второй группы, анализировавшие буквы, обнаружили много соответствий между буквами и звуками и смогли прочитать 79 процентов новых слов. Более того, исследование их мозга показало выраженную активность в вентральных зрительных зонах левого полушария, обычно отвечающих за чтение. В первой группе, напротив, внимание к форме всего слова полностью подавило способность к обобщению: испытуемые не только не смогли прочитать ни одного нового слова, но и задействовали совершенно не подходящую для этого сеть нейронов, расположенную в зрительных зонах правого полушария.

Вывод очевиден: внимание кардинально меняет работу мозга. Сосредоточенность на общей форме слова препятствует обнаружению алфавитного кода и вызывает активность в другом полушарии. Чтобы научиться читать, необходим фонетический подход. Только обращая внимание на соответствия между буквами и звуками, ученик может активировать классическую сеть для чтения, обеспечивающую нужный тип научения. Все учителя начальных классов, обучающие чтению, должны быть знакомы с этими экспериментами: они показывают, как важно правильно направлять внимание детей. Многие исследования убедительно демонстрируют превосходство фонетического метода над методом целых слов222. Когда ребенок, например, обращает пристальное внимание на уровень букв, отслеживая каждый знак слева направо, процесс научения протекает гораздо легче. Если, с другой стороны, он не получил никаких подсказок и наивно рассматривает слово в целом, не обращая внимания на его внутреннюю структуру, то ничего не происходит. Внимание – вот ключевой компонент успешного научения.

Таким образом, залог качественного преподавания – постоянное внимание к вниманию ученика. Учителя должны тщательно выбирать то, к чему они хотят привлечь внимание детей: в конечном счете усвоена будет только та информация, которая оказалась в центре внимания. Стимулы, проигравшие в соревновании за внимание, практически не вызывают изменений в пластичных синапсах ребенка.

По этой причине эффективный учитель уделяет пристальное внимание психическому состоянию своих учеников. Во-первых, он постоянно подпитывает детское любопытство, стараясь сделать каждый урок незабываемым, а во-вторых – модифицирует методику преподавания с учетом устойчивости внимания каждого ребенка, обеспечивая активное восприятие на протяжении всего занятия.

Наша третья и последняя система внимания определяет, как обрабатывается полученная информация. Система управляющего контроля, или иначе «центральная исполнительная сеть», представляет собой совокупность нейронных сетей, которые позволяют нам выбирать оптимальный курс действий и придерживаться его223. Она объединяет целую иерархию кортикальных областей, главным образом расположенных в лобных долях, – иными словами, всю ту массу коры, которая лежит под нашим лбом и включает почти треть человеческого мозга. По сравнению с другими приматами, наши лобные доли увеличены, лучше связаны и содержат большее количество нейронов, каждый из которых обладает более ветвистым и сложным дендритным деревом224. По этой причине неудивительно, что когнитивные способности человека гораздо более развиты, чем у любого другого примата. Особенно это верно в отношении самого высокого уровня когнитивной иерархии, который дает нам возможность контролировать умственные операции и осознавать свои ошибки, – системы управляющего контроля225.

Представьте, что вам нужно мысленно умножить 23 на 8. Именно управляющая система следит за тем, чтобы вся последовательность соответствующих мыслительных операций прошла гладко от начала и до конца. В данном случае она подсказывает вам сперва сосредоточиться на единицах (3), умножить их на 8 и сохранить в памяти результат (24); затем сосредоточиться на десятках (2) и умножить на 8 их; получить 16, вспомнить, что это десятки, и запомнить 160; сложить 24 и 160 и, наконец, получить конечный результат: 184.

Данная система – это пульт управления мозга: он упорядочивает, направляет и регулирует наши ментальные процессы, подобно станционному рабочему, который переключает стрелки на крупной железнодорожной станции и следит за тем, чтобы каждый поезд попал на нужные рельсы. Центральная исполнительная система мозга считается одной из систем внимания, поскольку, как и другие, выбирает из множества возможностей – в данном случае из доступных умственных операций, а не из стимулов, поступающих из внешнего мира. Таким образом, пространственное внимание и управляющее внимание дополняют друг друга. Вернемся к ситуации, когда нам нужно умножить 23 на 8. Система пространственного внимания сканирует страницу учебника и высвечивает пример 23 × 8. Далее «прожектором» внимания управляет уже исполнительная сеть: именно эта система выбирает 3 и 8, передает их соответствующим нейронам для умножения и так далее. Центральная исполнительная сеть активирует актуальные операции и тормозит неактуальные. Она постоянно следит за тем, чтобы ментальная программа работала гладко, и решает, когда необходимо поменять стратегию. Эта же система в пределах специализированной подсети поясной коры обнаруживает, когда мы совершаем ошибку или отклоняемся от цели, и немедленно корректирует текущий план действий.

Существует тесная связь между управляющим контролем и тем, что когнитивисты называют рабочей памятью. Чтобы следовать мысленному алгоритму и контролировать его выполнение, мы должны постоянно держать в уме все элементы намеченной программы: промежуточные результаты, предыдущие шаги, предстоящие операции… Иными словами, управляющее внимание управляет всеми входами и выходами так называемого нейронального глобального рабочего пространства. Под ним я подразумеваю временную сознательную память, в рамках которой мы можем хранить практически любую информацию, которая кажется нам актуальной, и передавать ее любому другому модулю226. Глобальное рабочее пространство – своеобразный маршрутизатор, регулировщик, который решает, как и в каком порядке передавать данные множеству разных процессоров, которые содержит наш мозг. На этом уровне умственные операции выполняются медленно и последовательно: это система, которая обрабатывает один фрагмент информации за раз, а потому не способна выполнять две операции одновременно. По этой причине психологи часто называют ее «центральным узким местом».