Тайная жизнь мозга. Как наш мозг думает, чувствует и принимает решения - Мариано Сигман

Мы видели, что талант учеников, приступающих к обучению, не можеть быть надежным прогностическим фактором для предсказания их успехов после многолетней учебы. Теперь понятно почему.

На основе открытия, что опытные читатели читают слово за словом, группа французских исследователей пришла к ошибочному выводу: лучший метод обучения детей – холистическое чтение, при котором дети начинают читать слова целиком. Этот метод быстро приобрел популярность, возможно, благодаря красивому названию. Кто не хочет, чтобы его ребенок учился по холистической методике? Но дело кончилось беспрецедентной педагогической катастрофой, в результате которой многие дети испытывали трудности с чтением. Благодаря описанному выше, можно понять, почему холистический метод не работает. Параллельное чтение – это заключительный этап, который достигается лишь после наработки промежуточных функций.

В этой книге мы сосредоточились на двух разных системах мозга: лобно-теменной, которая отличается гибкостью, но работает медленно и требует усилий, и вентральной, посвященной отдельным функциям, которые выполняются автоматически и с большой скоростью.

Эти системы сосуществуют друг с другом, и их актуальность меняется в ходе обучения. Будучи опытными читателями, мы пользуемся главным образом вентральной системой, хотя лобно-теменная система работает в фоновом режиме. Она включается в работу, когда мы читаем неразборчивый почерк, или же буквы расположены в непривычном виде: вертикально, справа налево либо с большими промежутками. В таких случаях нейронные контуры вентральной коры, которые не отличаются гибкостью, перестают работать. Тогда мы начинаем читать, как маленькие дети или люди, страдающие дислексией[87]. Еще труднее прочитать слово-капча (CAPTCHA)[88], поскольку в нем есть несоответствия, из-за которых вентральная система не способна его распознать. Это способ обращения к латентной последовательной системе чтения – и возможность оказаться в том положении, когда мы только учились читать.

Когда мы учимся, наш мозг изменяется. К примеру, синапсы (от греческого слова «соединять»), соединяющие разные нейроны, могут увеличить количество связей или варьировать эффективность уже существующей связи. Все это изменяет нейронные сети. Но у мозга есть и другие источники пластичности; к примеру, морфологические свойства или генетическое проявление его нейронов может изменяться. В некоторых специфических случаях число клеток мозга увеличивается, хотя такое происходит очень редко. В целом, мозг взрослого человека учится без наращивания нейронной массы.

В наши дни термин «пластичность» используется для обозначения способности мозга к трансформации своих функций. Этот популярный термин приводит к некорректному предположению, что мозг можно лепить и растягивать, мять и разглаживать, словно мышцу, хотя ничего подобного на самом деле не происходит.

Что делает мозг более или менее предрасположенным к переменам? Когда речь идет о материалах, критическим параметром вероятности их изменения является температура. Железо твердое и не пластичное, но при нагревании оно становится жидким и может быть отлито в другую форму, которую сохранит после остывания. Что именно в мозге можно считать эквивалентом температуры? Прежде всего, как доказали Хьюбел и Визель, это стадия развития. Мозг младенца не обладает такой же пластичностью, как мозг взрослого человека. Однако, как мы убедились, этот параметр не неизменен. Служит ли мотивация главным различием между ребенком и взрослым человеком?

Мотивация способствует переменам по простой причине, которую мы уже обсуждали: мотивированный человек работает упорнее. Мрамор не сравнить с пластиком, но если мы часами обрабатываем его резцом, он постепенно изменяет форму. Понятие пластичности соотносимо с усилиями, которые мы готовы приложить для изменения чего-либо. Но это не приводит нас к понятию температуры, или предрасположенности к изменениям. Если мы уже мотивированы, то какие процессы в мозге приводят к изменениям? Можем ли мы воспроизвести это состояние мозга, чтобы улучшить качество обучения? Для этого надо понимать, какая химическая смесьнейротрансмиттеров способствует преобразованию синапсов, а следовательно, изменениям.

Прежде чем перейти к микроскопическим деталям биохимии мозга, нужно рассмотреть более канонический способ обучения: запоминание. Почти все мы помним события 11 сентября 2001 года, когда самолеты врезались в северную и южную башни Всемирного торгового центра. Удивительно, что даже пятнадцать лет спустя мы не только сохранили образы пылающих башен, но и можем сказать, где находились в это время. Этот глубоко эмоциональный момент заставляет все вокруг – как самое важное (атаку террористов), так и незначительное, – надолго запечатлеться в памяти. Вот почему те, кто пережил травматический опыт, с огромным трудом избавляются от болезненных воспоминаний, которые могут быть активированы фрагментами эпизода, местом происшествия, знакомым запахом, человеком, который там присутствовал, или любыми другими деталями. Воспоминания формируются как эпизоды; в те моменты, когда наши нейронные датчики особенно чувствительны, мы ярко помним не только то, что послужило причиной этой чувствительности, но и все сопутствующие события.

Это пример более общего принципа. Когда мы эмоционально возбуждены или когда получаем вознаграждение (денежное, эротическое, эмоциональное, печеньку), то мозг больше предрасположен к изменению. Для понимания того, как это происходит, нам нужно поменять инструменты и перейти на микроскопический уровень. Это путешествие унесет нас в Калифорнию, в лабораторию нейробиолога Майкла Мерцениха.

В его эксперименте обезьянам было нужно определить более высокий из двух тонов, как мы делаем при настройке музыкального инструмента. Когда оба тона становились схожими, обезьяны начинали воспринимать их как идентичные, несмотря на незначительную разницу. Это позволило исследовать пределы чувствительности слуховой системы. Как и любое другое качество, слух тоже можно тренировать.

Слуховая кора, как и зрительная кора, упорядочена по определенной схеме, в которой скопления нейронов составляют колонны. Каждая колонна специализирована для определения конкретной частоты звуковых колебаний. Поэтому при параллельной активации слуховая кора анализирует частотную структуру звука.

В карте слуховой коры каждая частота имеет специализированный участок. Мерцених уже знал, что если обезьяна активно тренируется распознавать тона отдельной частоты, происходит нечто необычное: колонна, соответствующая этой частоте, растет наподобие агрессивной страны, которая расширяется, вторгаясь на соседние территории. Здесь нас интересует вопрос: что позволяет этой перемене произойти? Мерцених отметил, что повторения музыкального тона недостаточно для изменения слуховой коры. Однако если этот тон звучит одновременно с волной активности в вентральной области покрышки – глубинной части мозга, где вырабатывается дофамин, – то в коре начинаются процессы преобразования. Все сходится воедино. Для реорганизации нейронного контура необходим стимул, который происходит в интервал времени, соответствующий выбросу дофамина (или другого сходного нейротрансмиттера). Для обучения нам нужны мотивация и усилия. Теперь известно, что при этом вырабатывается дофамин, понижающий сопротивляемость мозга к изменению.